DE102017004237A1 - Schleifmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, umfassend einen elektrischen Antrieb (1) mit einem Antriebsrad (2), wobei der Antrieb (1) an einer Basiseinheit (3) der Schleifmaschine angeordnet ist, eine lösbar an der Basiseinheit (3) der Schleifmaschine angeordnete Schleifspindeleinheit (4), die ein Schleifwerkzeug (5) umfasst, und ein Getriebeelement (6), das die Drehbewegung des Antriebsrads (2) auf das Schleifwerkzeug (5) überträgt. Um den Wechsel des Schleifarms zu vereinfachen, sieht die Erfindung vor, dass das Getriebeelement (6) umfasst: ein in der Schleifspindeleinheit (4) gelagertes Treibrad (7), das mit dem Schleifwerkzeug (5) direkt oder indirekt in Drehverbindung steht, zwei in der Schleifspindeleinheit (4) gelagerte Umlenkräder (8, 9), und einen um das Treibrad (7) und die Umlenkräder (8, 9) geführten Riemen (10), wobei im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit (4) an der Basiseinheit (3) das Antriebsrad (2) zwischen den beiden Umlenkrädern (8, 9) den Riemen (10) kontaktiert und diesen hierdurch antreibt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, umfassend einen elektrischen Antrieb mit einem Antriebsrad, wobei der Antrieb an einer Basiseinheit der Schleifmaschine angeordnet ist, eine lösbar an der Basiseinheit der Schleifmaschine angeordnete Schleifspindeleinheit, die ein Schleifwerkzeug umfasst, und ein Getriebeelement, das die Drehbewegung des Antriebsrads auf das Schleifwerkzeug überträgt.
- Für spezielle Schleifaufgaben ist es bekannt, eine Schleifmaschine mit speziellen Schleifspindeleinheiten zu versehen, insbesondere in Form von Schleifarmen. Dies ist insbesondere beim Schleifen innenprofilierter Werkstücke relevant. Ein solcher Schleifarm ist beispielsweise in der
EP 0 416 151 B1 beschrieben. Der rohrförmige Arm wird hier an seinem einen axialen Ende über eine Antriebswelle angetrieben, wobei ein Ritzel angetrieben wird, über das ein Zahnriemen läuft. Am anderen axialen Ende des Arms ist eine weitere Welle angeordnet, die gleichermaßen ein Ritzel trägt, über das der Zahnriemen läuft. Über diese Welle wird dann die Schleifspindel angetrieben. Der Schleifarm wird an seinem von der Schleifscheibe abgewandten Ende an einer Aufnahme der Schleifmaschine befestigt. - In der Regel weist ein solcher Schleifarm keinen eigenen Antrieb auf; vielmehr wird für den Antrieb der Schleifscheibe ein Antrieb genutzt, der in der Schleifmaschine vorhanden ist. Hierfür allerdings muss dann beim Anbringen des Schleifarms an der Basiseinheit der Schleifmaschine ein Antriebsriemen montiert werden.
- Dieser wird nach dem Anschrauben der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit per Hand eingefädelt. Nach seinem kompletten Montage muss die Riemenspannung eingestellt werden, was zeitaufwendig ist und zudem eine spezielle Expertise erfordert.
- Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist es dabei erforderlich, einen möglichst schnellen Wechsel des Schleifarms durchzuführen, um die Stillstandszeiten der Maschine gering zu halten. Auf der anderen Seite kommt einer sehr präzisen Positionierung des Schleifarms in der Schleifmaschine und damit in der Aufnahme für den Schleifarm eine wesentliche Bedeutung zu, um das Werkstück präzise bearbeiten zu können.
- Demgemäß sind bei der vorbekannten Lösung die relativ lange Montagezeit und die benötigte Expertise nachteilig, um einen Wechsel der Schleifspindeleinheit, insbesondere eines Schleifarms, vornehmen zu können.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schleifmaschine so weiterzubilden, dass es möglich wird, den Wechsel der Schleifspindeleinheit, insbesondere eines Schleifarms, zu vereinfachen. Somit sollen die Rüstzeiten optimiert werden, die für die Anordnung der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit der Schleifmaschine benötigt werden. Weiterhin soll der Komfort für den Maschinenbediener erhöht werden. Mögliche Fehlerquellen bei der Montage der Schleifspindeleinheit sollen beseitigt werden.
- Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement umfasst: ein in der Schleifspindeleinheit gelagertes Treibrad, das mit dem Schleifwerkzeug direkt oder indirekt in Drehverbindung steht, zwei in der Schleifspindeleinheit gelagerte Umlenkräder, und einen um das Treibrad und die Umlenkräder geführten Riemen, wobei im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit das Antriebsrad zwischen den beiden Umlenkrädern den Riemen kontaktiert und diesen hierdurch antreibt.
- Der Riemen ist dabei bevorzugt als Zahnriemen ausgebildet, der sowohl auf der innenliegenden als auch auf der außenliegenden Seite (also beidseitig) mit einer Profilierung versehen ist. Das Antriebsrad, das Treibrad und die beiden Umlenkräder sind bevorzugt als Zahnriemenräder ausgebildet.
