DE19947005A1 - Hin- und hergehende Baugruppe zum Schleifen eines Werkstücks - Google Patents

Abstract

Hin- und hergehende Baugruppe zum Bewegen eines Schleifelements über ein Werkstück. Die hin- und hergehende Baugruppe verwendet eine Kolbenanordnung, die durch ein unter Druck stehendes Fluid betätigt wird, wobei das Schleifelement mit einer Geschwindigkeit über das Werkstück ausgefahren und mit einer anderen Geschwindigkeit entlang dem Werkstück eingefahren wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die folgenden Parallelanmeldungen, die am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurden und die die gleichen Erfinder haben:

• 1. Vorrichtung und Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks (Zeichen des Anmelders: K-1442W);
• 2. Schleifblockhalterung (Zeichen des Anmelders: K-1442Y); und
• 3. Schleifblock (Zeichen des Anmelders: K-1442Z)

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen der Oberfläche eines Werkstücks, indem für eine überlagerte Bewe­ gung gesorgt wird, um ein unregelmäßiges Oberflächenmuster zu erzeugen.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Die abschließenden Schritte bei der Herstellung einer Fahr­ zeugbremstrommel sollen mit Hilfe eines dreistufigen Verfah­ rens ein glattes, unregelmäßiges Muster auf der Innenseite der Bremstrommel liefern. Im ersten Schritt wird mit einem dem Schruppen dienenden einzahnigen Schneidwerkzeug der In­ nendurchmesser der Werkstückoberfläche vorgebohrt, während die Trommel gedreht wird. Im zweiten Schritt wird mit einem einzahnigen Schneidwerkzeug die geschruppte Werkstückober­ fläche vorbearbeitet. In beiden Schritten bilden die Vor­ schublinien bei der Bewegung des Werkzeugs entlang der Werk­ stückoberfläche ein spiralförmiges Muster. Diese Vorschubli­ nien sind für kommerzielle Anwendungen ungünstig, da ein auf eine Oberfläche mit diesem Muster wirkender Bremsklotz in die spiralförmigen Rillen der Vorschublinien eingreift und beim Anlegen der Bremse zur Seite gedrückt wird, wodurch Bremsge­ räusche entstehen. Dieser Zustand ist inakzeptabel, da eine auf die Bremsbacken wirkende Seitenkraft das Material auf der Bremsbacke vorzeitig abträgt und außerdem eine auf die Brems­ backe wirkende beachtliche Seitenkraft die zugehörigen Be­ standteile der Bremse beschädigen kann. Aus diesen Gründen müssen die spiralförmigen Rillen beseitigt werden.

Der dritte Schritt des Verfahrens umfaßt daher die Verwendung eines Schleifpapiers, das durch eine Vorrichtung ähnlich der Bremsbacke einer Trommelbremse unter Druck an die Oberfläche der Trommel angepreßt wird. Bei diesem Verfahren wird ein Kühlmittel auf Kerosinbasis über das Schleifpapier und das Werkstück verteilt. Der Schritt umfaßt die Verwendung einer speziell aufgebauten Maschine, die für dieses Verfahren ge­ dacht ist, sowie zusätzliche Vorrichtungen für die Reinigung und das Entfernen von Spänen.

Ein Nachteil des dreistufigen Verfahrens besteht darin, daß eine Maschine für die ersten beiden Schritte und eine zweite Maschine für den dritten Schritt verwendet wird. Folglich werden die Bremstrommeln von einer Maschine auf die andere gebracht und erfahren dabei Schlag und Unwucht, was als Um­ spannfehler gilt und dann auftritt, wenn Teile von einer Ma­ schine zur anderen gebracht und dabei auf unterschiedlichen Oberflächen einer jeden Maschine eingespannt werden. Wenn das Schruppen/Vorbearbeiten und das Fertigbearbeiten der Oberflä­ che auf derselben Maschine erfolgen könnten, wäre eine Ver­ besserung der Qualität des Teils insgesamt sowie eine Verrin­ gerung der Anzahl der erforderlichen Werkzeugmaschinen, der Taktzeiten und der Kosten möglich.

Die US-Patentschrift Nr. 2,606,410 mit dem Titel "Device for Superfinishing Machined Surfaces" offenbart in Fig. 6 einen Schleifstein 13 für die Feinstbearbeitung, der auf einer Blattfeder 12 angebracht ist, die gegen die Innenfläche eines rotierenden Zylinders 44 gedrückt wird. Der Schleifstein 13 ist an einer Nase 14 befestigt, die in einer genuteten Stange 11 beweglich ist, so daß sie mit der Innenseite des Elements 44 in Berührung kommt und diese in einer hin- und hergehenden Weise abschleift. Die in diesem Patent offenbarte Vorrichtung dient ganz und gar der Feinbearbeitung der bearbeiteten Ober­ fläche, wobei diesem Feinbearbeitungsschritt ein Bohrschritt auf einer getrennten Maschine vorausgehen muß. Dieser Ar­ beitsgang erfordert daher ein zweistufiges Verfahren, durch das der Umspannfehler verursacht wird. Ferner erzeugt die Rotation des Elements 44 in Verbindung mit der Oszillation des Schleifsteins 13 ein sich wiederholendes Oberflächen­ muster, welches nicht dem für Bremstrommeln gewünschten un­ regelmäßigen Oberflächenmuster entspricht. Ein solches sich wiederholendes Muster tendiert im Gegenteil zu einer Sinus­ form, und dieses Muster kann unerwünschte harmonische Schwin­ gungen hervorrufen, wenn ein Bremsklotz gegen seine Oberflä­ che gedrückt wird.

Das US-Patent Nr. 2,244,806 mit dem Titel "Honing Apparatus" und das US-Patent Nr. 2,276,611 mit dem Titel "Honing Appa­ ratus" betreffen beide Vorrichtungen zum Honen der Innenwand eines rotierenden Zylinders mit Hilfe eines Schleifsteins. Während das Patent '611 eine rotierende Nocke 17 verwendet, um die hin- und hergehende Bewegung zu bewirken, verwendet das Patent '806 ein Umsteuerventil 27, das Pneumatikdruck in Kammern auf jeder Seite eines Kolbens leitet, um den Schleif­ stein hin- und herzubewegen. Wie im Fall des Patents '410 gehört jede dieser beiden Vorrichtungen zu einer Maschine, die ausschließlich der Funktion des Honens dient, so daß es notwendig ist, das Werkstück zum Honen von einer weiteren Maschine, die die Bohrung hergestellt hat, zu übernehmen, wodurch der weiter oben erwähnte Umspannfehler entsteht. Außerdem erzeugt die nur hin- und hergehende Bewegung, in die der Schleifstein von jeder dieser Vorrichtungen gegenüber dem rotierenden Werkstück versetzt wird, eine regelmäßige Ober­ fläche, die, wie weiter oben erläutert, unerwünscht ist.

