DE2352013A1 - Polierwerkzeug fuer axial gekruemmte flaechen - Google Patents

Description

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dr. ing. H. NEGEPfDAFK · dipl.-ibtg. H. HaCJCK · dipl.-fhys. W, SCHMITZ dipping. E. GRAALFS · dipx-ing. W. WEHTsTERT

HAMBURG-MÜNCHEN 2352013

ZUSTEEI-UNGSANSCHRIFT; HAMBURG 36 · NKUEB WALL 41

TEL. 86 74 28 TJND 3Θ 41 18 TEtEGR. WEG E DAPATBNT HAMBURQ

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTH. 23

TEL. 9 38 03 SO _t ' TElEGK. NEGEBAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, den 15. Oktober 1973

COGSDILL TOOL PRODUCTS, INC.

38700 Grand River

Farmington. Michigan 4802 k /USA

Polierwerkzeug für axial gekrümmte Flächen

Die Erfindung betrifft ein Polierwerkzeug für axial gekrümmte Flächen, im Gegensatz zu einer gleichzeitig getätigten Patentanmeldung für ein Polierwerkzeug für flache Flächen des gleichen Erfinders.

Zum Stand der Technik werden die US-PS'en 3 444 714 vom 20. Mai 1969 und 3 320 662 vom 23. Mai 196? genannt.

Die Erfindung zeichnet sich durch ein Polierwerkzeug für axial gekrümmte Flächen aus, das eine Antriebsspindel für einen Polierkopf aufweist, der mittels eines Kugelgelenks darauf gelagert ist und mehrere, auf einer kegelstumpfförmigen Endfläche angeordnete Rollen trägt. Eine zweite,

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angetriebene Spindel ist zur Aufnahme des 7/erkstücks vorgesehen, deren Achse einen Winkel mit der Antriebsspindel des Werkzeugs einschließt, so daß eine Punktberührung zwischen der social gekrümmten Fläche des Werkstücks und den Rollen entsteht, die über die ganze, zu polierende Fläche verläuft, um eine Hochglanzpolitur und eine, genaue, axial gekrümmte Fläche auf dem Werkstück zu erzeugen. Die Werkstückspindel und die Werkzeugspindel werden gegenläufig angetrieben, wobei die Berührungspunkte zwischen den Hollen und der gekrümmten Fläche über die ganze, zu polierende Fläche wandern. Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weicht die axial gekrümmte Fläche von einer ZugeIform ab, wobei die Werkstückspindel bogenförmig geschwenkt wird, um die Werkstückoberfläche relativ zu den Rollen vorzuschieben, so daß alle Abschnitte gleichmäßig poliert werden.

Mehrere Ausführungsfeeispiele des Erfindungsgegenstandes sollen nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben werden. 'Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt des Kopfes, der an einer kegelsturapfförmigen Fläche Rollen zum Polieren einer axial gekrümmten Fläche eines Rohlings für ein Kegelradritzel trägt;

Fig. 2 eine der Mg. 1 ähnlich© Ansicht, bei der die Rollen an einer kegeis tompfföxmigen Fläche anlie&en, die einen kleineren, spitzen Kinkel aufweist, um die Kugelfläche an einem Gestänge zu polieren? und

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Fig. 3 eine den Figuren 1 und 2 ähnliche Ansicht eines Polierwerkzeugs, das ein Werkstück mit einer nicht* gleichmäßig gekrümmten axialen Fläche bearbeitet, wobei dessen 7/inkeIvors chub innerhalb der Polierrollen gezeigt ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Polierwerkzeug 11 weist eine Spindel 12 und einen auf dem Ende derselben mittels eines Kugelgelenks 14 angeordneten Kopf 13 auf. Das Kugelgelenk besteht aus einem hohlen Kugelabschnitt; 15 > der auf einem konkaven Ring

16 angebracht ist. Der konkave Ring 16 ist in einer Buchse

17 befestigt, die ihrerseits fest in einem Gehäuse 18 angeordnet ist. Ein Rollenlaufring 19 wird durch einen Halter 21 am Gehäuse 18 gehalten, wenn der Halter mit demselben durch eine Schraubverbindung 22 verbunden wird. Die Spindel '12 weist einen sich innerhalb des Gehäuses 18 nach außen erstreckenden Flansch mit einem Loch 24 auf, in das s±ch ein im Gehäuse 18 befestigter Stift 25 eingreift. Wenn die Spindel 12 drehend angetrieben wird, dreht sich der Stift 25 mit derselben um das Gehäuse 18, den Halter 21 und den Rollenlaufring anzutreiben.

