EP1077105B1 - Vorrichtung zum Feinschleifen von Stirnflächen an dünnwandigen und/oder kleinstückigen Serienteilen - Google Patents

Vorrichtung zum Feinschleifen von Stirnflächen an dünnwandigen und/oder kleinstückigen Serienteilen Download PDF

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EP1077105B1
EP1077105B1 EP19990112215 EP99112215A EP1077105B1 EP 1077105 B1 EP1077105 B1 EP 1077105B1 EP 19990112215 EP19990112215 EP 19990112215 EP 99112215 A EP99112215 A EP 99112215A EP 1077105 B1 EP1077105 B1 EP 1077105B1
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rotation
thin
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Manfred Loock
Michael Müller
Martin Wolters
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Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
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Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/10—Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
    • B24B7/162—Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings for mass articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes

Definitions

  • the invention relates to a device for fine grinding from end faces to thin-walled and / or small pieces Series parts. It can with the workpieces to be machined are sleeves, rings and the like, the Front face need precision machining.
  • the In particular, the device should also be usable for Processing of micro housings for electronic components, z. B. for processing a trained as a membrane End face on housings for pressure sensors, as well as for Machining end faces on small valve housings, z. B. of fuel injectors.
  • a radial clamping of small pieces, the a diameter and a length of a few millimeters can be difficult. There is a risk of Centering errors due to tilting and the like. at thin-walled components there is the risk that the Workpieces through those exerted by a clamping device radial clamping forces are deformed.
  • the invention has for its object a device for fine grinding end faces on thin-walled and / or to specify on small-scale series parts, in which one exact centering of the workpiece is guaranteed and radial clamping forces on the workpiece to be machined are not be exercised.
  • the Support ring mounted on an annular piston, which in a annular and pressurizable with a pressure medium Chamber of the workpiece carrier inserted and against rotation is secured.
  • the Ring piston a tensioning movement towards the driver out.
  • the span is limited by a stop.
  • a roller bearing arranged between the support ring and the ring piston.
  • the invention teaches that the Workpiece carrier with several identically designed Workpiece holder is equipped, which are successively through a movement of the workpiece carrier in the work area can be inserted between driver and grinding tool.
  • the workpiece carrier travel are useful Equipment for loading the workpiece holders with Workpieces and machined for removal Workpieces provided so that the loading, removal and Machining workpieces can be performed simultaneously can.
  • the tool carrier is preferably a transport disk with star-shaped workpiece holders trained, the workpiece holders by radial Fluid channels can be acted upon with a pressure medium.
  • FIG. 1 shows a section of a longitudinal section Device for fine grinding end faces small piece serial parts.
  • Fig. 1 is the processing of an end membrane surface a miniature housing for pressure sensors shown.
  • 2 shows the processing of a conical seat of a valve housing for a Fuel injection valve. In both figures it is Workpiece shown greatly enlarged.
  • Device For the basic structure of those shown in the figures Device include a workpiece holder 1 with at least a workpiece holder 2, a rotatingly drivable Driver 3 and a rotating drivable grinding tool 4.
  • the workpiece holder 2 has a rotatable supported support ring 5, in which to be machined Workpiece 6 can be used.
  • the support ring 5 is on one Ring piston 7 stored in an annular and with chamber 8 of the workpiece carrier which can be acted upon by a pressure medium 1 is inserted and secured against rotation. By pressurizing the chamber 8 Ring piston 7 an axial clamping movement, which Workpiece 6 between the driver 3 and the support ring 5 can be clamped.
  • the workpiece 6 to be machined on its end face facing away from a collar on between the driver 3 and the support ring 5th can be clamped.
  • a workpiece 6 is machined, the end on a collar of the support ring 5 axially is supported.
  • the workpiece carrier 1 is in the embodiments with several star-shaped workpiece holders 2 educated. All workpiece holders are identical in the described way built up and successively by a Rotary movement of the workpiece carrier 1 in the work area can be inserted between driver 3 and grinding tool 4. By radial fluid channels 9 are the workpiece holders 2 with pressurized with a pressure medium.
  • the workpiece carrier 1 rotates a horizontal axis of rotation 10.
  • an annular guide plate 11 intended.
  • the span of the annular piston 7 is through a Circlip 12 limited as a stop. Also recognizes one that the driver 3 with an interchangeable driver insert 13 is equipped.
  • Grinding tool 4 from a rotatingly driven Cup wheel.
  • the machined area is used during the Processing scanned by a measuring device 14. Is this Finished dimension between flange surface and machined surface reached, the grinding process is finished.
  • the grinding tool 4 When machining the workpiece shown in Fig. 2 6, the grinding tool 4 consists of a rotating driven cylindrical grindstone, which in the Workpiece 6 is insertable.
  • the axis of rotation of the Whetstone is below one in the embodiment small angle at an angle to the axis of rotation of the support ring 5 aligned.
  • With the tool arrangement is in the conical seat of the workpiece an annular, in the form of an arcuate depression as Seat for a valve ball incorporated.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feinschleifen von Stirnflächen an dünnwandigen und/oder kleinstückigen Serienteilen. Bei den zu bearbeitenden Werkstücken kann es sich um Hülsen, Ringe und dergleichen handeln, deren Stirnfläche einer Präzisionsbearbeitung bedürfen. Die Vorrichtung soll insbesondere auch einsetzbar sein zur Bearbeitung von Microgehäusen für elektronische Bauteile, z. B. für die Bearbeitung einer als Membran ausgebildeten Stirnfläche an Gehäusen für Drucksensoren, sowie zur Bearbeitung von Stirnflächen an kleinen Ventilgehäusen, z. B. von Kraftstoffeinspritzventilen.