Gewünscht wird eine Vorrichtung, die einem Werkstück ein unregelmäßiges Oberflächenmuster verleiht, das als Andruck­ fläche beispielsweise für Fahrzeugbremstrommeln bevorzugt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine hin- und hergehende Baugruppe zum Vor- und Zurückbewegen eines Schleifelements über die Ober­ fläche eines Werkstücks. Die hin- und hergehende Baugruppe weist eine hin- und hergehende Einheit mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende und einem aus dem vorderen Ende ragenden Kolbenkopf und eine Halterung auf. Die Halterung weist einen darin befindlichen Kolbenzylinder auf, in dem der Kolbenkopf entlang einer Längsachse verschieblich aufgenommen ist, wobei das Schleifelement auf der Halterung angebracht ist, und wodurch ein unter Druck stehendes Fluid in den Kol­ benzylinder eingeleitet wird, um die Halterung und das Schleifelement aus einer eingezogenen in eine ausgefahrene Position zu bewegen.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer­ den aus dem Studium der folgenden Beschreibung und der bei­ liegenden Zeichnungen deutlich und verständlich, die ledig­ lich zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf ein zylindrisches, rotierendes Werkstück angewandt wird;

Fig. 2 zeigt eine Skizze einer perspektivischen Ansicht des Schlittens einer typischen Werkzeugmaschine;

Fig. 3a, 3b und 3c zeigen Oberflächenmuster, die durch die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, wenn diese auf ein sich bewegendes Werkstück angewandt wird;

Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4a ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der hin- und hergehenden Einheit aus einem anderen Winkel;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht des bei der vor­ liegenden Erfindung verwendeten Adapters;

Fig. 6 ist eine Endansicht einer bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Klemmeinheit;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht der in Fig. 6 dargestellten Klemmeinheit;

Fig. 8 ist eine auseinandergezogene Schnittansicht der hin- und hergehenden Baugruppe, die aus der hin- und herge­ henden Einheit und der Halterung besteht;

Fig. 9 ist eine auseinandergezogene Schnittansicht der Halterung und des Schleifblocks entlang der Linie "9-9" in Fig. 4;

Fig. 10 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Halterung und des Schleifblocks;

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht des Schleifblocks, in Richtung auf die Unterseite gesehen;

Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht des Schleifblocks, in Richtung auf die Oberseite gesehen; und

Fig. 13 ist eine Endansicht des in Fig. 12 dargestellten Schleifblocks.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, besteht die Vorrichtung im allgemeinen aus einem Adapter 10, der an einem Schlitten 11 (Fig. 2) einer Werkzeugmaschine wie z. B. einer Drehmaschine angebracht ist. Eine Klemmeinheit 200 ist an dem Adapter 10 befestigt. Eine hin- und hergehende Baugruppe 300, die aus einer hin- und hergehenden Einheit 400 und einer Halterung 600 besteht, ist an der Klemmeinheit 200 befestigt. Die Hal­ terung 600 ist verschieblich an der hin- und hergehenden Ein­ heit 400 befestigt. Ein Schleifblock 800 ist federnd an der Halterung 600 befestigt. Der Schleifblock 800 berührt und bearbeitet ein Werkstück 900 auf einer Oberfläche 905. Das Werkstück 900 kann beispielsweise geradlinig bewegt werden, oder, wie in Fig. 1 gezeigt, in Drehung versetzt sein. Es ist auch möglich, daß das Werkstück 900 stationär bleibt und daß sich der Schleifblock 800 über die Oberfläche des Werkstücks 900 bewegt.

Der Schlitten 11 (Fig. 2) der Drehmaschine ist an dem Adapter 10 befestigt und positioniert den Schleifblock 800 (Fig. 1) auf die Oberfläche 905 des Werkstücks 900. Der Klarheit hal­ ber sind die Klemmeinheit 200 und die hin- und hergehende Baugruppe 300 in Fig. 2 nicht dargestellt. Aus dieser Aus­ gangsposition kann ein Schlitten 11 der Drehmaschine den Schleifblock 800 (Fig. 1) in einer geradlinigen Hin- und Her­ bewegung, wie durch den Pfeil M1 veranschaulicht, entlang einer Längsachse L über die Oberfläche 905 bewegen. Fig. 2 zeigt den Adapter 10 auf einer im allgemeinen als Schlitten 11 bezeichneten Vorrichtung, die aus einer Basis 12 besteht, an der der Adapter 10 befestigt ist. Der Schlitten 11 ist Teil der Werkzeugmaschine. In Fig. 2 würde das Werkstück 900 (nicht dargestellt) mittels eines Spannfutters oder einer ähnlichen Haltevorrichtung links von dem Adapter 10 in einer Position entsprechend derjenigen des in Fig. 1 dargestellten Werkstücks 900 in die Drehmaschine eingespannt.

Die Basis 12 kann mittels einer Kugelspindelanordnung, die aus einer Antriebskupplung 14a und einer Kugelspindel 14b besteht, entlang einer zugehörigen Schwalbenschwanzführung 13 geführt werden. Die Kugelspindel 14b steht mit der Basis 12 in Eingriff und bewegt diese entlang der Schiene 13 vor und zurück. Auf diese Weise kann der Schlitten 11 zur Hin- und Herbewegung oder Positionierung des Schleifblocks 800 verwen­ det werden. Wie weiter unten erläutert wird, ist jedoch eine hin- und hergehende Bewegung des Schlittens 11 nicht unbe­ dingt erforderlich.

Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt, bewegt die hin- und herge­ hende Einheit 400 die Halterung 600 in einer zweiten linearen Hin- und Herbewegung, wie durch den Pfeil M2 verdeutlicht, entlang derselben Längsachse L. Im allgemeinen ist die Ampli­ tude der Hin- und Herbewegung M2 kleiner, aber die Frequenz der Hin- und Herbewegung ist höher als die der Bewegung ent­ sprechend M1.

Fig. 3a zeigt auf dem Werkstück 900 das von einer Spitze auf dem Schleifblock 800 (Fig. 1) aufgrund der jeweils unabhängi­ gen Bewegung der Werkzeugmaschine und der hin- und hergehen­ den Baugruppe erzeugte Oberflächenmuster. Das Oberflächenmu­ ster 950 wird von dem Schleifblock erzeugt, wenn die gesamte Baugruppe entsprechend dem Pfeil M1 von der Werkzeugmaschine bewegt wird. In dem Fall, wo die Bewegung M1 eine sich wie­ derholende Hin- und Herbewegung ist und das Werkstück 900 sich mit einer konstanten Drehzahl dreht, ist das Muster 950 eine sich wiederholende Sinuswelle. Dies ist das Muster, das von vielen Schleifvorrichtungen nach dem Stand der Technik erzeugt wird, und es ist unerwünscht, da damit, wie weiter oben erwähnt, ein regelmäßiges Oberflächenmuster erzeugt wird, das harmonische Schwingungen hervorrufen kann, wenn eine derartige Oberfläche als Teil eines Fahrzeugbremssystems verwendet wird.

Um dieses Muster zu modifizieren, führt die hin- und herge­ hende Baugruppe 300 (Fig. 1) eine zweite lineare Bewegung M2 ein, die im allgemeinen eine geringere Amplitude, aber eine höhere Frequenz aufweist. Die durch den Pfeil M2 (Fig. 1) angedeutete Bewegung erzeugt ein Oberflächenmuster 955 auf der Werkstückoberfläche 905, wie es in Fig. 3a veranschau­ licht ist. Wie das durch 950 bezeichnete Muster ist das Mu­ ster 955 ebenfalls ein sich wiederholendes Muster, das wieder regelmäßig ist und daher aus den bereits erwähnten Gründen nicht wünschenswert ist. Wenn jedoch die durch den Pfeil M1 verdeutlichte Bewegung der durch den Pfeil M2 verdeutlichten Bewegung überlagert wird, wird die in Fig. 3b veranschau­ lichte resultierende Oberfläche 960 unregelmäßig und eignet sich somit für den Einsatz bei vielen Anwendungen.