In einem Käfig 26 sind mehrere Rollen 27 angeordnet, die an einer flachen, kegelstumpfförmigen Fläche 28 anliegen und auf der sie sich abwälzen. Ein Werkstück 29, das hier als. Rohling für ein Kegelradritzel dargestellt ist, ist auf einer Cpindel 31 angebracht, deren Achse einen Winkel mit der Achse der Spindel 12 einschließt. Die Spindeln sind in Antriebs-

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köpfen gelagert, die die Drehung derselben erzeugen, wobei das 7/erkstück 29 in einer Richtung und der Polierkopf 13 in entgegengesetzter Richtung angetrieben v/erden. .*s ist ersichtlich, daß die eine Rolle an der sphärischen Fläche 31a an einem inneren Punkt 32 und die gegenübe rliegende Rolle am äußeren Punkt 33 der Mäche angreift. Während der relativen Drehbewegung zwischen dem Kopf 13 und dem Werkstück 29 wandert der Berührungspunkt 32 nach außen, während der Berührungspunkt 33 nach innen wandert, um die ganze sphärische Fläche 31 in sehr kurzer Zeit zu überdecken. Hierbei wird eine Bewegung des Oberflächenmetalls der sphärischen Zone erzeugt, wodurch ein silberartiger Hochglanz erzeugt wird. Da die . Winkelausrichtung der sphärischen Fläche an verschiedenen Werkzeugarten wechselt, sind die Rollen 27 in verschiedenen Winkeln angeordnet, um die Berührung mit der sphärischen Fläche verschiedener Durchmesser in gleicher Weise, wie in Fig. 1 dargestellt, zu erzeugen.

Fig. 2 zeigt ein Polierwerkzeug 34 mit einer opindel 35 einem Kugelgelenk 36 mit einer Buchse 17» die gleich der des in Fig. 1 gezeigten Polierwerkzeugs ist, wobei ein Llitnehmerstift 25 verwendet wird. Auf ein Gehäuse 37 ist ein Halter geschraubt, der einen Rollenlaufring 39 innerhalb des Kopfes abstützt. In einem Käfig 41 sind mehrere Rollen 42 angeordnet, die an einer Kegelstumpffläche 43 des Rollenlaufrings unter einem '/Zinke 1 von etwa 25° zur Achse der Jpindel 35 anliegen. Die Rollen sind so angeordnet, daß sie zwischen sich eine Kugel 44 aufnehmen, die am Ende eines Gestänges 45 vorgesehen

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ist. Zur Aufnahme des Polierwerkzeugs und des Kugelgestänges dienen Antriebsspindeln, die die Spindel 35 und das Gestänge winklig zueinander halten, z.3. in einem Winkel von etwa 11C⁰. Die Kugel 44 wird in einer Richtung und das Büernrerkzeug 34 in entgegengesetzter Richtung angetrieben, und da

der Berührungspunkt zwischen den Rollen und der Kugel 44 ständig aufrechterhalten bleibt, wandert die durch die Kopfdrehung erzeugte Berührungspunktlinie über die ganze Kugelfläche, wodurch sie auf Hochglanz poliert wird. Es dürfte einleuchten, da,3 die Form des Käfigs 41 und die darin angeordneten Rollen dem Durchmesser der Kugel 44 angepaßt werden, wenn er größer oder kleiner ist« In Fig. 3 ist ein Polierwerkzeug 47 gezeigt, das ähnlich den Polierwerkzeugen 13 und 34 ist. Das Polierwerkzeug 47 weist eine Spindel 38> ein Kugelgelenk 39» eine Buchse 51» ein Gehäuse 52, einen Halter 53 und einen Rollenlaufring 54 auf. In einem Käfig 55 sind mehrere Rollen 57 angeordnet, die an einer Kegelstumpffläche 56 des Rollenlauf ringes 54- anliegen. Der Käfig 35 weist einen geteilten Ring 58 auf, der in einer Ringnut aufgenommen ist und eine .Scheibe 5,9 abstützt, die den Käfig innerhalb des Rollenlaufrings 54 hält. Der gleiche, geteilte Ring 58 und die .Scheibe 59 werden zur Halterung, des Käfigs 41 des in Fig. 2 gezeigten Polierwerkzeugs verwendet. Da die Spindeln 12 und 35 beweglich gegenüber den abgestützten Polierköpfen sind, ist ein O-Ring 61 innerhalb des Gehäuses 52 nahe der Kante eines Flansches 60 der Spindel 35 angeordnet, um die ' Achsen der Spindel 35 und des Polierkopfes ausgerichtet zu halten, eine freie Bewegung zwischen denselben zu verhindern

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und den Kopf in seine Normalste llung gegenüber der Spindel zurückzubewegen, nachdem er abgelenkt worden ist.

"iv'ie aus 51g. 3 ersichtlich, hat das zu polierende, axial gekrümmte Clement 62 ein sich verjüngendes, vorderes Ende 63 und ein ausgekehltes hinteres 3nde 64, an denen die Rollen 57 angreifen sollen. Die Spindel 65_s von deren 3nde sich das zu polierende Werkstück 62 vorerstreckt, ist in einem Kopf angeordnet, der die Spindel in umgekehrter Richtung wie die -Spindel 35 dreht. Da das Werkstück 62 keine genaue sphärische Fläche aufweist, ist es notwengig, das Aufnahme- und Antriebs element für die Spindel 65 aus der stellung 66 in die Stellung 67 zu bewegen. Hierbei bewegen sich die Berührungspunkte zwischen dem Werkstück 62 und den Rollen 57 von einem zum anderen Ende des Werkstücks«, Diese Vorschubbewegung zwischen den Spindeln 38 und 65 erfolgt im Verein mit den Drehbewegungen derselben auf einer genauen Kugelfläche, wie es in den !Figuren 1 und 2 gezeigt ist.