Ein radiales Spannen von kleinstückigen Werkstücken, die einen Durchmesser sowie eine Länge von wenigen Millimetern aufweisen können, ist schwierig. Es besteht die Gefahr von Zentrierungsfehlern durch Verkanten und dergleichen. Bei dünnwandigen Bauteilen kommt die Gefahr hinzu, daß die Werkstücke durch die von einer Spanneinrichtung ausgeübten radialen Spannkräfte verformt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Feinschleifen von Stirnflächen an dünnwandigen und/oder an kleinstückigen Serienteilen anzugeben, bei der eine genaue Zentrierung des Werkstückes gewährleistet ist und radiale Spannkräfte auf das zu bearbeitende Werkstück nicht ausgeübt werden.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Feinschleifen mit
  • einem Werkstückträger mit mindestens einer Werkstückaufnahme,
  • einem rotierend antreibbaren Treiber und
  • einem rotierend antreibbaren Schleifwerkzeug,
    • wobei die Werkstückaufnahme einen drehbeweglich gelagerten Stützring aufweist, in den das zu bearbeitende Werkstück einsetzbar ist, und wobei das Werkstück durch eine Stellbewegung des Treibers oder der Werkstückaufnahme axial zwischen dem Treiber und dem Stützring einspannbar ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine exakte Zentrierung auch bei sehr kleinen Werkstücken gewährleistet. Radiale Kräfte werden auf das Werkstück nicht ausgeübt, so daß auch dünnwandige Werkstücke ohne Gefahr einer Verformung bearbeitet werden können.
    Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Stützring an einem Ringkolben gelagert, der in eine ringförmige und mit einem Druckmedium beaufschlagbare Kammer des Werkstückträgers eingesetzt und gegen Drehung gesichert ist. Bei Druckbeaufschlagung der Kammer führt der Ringkolben eine Spannbewegung in Richtung auf den Treiber aus. Der Spannweg ist durch einen Anschlag begrenzt. Zwischen dem Stützring und dem Ringkolben ist zweckmäßig ein Wälzlager angeordnet.
    In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß der Werkstückträger mit mehreren identisch ausgebildeten Werkstückaufnahmen ausgerüstet ist, die nacheinander durch eine Bewegung des Werkstückträgers in den Arbeitsbereich zwischen Treiber und Schleifwerkzeug einbringbar sind. Entlang des Werkstückträgerstellweges sind zweckmäßig Einrichtungen zum Beschicken der Werkstückaufnahmen mit Werkstücken und zum Entnehmen fertig bearbeiteter Werkstücke vorgesehen, so daß das Beschicken, Entnehmen und Bearbeiten von Werkstücken gleichzeitig durchgeführt werden kann. Vorzugsweise ist der Werkzeugträger als Transportscheibe mit sternförmig angeordneten Werkstückaufnahmen ausgebildet, wobei die Werkstückaufnahmen durch radiale Fluidkanäle mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind.
    Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren zeigen im Längsschnitt einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Feinschleifen von Stirnflächen an kleinstückigen Serienteilen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Bearbeitung einer stirnseitigen Membranfläche eines Miniaturgehäuses für Drucksensoren dargestellt. Die Fig. 2 zeigt die Bearbeitung einer kegelförmigen Sitzfläche eines Ventilgehäuses für ein Krafstoffeinspritzventil. In beiden Figuren ist das Werkstück stark vergrößert dargestellt.
    Zum grundsätzlichen Aufbau der in den Figuren dargestellten Vorrichtung gehören ein Werkstückträger 1 mit mindestens einer Werkstückaufnahme 2, ein rotierend antreibbarer Treiber 3 und ein rotierend antreibbares Schleifwerkzeug 4. Die Werkstückaufnahme 2 weist einen drehbeweglich gelagerten Stützring 5 auf, in den das zu bearbeitende Werkstück 6 einsetzbar ist. Der Stützring 5 ist an einem Ringkolben 7 gelagert, der in eine ringförmige und mit einem Druckmedium beaufschlagbare Kammer 8 des Werkstückträgers 1 eingesetzt und gegen Drehung gesichert ist. Durch eine Druckbeaufschlagung der Kammer 8 führt der Ringkolben 7 eine axiale Spannbewegung aus, wobei das Werkstück 6 zwischen dem Treiber 3 und dem Stützring 5 einspannbar ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist das zu bearbeitende Werkstück 6 an seinem von der zu bearbeitenden Stirnfläche abgewandten Ende einen Kragen auf, der zwischen dem Treiber 3 und dem Stützring 5 einspannbar ist. In Fig. 2 wird ein Werkstück 6 bearbeitet, das endseitig an einem Kragen des Stützrings 5 axial abgestützt ist.
    Der Werkstückträger 1 ist in den Ausführungsbeispielen mit mehreren, sternförmig angeordneten Werkstückaufnahmen 2 ausgebildet. Alle Werkstückaufnahmen sind identisch in der beschriebenen Weise aufgebaut und nacheinander durch eine Drehbewegung des Werkstückträgers 1 in den Arbeitsbereich zwischen Treiber 3 und Schleifwerkzeug 4 einbringbar. Durch radiale Fluidkanäle 9 sind die Werkstückaufnahmen 2 mit einem Druckmedium beaufschlagbar.
    Im Ausführungsbeispiel rotiert der Werkstückträger 1 um eine horizontale Drehachse 10. An der Stirnfläche des Werkstückträgers 1 ist ein ringförmiges Leitblech 11 vorgesehen. Der Spannweg des Ringkolbens 7 ist durch einen Sicherungsring 12 als Anschlag begrenzt. Ferner erkennt man, daß der Treiber 3 mit einem austauschbaren Treibereinsatz 13 ausgerüstet ist.
    Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht das Schleifwerkzeug 4 aus einer rotierend angetriebenen Topfscheibe. Die bearbeitete Fläche wird während der Bearbeitung von einer Meßeinrichtung 14 abgetastet. Ist das Fertigmaß zwischen Flanschfläche und bearbeiteter Fläche erreicht, ist der Schleifvorgang beendet.
    Bei der Bearbeitung des in Fig. 2 dargestellten Werkstückes 6 besteht das Schleifwerkzeug 4 aus einem rotierend angetriebenen zylindrischen Schleifstein, der in das Werkstück 6 einführbar ist. Die Rotationsachse des Schleifsteins ist im Ausführungsbeispiel unter einem kleinen Winkel schräg zur Drehachse des Stützringes 5 ausgerichtet. Mit der Werkzeuganordnung wird in die kegelförmige Sitzfläche des Werkstückes eine ringförmige, im Schnitt bogenförmig ausgebildete Vertiefung als Sitzfläche für eine Ventilkugel eingearbeitet.