Das mit 950 bezeichnete Oberflächenmuster ist ganz und gar eine Funktion der Werkzeugmaschine, wobei Frequenz und Ampli­ tude der Hin- und Herbewegung innerhalb der Grenzen der Werk­ zeugmaschine verändert werden können. Das Oberflächenmuster 955 ist eine Funktion der Konstruktion der hin- und hergehen­ den Baugruppe, die, wie später erläutert, so eingestellt wer­ den kann, daß nicht nur die Amplitude und die Frequenz der hin- und hergehenden Bewegung, sondern auch die Geschwindig­ keit des Ausfahrens und des Einfahrens des Schleifblock ver­ ändert wird. Wie anhand von Fig. 3c erörtert werden wird, ist es möglich, die Hin- und Herbewegung der hin- und hergehenden Baugruppe zu beeinflussen, um ein unregelmäßiges Muster auf der Oberfläche des Werkstücks zu erzeugen, ohne daß dazu der Adapter mit Hilfe des Schlittens auf der Werkzeugmaschine hin- und herbewegt werden muß.

Die vereinfachten Skizzen in Fig. 3a-3c sollen das von einem einzelnen Schneidpunkt auf einem Schleifelement er­ zeugte Muster darstellen. In Wirklichkeit wird ein solches Schleifelement Hunderte, wenn nicht Tausende solcher Schneid­ punkte aufweisen, wobei jeder Schneidpunkt ein solches Muster erzeugt.

Fig. 4 und 5 zeigen perspektivische Ansichten des Adapters 10. Der Adapter 10 dient einem doppelten Zweck. Zunächst wird der Adapter 10 als Zwischenstück verwendet, um die Vorrich­ tung auf dem Schlitten einer Werkzeugmaschine, z. B. einer Drehmaschine (nicht dargestellt), zu befestigen. Der Adapter 10 wird mit mindestens einem Befestigungsloch auf dem Schlit­ ten einer Werkzeugmaschine befestigt, wenngleich gemäß Fig. 1, 2 und 5 mehrere Befestigungslöcher 15a, 15b, 15c, 15d in einem mit einer gegenüberliegenden Fläche auf der Basis 12 der Werkzeugmaschine kompatiblen Muster in dem Adapter 10 ausgebildet sind. Dieser Abschnitt des Adapters 10 und das zugehörige Lochmuster können für jede gewünschte Konfigura­ tion in geeigneter Weise ausgeführt werden.

Zweitens kann der Adapter 10 mit einer Klemmeinheit 200 ver­ sehen werden, die verwendet werden kann, um mittels einer lösbaren Kupplung nicht nur die hin- und hergehende Einheit 400, sondern auch eine beliebige Anzahl anderer Werkzeuge mit einer passenden Kupplung aufzunehmen. Ein solches Werkzeug kann ein einzahniges Schneidwerkzeug sein, mit dem die Boh­ rung in eine Bremstrommel eingebracht werden kann. Auf diese Weise ist es mittels des Adapters 10 mit lösbarer Kupplung möglich, mehrere Bearbeitungsschritte am Werkstück vorzuneh­ men, ohne das Werkstück für jeden Vorgang auf einer anderen Maschine neu zu spannen. Dadurch wird der weiter oben erläu­ terte Umspannfehler beseitigt.

Bei einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen wird die hin- und hergehende Baugruppe 300 (Fig. 4), bestehend aus der hin- und hergehenden Einheit 400 und dem Gehäuse 600, das in einer Bohrung 20 in dem Adapter 10 befestigt ist, durch unter Druck stehendes Fluid betätigt. Die Möglichkeit der Bereit­ stellung von unter Druck stehendem Fluid ist bei den meisten Werkzeugmaschinen Standard. Die Eintrittsöffnung 25 an dem Adapter 10 ist somit ein Eintritt in einen inneren Kanal 30 (Fig. 5), der bis zu der Bohrung 20 verläuft, die mit der hin- und hergehenden Baugruppe 300 in Verbindung steht. Durch die Verwendung des bereits an der Werkzeugmaschine verfügba­ ren unter Druck stehenden Fluids entfällt die Notwendigkeit einer externen bzw. einer Zusatzpumpe zur Bereitstellung eines solchen Fluiddrucks. Ferner wird das Fluid über innere Kanäle in der Struktur der Klemmeinheit 200 zu der hin- und hergehenden Baugruppe 300 geleitet, wodurch störende externe Rohrleitungen und Schläuche entfallen.

Obwohl die hin- und hergehende Einheit 400 der hin- und her­ gehenden Baugruppe 300 auch durchaus direkt an dem Adapter 10 angebracht werden kann, ist es auch möglich, die hin- und hergehende Einheit 400 mittels einer dazwischengesetzten Klemmeinheit 200 mit dem Adapter 10 zu verbinden, so daß der einfache An- und Abbau der hin- und hergehenden Einheit 400 an den bzw. von dem Adapter 10 möglich ist. Ein Steckzapfen 405 an der hin- und hergehenden Einheit 400 wird in einer entsprechenden Öffnung 205 (Fig. 7) in der Klemmeinheit 200 aufgenommen und darin arretiert. Es gibt viele handelsübliche Klemmechanismen, die für eine solche Kupplung zwischen der hin- und hergehenden Einheit 400 und einer Basis wie dem Adapter 10 geeignet sind, wobei die nachstehenden Einzel­ heiten nur einen solchen Klemmechanismus beschreiben.

Die Klemmeinheit 200 ist an dem Adapter 10 mittels Gewinde­ bolzen 210 (Fig. 4) befestigt, die durch Bohrlöcher 215 durch einen Flansch 220 (Fig. 6) in entsprechende Gewindebohrungen 35 in dem Adapter 10 (Fig. 5) reichen. Der Körper 225 (Fig. 4) der Klemmeinheit 200 ist im allgemeinen zylindrisch und paßt in die Bohrung 20 des Adapters 10.

Weitere Einzelheiten der Klemmeinheit 200 sind in Fig. 6 und 7 dargestellt. Fig. 7 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Klemmeinheit 200. Um eine wirksame Verbindung mit dem unter Druck stehenden Fluid von dem Adapter 10 herzustellen, geht der Kanal 30 (Fig. 5) in den Kanal 32 in dem Adapter 10 (Fig. 5) über, der in die Adapterbohrung 20 geht. Diese Durchstoßung ist auf die Nut 230 (Fig. 7) in der Klemmeinheit 200 ausgerichtet, so daß der Fluiddruck mit dem inneren Hohl­ raum 235 der Klemmeinheit 200 durch Öffnungen 240 in Verbin­ dung steht, die von der Nut 230 durch die Wand 245 gehen. Anschließend wird das Fluid durch Kanäle 250 und 255 gelei­ tet, die sich über die Länge der Klemmeinheit 200 erstrecken, wonach das Fluid in entsprechende Kanäle in der hin- und her­ gehenden Einheit 400 gelangt. Dichtungen 270 und 275 sind in um den Körper 225 der Klemmeinheit 200 verlaufenden Nuten 260 und 265 angeordnet und stehen im in dem Adapter 10 montierten Zustand mit den Wänden der Bohrung 20 (Fig. 4) in Kontakt, um das unter Druck stehende Fluid abzudichten.