Aus den figuren 1-3 ist ersichtlich, daß die Rollen 27, 42 und 57 alle Zylinderform haben, die sich auf den Kegelstumpfflächen der Rollenlauf ringe 19» 39 ^u^<i 54 abwälzen. Obwohl ein gewisser Schlupf zwischen der Rollenlauf rxngf lache und den Rollen stattfindet, schließt das gehärtete Metall, aus dem die Rollenlauf ringe und die Rollen hergestellt sind, eine wesentlich Abnutzung aus, wodurch die Kosten der Werkzeuge im Vergleich zu Kegelrollen vermindert werden.

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Claims (7)

Patent anspräche

1.)) Polierwerkzeug für axial gekrümmte Flächen, gekennzeichnet durch, eine Antriebsspindel (12; 35) auf der ein Polierkopf (13) angeordnet ist, der eine kegelstumpfförmige Rollenlauffläche (19; 39; 54) am otirnende und einen kegelstumpfförmigen, an der Rollenlauffläche anliegende Rollen (27; 4-2? 57) aufnehmenden Käfig (26; 41; 55) aufweist, sowie eine Werkstückspindel (31; 65), deren Achse die Achse der Antriebsspindel kreuzt, und die ein Werkstück (29; 45; 62) in Eingriff mit den Rollen .hält, die eine Punktberührung mit dem Werkstück in verschiedenen Abständen von der Achse der Werkstückspindel aufweisen und Antriebsmittel, die die Spindeln gegenläufig antreiben.

2. ) Polierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (29) eine einen großen Krümmungsradius aufweisende, zu pCD-ierende Zone aufweist, die eine Punktberührung mit den Rollen (27) an der inneren und äußeren Kante (32,33) an gegenüberliegenden oiäiten des Werkstücks hat.

3. ) Polierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der kegelstumpfförmigen Fläche (43; 56) anliegenden Rollen (42; 57) einen kleinen, spitzen Winkel einschließen, und an einem gphärisehen Körper (44; 63) am Ende eines Gestänges (45;-65) an Punkten auf einer Linie angreifen, die sich von der Mitte des Körpers zu seiner Kante über den ganzen Körper erstreckt, wenn derselbe drehend angetrieben ist.

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4.) Polierwerkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Xörper (62) sich zu seinem Ende hin verjüngt und das G-estänge (65) geschwenkt wird, .-jo daß die Hollen (57) die Länge der sich verjüngenden sphärischen Flächen berühren.

5.) " Polierwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (12; 35) und der Polierkopf (13) durch ein Kugelgelenk (14; 36) verbunden sind, und daß die Antriebsspindel einen Flansch (23; 6ü) aufweist, in der;: ein Loch (24) vorgesehen ist, in das ein am Polierkopf befestigter -Jtift (25) eine Trieb verbindung bildend, eingreift.

6.) Polierwerkzeug nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß im Polierkopf (13) ein O-Ring (61) angeordnet ist, der an der üante des Flansches (23; 6C) der Antriebsspindel (12; 35) eine freie Bewegung des Polierkopfes auf der Antriebsspindel verhindert und denselben,, wenn abgelenkt, in seine Ausgangsstellung zurückbewegend angreift.

7.) -Polierwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Antriebs spindel (12; 35) ein Polierkopf (13) mittels eines Kugelgelenks (14; 36) schwenkbar beweglich angeordnet ist, und der Polierkopf am Ende eine konisehe Fläche (28;43;56) aufweist, an der mehrere Polierrollen (27; 42; 57) anliegen, daß eine ein. Werkstück (29; 44; 62) mit sphärischer, zu polierender Fläche (31a; 44) aufnehmende Spindel (31: 65) vorgesehen ist, deren Achse die der Antriebsspindel schneidet,

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3 ο daß eine Funktberührung zwischen den Hollen und der sphärischen Fläche entsteht, und daß Antriebsmittel vorgesehen sind, ciie beide Spindeln in Drehung versetzen.

&,) Polierwerkzeug nach Anspruch 7 ? dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (12; 35 bzw, 315 65) gegenläufig angetrieben sind, um den Berühungspunkt der Rollen (27» 42; 57) über die ganze sphärische !Fläche beim Foliervorgang wandern zu lassen.

9,) Polierwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der rpindeln (65) ia einer durch die Achee der anderen ipin.de! (35) gehenden Ibeae schwenkbar beweglich ist, um eine Yarwärtsbeviegung der zu polierenden Fläche dej 7/erkstücks -(62) und des Berührungspunktes mit den Hollen zu erzeugen.

IC.) Polierwerkpeug nacii Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hollen (27? 42;; 57) ®Μ$ 2jlinderform aufweisen.

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