    Claims (5)

    1. Vorrichtung zum Feinschleifen von Stirnflächen an dünnwandigen und/oder kleinstückigen Serienteilen, mit
      einem Werkstückträger (1) mit mindestens einer Werkstückaufnahme (2),
      einem rotierend antreibbaren Treiber (3) und
      einem rotierend antreibbaren Schleifwerkzeug (4),
      wobei die Werkstückaufnahme (2) einen drehbeweglich gelagerten Stützring (5) aufweist, in den das zu bearbeitende Werkstück (6) einsetzbar ist, und wobei das Werkstück (6) durch eine Stellbewegung des Treibers (3) oder der Werkstückaufnahme (2) axial zwischen dem Treiber (3) und dem Stützring (5) einspannbar ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (5) an einem Ringkolben (7) gelagert ist, der in eine ringförmige und mit einem Druckmedium beaufschlagbare Kammer (8) des Werkstückträgers (1) eingesetzt und gegen Drehung gesichert ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützring (5) und dem Ringkolben (7) ein Wälzlager angeordnet ist.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (1) mit mehreren identisch ausgebildeten Werkstückaufnahmen (2) ausgerüstet ist, die nacheinander durch eine Bewegung des Werkstückträgers (1) in den Arbeitsbereich zwischen Treiber (3) und Schleifwerkzeug (4) einbringbar sind.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (1) als Transportscheibe mit sternförmig angeordneten Werkstückaufnahmen (2) ausgebildet ist und daß die Werkstückaufnahmen (2) durch radiale Fluidkanäle (9) mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind.
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