Gemäß Fig. 4 hält die Klemmeinheit 200 den Steckzapfen 405 der hin- und hergehenden Einheit 400 fest. Gemäß Fig. 6 und 7 erfolgt dies mittels Kugeln 280, 285, die durch eine Nocke 290 in radialer Richtung nach außen gedrückt werden, um in Öffnungen 410, 412 (Fig. 4) einzugreifen, die radial durch den Steckzapfen 405 der hin- und hergehenden Einheit 400 ver­ laufen. Einzelheiten einer solchen Anordnung finden sich in dem US-Patent Nr. 4,736,659, das hier mit einbezogen wird, und das auf Kennametal Inc. u. a. übertragen wurde.

Die Nocke 290 weist einen Nockenkopf 295 auf, der im Körper 225 der Klemmeinheit 200 derart drehbar ist, daß bei einer Drehung des Nockenkopfes 295 der Steckzapfen 405 der hin- und hergehenden Einheit 400 in der Klemmeinheit 200 festgehalten oder freigegeben werden kann.

Wenn die Klemmeinheit 200 in dem Adapter 10 angebracht ist, erfolgt der Zugang zum Nockenkopf 295 durch die Nocken­ schrauben-Zugangsbohrung 40 (Fig. 4 und 5).

Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht der hin- und hergehenden Baugruppe 300, die aus der hin- und hergehenden Einheit 400 und der Halterung 600 besteht. Der Klarheit halber wurde die in Fig. 8 dargestellte hin- und hergehende Einheit 400 geringfügig aus der in Fig. 4 gezeigten Position relativ zum Gehäuse 600 verdreht.

Die hin- und hergehende Einheit 400 weist zusätzlich zum be­ reits erläuterten Steckzapfen 405 im allgemeinen ein hinteres Ende 415 und ein vorderes Ende 420 und einen mittleren Ab­ schnitt 425 mit einer Rückseite 430 und einer Vorderseite 435 auf. Wenn die hin- und hergehende Einheit 400 an der Klemm­ einheit 200 befestigt ist, berührt die Rückseite 430 die Flanschfläche 220 (Fig. 4) der Klemmeinheit 200. Wenn die hin- und hergehende Einheit 400 an der Klemmeinheit 200 befe­ stigt ist, umschließt ferner eine Dichtung 440, die in einer Nut 445 am inneren Abschnitt des Steckzapfens 405 angeordnet ist, einen kreisrunden Stutzen 297 (Fig. 7) innerhalb der Klemmeinheit 200, wodurch eine Fluiddichtung bereitgestellt wird.

Die hin- und hergehende Einheit 400 besitzt eine durch diese gehende Längsbohrung 450 entlang der Längsachse L. Ein vom rückwärtigen Ende 415 der hin- und hergehenden Einheit 400 her einsetzbarer Gewindestopfen 455 ist durch ein entspre­ chendes Gewinde 460 auf dem Stopfen 455 und auf dem mittleren Abschnitt 425 der hin- und hergehenden Einheit 400 in der Längsbohrung 450 befestigt. Der Stopfen 455 sitzt auf einer Schulter 470 im mittleren Abschnitt 425 der hin- und herge­ henden Einheit 400. Der Gewindestopfen 455 weist mehrere durch ihn hindurch verlaufende Fluidkanäle 475 auf.

Eine Kolbenanordnung 480 besteht aus einem Kolbenkopf 485, der aus dem vorderen Ende 420 der hin- und hergehenden Ein­ heit 400 herausragt. Der Kolbenkopf 485 weist eine Nut 490 auf, in der eine Dichtung 495 aufgenommen ist. Die Halterung 600, die eine Oberseite 602 und eine Unterseite 604 besitzt, weist außerdem einen Kolbenzylinder 605 auf, in dem der Kol­ benkopf 485 verschieblich geführt ist. Wenn der Kolbenzylin­ der 605 den Kolbenkopf 485 umschließt, greift die Dichtung 495 an der Seitenwand 610 des Kolbenzylinders an, und in den Kolbenzylinder 605 eingeleiteter Fluiddruck verschiebt die Halterung 600 und den darauf befestigten Schleifblock 800 aus einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Position. Das bevor­ zugte unter Druck stehende Fluid ist ein komprimierbares Fluid und vorzugsweise Luft.

Eine Haltestange 500 besitzt ein erstes Stangenende 505 und ein zweites Stangenende 510. Die Stange 500 erstreckt sich durch einen Hohlraum 512 im Kolbenkopf 485. Die Stange 500 weist am zweiten Ende 510 eine Schulter 515 auf, die an einer Schraubenfeder 520 angreift, die sich längs des mittleren Ab­ schnitts 527 der Stange 500 zwischen der Schulter 515 und einer Lippe 530 erstreckt, die um das erste Ende 505 der Stange radial in den Hohlraum 512 ragt. Auf diese Weise ist die Stange 500 gemäß Fig. 8 nach rechts vorgespannt.

Das erste Ende 505 der Stange ist in Lagern 525 gelagert, weist einen Gewindeschaft 535 auf und steht mit einer ent­ sprechenden Gewindebohrung 615 in Eingriff, die in die Stirn­ wand 620 des Kolbenzylinders 605 eingebracht ist. Die Hal­ testange 500 wird somit in die Gewindebohrung 615 der Stirn­ wand eingeschraubt, so daß sich die Haltestange 500 und das Gehäuse 600 danach als eine einzige Einheit bewegen. Wenn Fluiddruck im Kolbenzylinder 605 aufgebracht wird, bewegt sich die Halterung 600 in Fig. 8 nach links, jedoch nur so weit, wie der Druck ausreichend hoch ist, um die von der Schraubenfeder 520 ausgeübte Vorspannung zu überwinden, und, wie erläutert werden wird, bis zu dem Punkt, den Endanschläge zulassen.

Unter Druck stehendes Fluid wird aus dem Kanal 255 (Fig. 7) in eine Fluideinlaßkammer 545 am hinteren Ende 415 der hin- und hergehenden Einheit 400 eingeleitet. Das Fluid strömt durch die Fluidkanäle 475 des Gewindestopfens 455 und in den Hohlraum 512 um das zweite Ende 510 der Haltestange 500 durch Öffnungen 555, die durch den Kolbenkopf 485 in den Kolben­ zylinder 605 des Gehäuses 600 verlaufen. Das unter Druck ste­ hende Fluid wirkt dann auf den Kolbenzylinder 605, um die Halterung 600 und die Haltestange 500 nach links zu drücken. Unter Druck stehendes Fluid wird außerdem durch den inneren Kanal 560, der sich durch die Haltestange 500 zur Öffnung 565 erstreckt, in den Kolbenzylinder 605 eingeleitet.

Das aus der Überlauföffnung 565 in den Kolbenzylinder 605 eingespritzte, unter Druck stehende Fluid wird ferner in Ver­ bindung mit der Halterung 600 in einer noch zu erläuternden Weise verwendet.

Es ist anzumerken, daß dann, wenn das Gehäuse 600 durch in den Kolbenzylinder 605 eintretendes, unter Druck stehendes Fluid nach links verschoben ist, die Kolbenanordnung 480 und die Schleifblockhalterung 600 als in der ausgefahrenen Posi­ tion befindlich angesehen werden. Der Bewegung in Richtung der ausgefahrenen Position wirkt die Kraft der Feder 520 gegen die Schulter 515 der Haltestange 500 entgegen. Wenn der Fluiddruck abfällt, wird das Gehäuse 600 nach rechts verscho­ ben, und die Kolbenanordnung 480 und die Schleifblockhalte­ rung 600 werden als in der eingefahrenen Position befindlich angesehen.

Es ist möglich, eine aus einer Vielzahl von Federn 520 mit unterschiedlichen Federkonstanten zu wählen und dadurch die Hublänge der Halterung 600 beim Ausfahren und die Geschwin­ digkeit des Ausfahrens zu beeinflussen. Wenn die Halterung 600 die ausgefahrene Position erreicht hat, wird die Zuströ­ mung des unter Druckstehenden Fluides vorübergehend unter­ brochen, so daß die Kraft der Feder 520 gegen die Schulter 515 die Halterung 600 in die eingefahrene Position zurück­ bringt. Um diese Rückwärtsbewegung zu unterstützen, läßt man das unter Druck stehende Fluid nicht nur durch die Öffnungen 555 im Kolbenkopf, sondern außerdem auch durch die Öffnung 565 und durch den inneren Kanal 560, der sich durch die Hal­ testange 500 erstreckt, zurückströmen.

Durch Steuerung des Fluiddruckes kann die Halterung 600 in kontrollierter Weise hin- und herbewegt werden. Wenn der Druck des Fluids im Kolbenzylinder 605 erhöht wird, wird die Feder 520 zusammengedrückt, bis entweder der Fluiddruck ab­ fällt oder der durch den Fluiddruck erzeugten Kraft die von der Feder 520 erzeugte Kraft entgegenwirkt. Auf diese Weise können die Strecke, um die die Halterung 600 nach links ver­ schoben wird, und ferner die Geschwindigkeit, mit der die Halterung 600 in die ausgefahrene Position verfährt, gesteu­ ert werden.

Wie bereits erwähnt, kehrt die Halterung 600 in die eingefah­ rene Position zurück, wenn der Fluiddruck abfällt. Der Fluid­ druck kann zwar nach und nach abgebaut werden, er wird jedoch vorzugsweise rasch abgebaut, so daß die Kraft der Feder 520 die Halterung 600 ohne eine entgegenwirkende Kraft, die als Resultat des verbleibenden Fluiddruckes vorhanden wäre, in die eingefahrene Position zurückbringt. Daher kann die Ge­ schwindigkeit, mit der die Halterung 600 in die ausgefahrene Position bewegt wird, eine völlig andere sein als die Ge­ schwindigkeit, mit der die Halterung 600 in die eingefahrene Position zurückgebracht wird. Aufgrund dieses Merkmals ist es möglich, ein unregelmäßiges Oberflächenmuster unter aus­ schließlicher Verwendung der hin- und hergehenden Baugruppe 300 ohne Mitwirkung der linearen Bewegung des Schlittens 11 (Fig. 2) der Werkzeugmaschine zu erzeugen.

Fig. 3c veranschaulicht die Bewegung, die von der hin- und hergehenden Einheit 400 erzeugt wird, wenn die Geschwindig­ keit, mit der die Halterung 600 in die ausgefahrene Position verfährt, sich von der Geschwindigkeit in die eingefahrene Position unterscheidet. Die mit dem Bezugszeichen 965 be­ zeichnete Ausfahrgeschwindigkeit ist langsamer als die Ein­ fahrgeschwindigkeit 970, wodurch ohne die zusätzliche Bewe­ gung, die der Schlitten der Werkzeugmaschine ausführen kann, ein unregelmäßiges Sägezahnmuster erzeugt wird.

Die Halterung 600 ist an dem Gewindeschaft 535 der Halte­ stange 500 befestigt, so daß die Bewegung der Halterung 600 auf die Haltestange 500 übertragen wird. Fig. 8 zusammen mit Fig. 4 zeigt ferner ausgewählte Einzelheiten der in einer auseinandergezogenen Ansicht im Vergleich zur hin- und herge­ henden Einheit 400 dargestellten Halterung 600. Die Halterung 600 wird von der hin- und hergehenden Einheit 400 entlang der Längsachse L angetrieben. Der Körper 625 der Halterung 600 weist eine Gruppe von drei darin angebrachten Längsbohrungen 630a, b und c auf, die Linearlager 570a, b und c aufnehmen, die auf Lagerzapfen 575a, b und c gelagert sind, die an ent­ sprechenden Positionen aus der Vorderseite 435 des mittleren Abschnitts 425 der hin- und hergehenden Einheit ragen.

Um die Halterung 600 an der hin- und hergehenden Einheit 400 zu befestigen, wird die Haltestange 500 zuerst durch die Lager 525 in den Hohlraum 512 der hin- und hergehenden Ein­ heit 400 eingesetzt, wobei die Feder 520 den mittleren Ab­ schnitt 527 der Stange 500 umschließt. Die Haltestange 500 weist eine sechseckige Ausnehmung 567 auf, in die ein ent­ sprechendes Werkzeug paßt, so daß der Gewindeschaft 53S am entgegengesetzten Ende gedreht und in dem Gewindesackloch 615 der Halterung 600 festgezogen werden kann. Der Gewindestopfen 455, der ebenfalls eine sechseckige Ausnehmung (nicht darge­ stellt) aufweist, kann nun eingesetzt und gedreht werden, um ihn gegen die Schulter 470 in der hin- und hergehenden Ein­ heit 400 festzuziehen.

Obwohl die durch die Feder 520 ausgeübte Kraft ausreichend sein sollte, um die maximale Erstreckung der Haltestange 500 zu begrenzen, sind Schulterschrauben 580a und 580b (Fig. 4 und 4a) durch Schulterschraubenbohrungen 632a und 632b in der Halterung 625 geführt und stehen in Gewindeeingriff mit der Gewindebohrung 585a (Fig. 4 und 8) und einer weiteren, auf der Vorderseite 435 des mittleren Abschnitts 425 der hin- und hergehenden Einheit nicht sichtbaren Bohrung 585b. Der Ab­ stand der Schultern 590a und 590b der Schulterschrauben 580a und 580b von der Vorderseite 435 der hin- und hergehenden Einheit 400 bestimmt die maximal ausgefahrene Position, in die die Halterung 600 verfahren kann, und auf diese Weise wirken die Schulterschrauben 580a und 580b als Endanschläge.

Fig. 8 umfaßt außerdem eine schematische Ansicht des Schleif­ blocks 800, der nunmehr anhand von Fig. 9-10 bezüglich der Halterung 600 näher beschrieben wird.

Fig. 9 veranschaulicht eine Schnittansicht der Halterung 600 und des Schleifblocks 800. Fig. 10 zeigt eine auseinanderge­ zogene perspektivische Ansicht der Halterung 600 und des Schleifblocks 800. Wie weiter oben erwähnt und in Fig. 1 ver­ anschaulicht, wird die Halterung 600 durch die hin- und her­ gehende Einheit 400 in einer Bewegung entlang einer durch den Pfeil M2 bezeichneten Längsachse L verschoben.

In Fig. 9 und 10 ist der Schleifblock 800 federnd am Körper 625 der Halterung 600 befestigt, so daß sich der Block 800 mit mehreren Freiheitsgraden bewegen kann. Ein Halterungsbol­ zen 634 mit einem vergrößerten Kopf 635 an einem Ende, einem Gewindeschaft 640 am anderen Ende und einem mittleren Schaft 642 verläuft durch eine Bohrung 645 im Körper 625. Der ver­ größerte Kopf 635 des Bolzens greift an einer Bolzenfeder 650 an und drückt diese gegen eine Schulter 655 zusammen, die durch einen Abschnitt 660 der Bohrung 645 mit vermindertem Durchmesser gebildet wird. Der Gewindeschaft 640 ist in einer entsprechenden Gewindebohrung 810 im Träger 805 des Schleif­ blocks befestigt.

Der Durchmesser des mittleren Schafts 642 des Halterungsbol­ zens 634 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 645 am Abschnitt 660 mit vermindertem Durchmesser, so daß der Halte­ rungsbolzen 634 und daher der Schleifblock 800 große seitli­ che und rotierende Bewegungen in der Bohrung 645 ausführen können. Während die Bolzenfeder 650 dazu neigt, den Schleif­ block 800 in Richtung zur Halterung 600 für den Schleifblock zu ziehen, sind als Schraubenfedern dargestellte Hauptfedern 665a-d auf Führungsstiften 670a-d angebracht, die an der Ge­ häusebefestigungsfläche 675 des Körpers 605 positioniert sind. Die Führungsstifte 670a-d sitzen reibschlüssig in Stiftbohrungen 680a-d, und die Hauptfedern 665a-d stehen in Eingriff mit Köpfen 685a-d auf den Führungsstiften. Jede der Hauptfedern 665a-d kann in einer Einsenkung 690 (typisch) in der Befestigungsfläche 675 des Gehäuses 605 der Schleifblock­ halterung vertieft angebracht sein. Jede der Hauptfedern 665a-d ist gegenüber einer entsprechenden Einsenkung 815a-d positioniert, die in der Befestigungsfläche 820 des Schleif­ blockträgers 805 angebracht sind. Bei dieser Konfiguration ist die Befestigungsfläche 820 des Schleifblocks der Gehäuse­ befestigungsfläche 675 gegenüberliegend und dieser zugewandt angeordnet. Diese Konfiguration der Federn wirkt so auf den Schleifblock 800, daß er unter relativ gleichförmigem Druck über den Block 800 gegen das Werkstück gedrückt wird.

Diese Anordnung bewirkt ferner eine Halterung der Federn 665a-d und stellt auch einen Mechanismus bereit, bei dem der Schleifblockträger 805 zur Halterung 600 ausgerichtet wird.

Die Befestigungsfläche 675 ist versenkt im Körper 605 des Gehäuses 600 angeordnet, wodurch eine Ausnehmung 677 zur Auf­ nahme gebildet wird, die im allgemeinen der Form des Schleif­ blocks 800 entspricht.

Ein Positionierstift 700, der aus der Befestigungsfläche 675 der Blockhalterung ragt, greift in eine weit überdimensio­ nierte Bohrung 802 im Träger 805 des Schleifblocks ein und stellt sicher, daß der Schleifblock 800 in der richtigen Lage auf der Schleifblockhalterung 600 montiert wird.

Bei dieser Konfiguration kann der Schleifblock 800 begrenzte Verschiebungen und Drehungen in jeder Richtung ausführen. Die Hauptfedern 665a-d sind so dimensioniert, daß sie die Kraft der Bolzenfeder 650 überwinden, so daß der Schleifblock 800 relativ zur Schleifblockhalterung 600 auf den Hauptfedern ruht und sich dadurch in mehreren Freiheitsgraden bewegen kann, um sich an eine unregelmäßige Oberfläche anzupassen, mit der die Schleifelemente 830, die starr mit dem Schleif­ block 800 verbunden sind, in Kontakt stehen können.

Einzelheiten zu den Schleifelementen 830 auf dem Schleifblock 800 sind in Fig. 11-13 gezeigt. Eine Reihe von polygonartig geformten Schleifelementen 830 sind auf dem Träger 805 des Schleifblocks 800 angebracht. Die Schleifelemente 830 können jeweils eine im allgemeinen rechteckige Form aufweisen und besitzen eine Oberseite 835, eine Unterseite 840, Enden 845, 850 und Seitenwände 855, 860. Der Träger 805 ist im allgemei­ nen von rechteckiger Form und besitzt eine Reihe von Vertie­ fungen 865 mit Seitenwänden 870, 875 und einer Bodenfläche 880, die an die Seitenflächen 855, 860 jedes Elements 830 angepaßt sind und dadurch die Elemente 830 in einer jeweili­ gen Vertiefung 865 in einer Lage sichern, bei der jedes Ele­ ment 830 längs der Längsachse L parallel zum benachbarten Element 830 liegt. Zur Veranschaulichung wurde in Fig. 13 ein Schleifelement abgenommen, um eine Vertiefung 865 deutlich zu machen.

Die Vertiefungen 865 können größer sein als die Elemente 830, wobei unter diesen Umständen die Elemente 830 mit einem Haft­ mittel wie zum Beispiel einem dem Fachmann wohlbekannten Kle­ ber befestigt werden können. Ferner kann der Schleifblock 800 einen einzigen einstückigen Schleifkörper anstelle von mehre­ ren einzelnen Elementen aufweisen, wobei das Schleifelement an diesem angebracht ist und mehrere eingeformte Nuten auf­ weist, um eine Anordnung ähnlich derjenigen gemäß Fig. 9-11 mit jedoch nur einem einzigen genuteten Schleifelement be­ reitzustellen.

Jedes Schleifelement 830 kann aus Schleifkörnern wie z. B. Siliziumkarbid mit einer Korngröße von ungefähr 25 µm beste­ hen, wenngleich diese Größe auf der Grundlage des Materials der Werkstückoberfläche und der gewünschten Oberflächen­ beschaffenheit gewählt werden kann. Alternativ kann das Schleifelement 830 aus einer Schicht Schleifmaterial aufge­ baut sein, die auf ein Substrat aus einem anderen Material aufgebracht oder darauf gelagert ist. Das Schleifelement 830 sollte eine Außenfläche aus Schleifmaterial aufweisen.

Die Schleifelemente 830 sind seitlich voneinander beabstan­ det, so daß Nuten 885 dazwischen entstehen. Diese Nuten 885 fördern nicht nur den Auswurf von Rückständen und Spänen wäh­ rend des Bearbeitungsvorgangs, sondern wirken außerdem als Luftkanäle zur Kühlung eines jeden Elements 835.

Ein typischer Schleifblock 800 kann eine generell rechteckige Form mit einer Breite von etwa 0,75 Zoll und einer Länge von etwa 1,50 Zoll aufweisen. Die Breite eines einzelnen Elements 830 kann etwa 0,10 Zoll betragen, wobei sich zwischen jedem Element 830 eine Nut 885 mit einer Breite von ungefähr 0,05 Zoll befindet.

Eine Anwendung für die in der Erfindung beschriebene Vorrich­ tung ist das Schleifen des kreisförmigen Innendurchmessers von Bremstrommeln. Der Schleifblock 800 ist so gegenüber dem Werkstück ausgerichtet, daß die Nuten 885 im allgemeinen parallel zur Längsachse des Werkstücks positioniert sind. Obwohl der Schleifblock 800 für den Kontakt mit dem Werkstück 900 (Fig. 1) federnd auf der Blockhalterung 600 ruhen kann, können die einzelnen Schleifelemente 830 außerdem entspre­ chend geformt sein, um sich der Kontur des Werkstücks 900 anzupassen. Wie in Fig. 13 gezeigt, hat jedes Schleifelement 830 eine Oberseite 835, die entlang eines Bogens mit einem Durchmesser gekrümmt ist. Der Bogen ist den Oberflächen aller anderen Elemente gemeinsam, so daß ein gekrümmtes Profil ent­ steht, das dem gekrümmten Werkstück 900 entspricht.

Wie bereits erwähnt, können die Ausfahrgeschwindigkeit 965 (Fig. 3c) und die Einfahrgeschwindigkeit 970 verschieden sein, wobei wahrscheinlich die federgesteuerte Einfahrge­ schwindigkeit 970 größer ist als die Ausfahrgeschwindigkeit 965, die durch das unter Druck stehende Fluid gesteuert wird. Die Einfahrgeschwindigkeit 970 und ferner die Gesamtverschie­ bung der Kolbenanordnung können durch Wahl einer Schrauben­ feder 520 mit einer gewünschten Federkonstante gewählt wer­ den. Eine höhere Federkonstante würde eine schnellere Ein­ fahrgeschwindigkeit 970, aber eine geringere Verschiebung und eine langsamere Ausfahrgeschwindigkeit 965 bewirken. Anderer­ seits führt eine niedrigere Federkonstante zum umgekehrten Ergebnis.

Außerdem beeinflußt die Einströmgeschwindigkeit des unter Druck stehenden Fluids in den Kolbenzylinder 605 die Ausfahr­ geschwindigkeit 965. Ein unter hohem Druck stehendes Fluid, das schnell in den Kolbenzylinder 605 einströmt, wird eine hohe Ausfahrgeschwindigkeit erzeugen.

Das unter Druck stehende Fluid, das zum Hin- und Herbewegen der hin- und hergehenden Einheit verwendet wird, kann aus dem im allgemeinen an Werkzeugmaschinen verfügbaren unter Druck stehenden Fluid zugeführt werden. Dieser Druck ist jedoch konstant, und um die vorliegende Erfindung zu betreiben, ist es notwendig, daß das unter Druck stehende Fluid zwischen einem hohen Druck von ungefähr 1200 psi, der benötigt wird, um die Kolbenanordnung in die ausgefahrene Position zu ver­ schieben, und einem niedrigen Druck von ungefähr 500 psi, unter dem die Feder 520 die Halterung 600 in die eingefahrene Position zurückbringt, wechselt. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, eine Dosiervorrichtung zu verwenden, die die Fluidzufuhr in rascher Folge ein- und ausschaltet, um die gewünschte Hin- und Herbewegung der Kolbenanordnung bereitzu­ stellen, und um außerdem einen Pfad für den schnellen Druck­ abbau zu öffnen, wenn die Druckversorgung unterbrochen ist. Eine typische Taktzeit für das unter Druck stehende Fluid kann bei zehn Fluidimpulsen je Sekunde liegen.

Eine derartige Dosiervorrichtung kann aus einem mit einem Magnetventil verbundenen Druckregler bestehen, der durch einen Zeitgeber gesteuert wird. Die Taktzeit des unter Druck stehenden Fluids kann durch den Zeitgeber eingestellt werden. Eine derartige Dosiervorrichtung kann von einem Fachmann mit handelsüblichen Bauteilen hergestellt werden.

Derselbe Fluiddruck, mit dem die Halterung 600 in die ausge­ fahrene Position bewegt wird, dient auch zum Kühlen des Schleifblocks 800 und zur Verhinderung des Eindringens von Rückständen in den Zwischenraum zwischen dem Schleifblock 800 und der Halterung 600. Unter Druck stehendes Fluid im Kolben­ zylinder 605 wird in einen inneren Kanal 710 (Fig. 8) im Kör­ per 625 der Halterung 600 geleitet und dann der Auslaßöffnung 715 auf der Befestigungsfläche 675 und der Ausnehmung 677 zugeführt, in der das Gehäuse 600 positioniert ist.

Auf diese Weise bewirkt das unter Druck stehende Fluid nicht nur, wie weiter oben erläutert, die Bewegung der Halterung 600 in die ausgefahrene Position, sondern baut außerdem Druck in der Ausnehmung 677 auf und wirkt gegen den Block 800, um den Blockträger 805 aus der Ausnehmung 677 zu drücken und so eine vertikal nach unten gerichtete Kraft auf den Blockträger 805 auszuüben, die letztlich als Kraft des Schleifblocks 800 gegen das Werkstück 900 wirkt. Als allgemeine Richtlinie gilt, daß die Breite des Schleifblocks 800 etwa 0,005 Zoll kleiner ist als die Breite der Ausnehmung 677 und die Länge des Schleifblocks 800 etwa 0,02 Zoll kleiner ist als die Breite der Ausnehmung 677. Dadurch entsteht ein Zwischenraum zwischen dem Blockkörper 805 und der Ausnehmung 677, der klein genug ist, damit sich der Block 800 in der Ausnehmung bewegen kann und gleichzeitig unter Druck stehendes Fluid auf den Block 800 wirken kann, um diesen aus der Ausnehmung 677 zu drücken. Ferner bewirkt das gegen den Schleifblock 800 wirkende, unter Druck stehende Fluid in der Ausnehmung 677 eine Kühlung des Schleifblocks 800 und stellt sicher, daß keine Rückstände in den Zwischenraum der Ausnehmung 677 zwi­ schen dem Schleifblock 800 und der Halterung 600 gelangen, wodurch eine ruckfreie Arbeitsweise der vorliegenden Vorrich­ tung begünstigt wird. Außerdem entweicht unter Druck stehen­ des Fluid durch den Zwischenraum am Umfang des Schleifblock­ körpers 805 aus der Ausnehmung 677. Das ausgetretene Fluid trifft auf das Werkstück und spült dadurch Schmutz und Späne von der Werkstückoberfläche. Schließlich ist auch genügend Spiel zwischen den Führungsstiften 670a-d (Fig. 10) und den Bohrungen 815a-d im Schleifblockkörper 805 vorhanden, so daß unter Druck stehendes Fluid in der Ausnehmung 677 auch durch die Bohrungen 815a-d entweicht. Wenn die Schleifelemente 830 aus einem porösen Material gefertigt sind, durchdringt das unter Druck stehende Fluid die Elemente 830 und bewirkt zu­ sätzliche Kühlung und Abfuhr von Rückständen und Spänen vom Werkstück.

Die bis hierher beschriebene Vorrichtung betrifft einen Schleifblock, der zum Schleifen der Oberfläche einer rotie­ renden Bremstrommel verwendet wird. Diese Ausführungsform wurde nur der Zweckmäßigkeit halber beschrieben, und es ver­ steht sich, daß diese Anordnung auch zur Endbearbeitung ande­ rer Oberflächen wie zum Beispiel ebener Flächen verwendet werden kann. Für diese Anwendung kann es jedoch wünschenswert sein, die Oberseite eines jeden Schleifelements so auszubil­ den, daß eine gemeinsame Ebene entsteht.

Außerdem kann die Relativbewegung zwischen dem Schleifblock und dem Werkstück anders als durch ein rotierendes Werkstück erzeugt werden. Insbesondere könnte das Werkstück linear be­ wegt werden, oder alternativ könnte das Werkstück feststehend bleiben, während die Vorrichtung nicht nur hin- und hergeht, sondern sich außerdem in einer Richtung quer zur Richtung der Hin- und Herbewegung über das Werkstück bewegt.

Die hier beschriebene Vorrichtung kann wie in Fig. 1 gezeigt in der folgenden Weise verwendet werden. Bei einer z. B. auf einer Spannvorrichtung auf einer Drehmaschine montierten Bremstrommel ist der Adapter 10 am Schlitten 11 (Fig. 2) der Drehmaschine befestigt. Der Schleifblock 800 wird mit einer vorbestimmten Kraft gegen das Werkstück 900 positioniert, wodurch der Druck des Schleifblocks 800 gegen das Werkstück 900 definiert wird. Die Bremstrommel wird dann in Drehung versetzt, um eine relative Bewegung zwischen dem Block 800 und dem Werkstück 900 zu erzeugen. Unter Druck stehendes Fluid wird dann in kontrollierten Impulsen in die hin- und hergehende Einheit 400 eingeleitet, wodurch der Block 800, der an der hin- und hergehenden Einheit 400 angebracht ist, hin- und herbewegt wird. Die hin- und hergehende Einheit 400 bringt den Block 800 mit einer langsameren Geschwindigkeit in eine ausgefahrene Position als der Block 800 in die eingefah­ rene Position zurückgebracht wird. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten beim Hin- und Hergehen erzeugen ein un­ gleichförmiges Oberflächenmuster und die gewünschte Ober­ flächenbeschaffenheit. Die Hin- und Herbewegung kann jedoch durch eine zweite Hin- und Herbewegung ergänzt werden, in die der Adapter 10 durch die Werkzeugmaschine versetzt wird. In diesem Fall würde der Block 800 eine überlagerte Hin- und Herbewegung ausführen, die durch die hin- und hergehende Ein­ heit einerseits und die Werkzeugmaschine andererseits bewirkt wird. Die ungleichmäßige Bewegung der hin- und hergehenden Einheit ist vielleicht nicht notwendig, wenn die Werkzeugma­ schine das Schleifelement unabhängig hin- und herbewegt.

Die vorliegende Erfindung kann natürlich auf verschiedene andere Arten als hierin beschrieben ausgeführt werden, ohne vom Geist und den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abzu­ weichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschrän­ kend anzusehen, und sämtliche Änderungen im Rahmen der Bedeu­ tung und des Äquivalenzbereichs der beigefügten Ansprüche sind als darin eingeschlossen anzusehen.

Claims (18)

1. Hin- und hergehende Baugruppe zum Vor- und Zurückbewegen eines Schleifelements über die Oberfläche eines Werkstücks, welche folgendes umfaßt:

• a) eine hin- und hergehende Einheit mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende und einem aus dem vorderen Ende ragenden Kolbenkopf; und
• b) eine Halterung mit einem darin befindlichen Kolbenzylin­ der, in dem der Kolbenkopf entlang einer Längsachse ver­ schieblich aufgenommen ist, wobei das Schleifelement auf der Halterung angebracht ist, und wodurch ein unter Druck stehen­ des Fluid in den Kolbenzylinder eingeleitet wird, um die Hal­ terung und das Schleifelement von einer eingefahrenen in eine ausgefahrene Position zu bewegen.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, die ferner eine Haltestange umfaßt, welche eine Axialbewegung zwischen der hin- und her­ gehenden Einheit und der Halterung begrenzt.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die Haltestange an einem ersten Ende der Stange gehalten ist, verschieblich in einer Ausnehmung in dem Kolbenkopf gelagert ist und an einem zweiten Ende der Stange mit der Halterung verbunden ist.

4. Baugruppe nach Anspruch 3, bei der die Haltestange vor­ gespannt ist, um die Halterung in die eingefahrene Position zu drücken.

5. Baugruppe nach Anspruch 4, bei der die Haltestange mit einer Feder zwischen dem ersten Ende der Haltestange und einer in die Ausnehmung ragenden Lippe vorgespannt ist.

6. Baugruppe nach Anspruch 4, bei der der Kolbenzylinder eine Stirnwand aufweist und die Haltestange an der Stirnwand befestigt ist.

7. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die Halterung entlang der Längsachse verschieblich auf der hin- und hergehenden Einheit befestigt ist.

8. Baugruppe nach Anspruch 7, bei der die Halterung ver­ schieblich auf der hin- und hergehenden Einheit befestigt ist, wobei sich zwischen der hin- und hergehenden Einheit und der Halterung Linearlager erstrecken.

9. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der Weg der Halterung entlang der Längsachse in die ausgefahrene Position durch einen Endanschlag begrenzt ist.

10. Baugruppe nach Anspruch 9, bei der der Endanschlag aus einem Bolzen mit einem Schaft und einem Kopf besteht, wobei der Schaft mit der hin- und hergehenden Einheit verbunden ist und sich durch einen entsprechenden Durchgang in der Halte­ rung erstreckt und wobei der Kopf einen größeren Durchmesser besitzt als der Durchgang, um die maximale Auslenkung der Halterung gegenüber der hin- und hergehenden Einheit zu defi­ nieren.

11. Baugruppe nach Anspruch 1, die ferner einen Kupplungs­ abschnitt am hinteren Ende der hin- und hergehenden Einheit umfaßt, um die hin- und hergehende Baugruppe mit einem ent­ sprechenden Kupplungsabschnitt an einer Werkzeugmaschine zu verbinden.

12. Baugruppe nach Anspruch 11, bei der der Kupplungs­ abschnitt mit dem für Schneideinheiten verwendeten Kupplungs­ abschnitt identisch ist.

13. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der das unter Druck ste­ hende Fluid Luft ist.

14. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der Kolbenkopf wenig­ stens einen sich durch diesen hindurch bis zum Kolbenzylinder der Halterung erstreckenden Kanal aufweist, durch den das unter Druck stehende Fluid in den Kolbenzylinder eingeleitet werden kann.

15. Baugruppe nach Anspruch 14, die ferner einen Kanal um­ faßt, der sich von dem Kolbenzylinderkopf durch die Halterung bis zum Schleifelement erstreckt.

16. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die Halterung eine Halterung zur Aufnahme des Schleifelements ist.

17. Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die Hin- und Herbewe­ gung zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Posi­ tion in einer Richtung parallel zur Längsachse auf der Ober­ fläche des Werkstücks erfolgt.

18. Baugruppe nach Anspruch 1, die ferner eine Dosiervor­ richtung umfaßt, die in der Lage ist, unter Druck stehendes Fluid in vorbestimmten Zeitintervallen impulsartig an den Kolbenzylinder zu liefern.