- Eines der beiden Umlenkräder ist bevorzugt starr in der Schleifspindeleinheit gelagert, während das andere der beiden Umlenkräder in der Schleifspindeleinheit in Richtung senkrecht zu seiner Drehachse vorzugsweise elastisch verschiebbar gelagert ist. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass für die Verschiebung des elastisch verschiebbaren Umlenkrades eine Verschiebeweg-Begrenzung vorhanden ist. Die Verschiebeweg-Begrenzung für das elastisch verschiebbare Umlenkrad ist dabei bevorzugt so gewählt, dass im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit der Schleifmaschine eine vorgegebene Spannung im Riemen vorliegt. D. h. es stellt sich bei der Anlage der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit quasi automatisch eine gewünschte bestimmte Riemenspannung ein.
- Im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit der Schleifmaschine hat das Antriebsrad vorzugsweise über einen Umfangswinkel von mindestens 30° Kontakt mit dem Riemen.
- Die Schleifspindeleinheit und die Basiseinheit der Schleifmaschine weisen vorzugsweise Kontaktflächen auf, an denen sie im montierten Zustand anliegen, wobei an einer der Kontaktflächen mindestens zwei voneinander beabstandet angeordnete Spannzapfen angeordnet sind, wobei an der anderen der Kontaktflächen zwei korrespondierende Ausnehmungen zur Aufnahme der Spannzapfen angeordnet sind, wobei Verriegelungsmittel angeordnet sind, mit denen die Spannzapfen in den Ausnehmungen verriegelt werden können, so dass die Schleifspindeleinheit relativ zur Basiseinheit lösbar in einer definierten Lage fixiert ist. Derartig ausgestaltete sogenannte Nullpunktspannsysteme, die als solche bekannt sind, erlauben ein schnelles Ankoppeln der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit sowie ein leichtes Lösen derselben.
- In der Schleifspindeleinheit und in der Basiseinheit können lösbare Kupplungsmittel zur Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids und/oder lösbare Kontaktmittel zur Übertragung von Elektrizität oder von elektrischen Signalen angeordnet sein. Hierbei ist insbesondere daran gedacht, dass die Kupplungsmittel zur Übertragung von Öl, Kühlschmierstoff oder Ölnebel ausgebildet sind. Mit den lösbaren Kontaktmittel zur Übertragung von Elektrizität oder von elektrischen Signalen kann in einfacher Weise eine elektrische Verbindung zwischen der Schleifspindeleinheit und der Schleifmaschine hergestellt werden, was beispielsweise für die Überwachung des Systems wesentlich ist.
- Die Schleifspindeleinheit ist vorzugsweise als Schleifarm oder als Vorsatzspindel ausgebildet.
- Es können sowohl abrichtbare Schleifscheiben als auch solche mit Stahlgrundkörper verwendet werden, der mit Abrasivmaterial belegt ist.
- Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung ist es möglich, das Montieren bzw. Rüsten der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit der Schleifmaschine sehr schnell und komfortabel sowie mit nur geringen Fehlerquellen vorzunehmen.
- Ein Verschrauben der verschiedenen Teile, insbesondere betreffend den Riemenantrieb, entfällt. Dies gilt auch für ein aufwändiges Einfädeln des Zahnriemens bei der Montage der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit.
- Sehr vorteilhaft ist es auch, dass das Einstellen der richtigen Vorspannung des Riemens entfällt; die richtige Vorspannung ergibt sich vielmehr automatisch bei der Ankopplung der Schleifspindeleinheit an der Basiseinheit.
- Die vorgeschlagene Konstruktion erlaubt es ferner, dass nach dem Demontieren der Schleifspindeleinheit von der Basiseinheit der Schleifmaschine infolge der gefederten verschiebbaren Anordnung des einen Umlenkrades sichergestellt ist, dass der Riemen beim Abrüsten sicher mit der Schleifspindeleinheit verbunden bleibt.
- Beim Einsatz des beschriebenen Nullpunktspannsystems ist zudem ein wiederholgenaues und schnelles Wechseln der Schleifspindeleinheit möglich. Somit ist eine Rüstzeit-Optimierung beim Rüsten der Schleifmaschine mit einer Schleifspindeleinheit, insbesondere mit einem Schleifarm, möglich, wobei zudem eine hohe Positionier-Wiederholgenauigkeit erreichbar ist.
- In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
-
1 schematisch eine Schleifspindeleinheit in Form eines Schleifarms, wobei die Schleifspindeleinheit an einer Basiseinheit einer Schleifmaschine befestigt bzw. angekoppelt ist, -
2 einen Teil des Getriebeelements zur Übertragung der Drehbewegung eines Antriebsrad auf eine Schleifscheibe, wobei hier der noch nicht gekoppelte Zustand zwischen der Schleifspindeleinheit und der Basiseinheit dargestellt ist, und -
3 in der Darstellung nach2 der gekoppelte Zustand zwischen der Schleifspindeleinheit und der Basiseinheit. - In
1 ist ein Teil einer Schleifmaschine zum Schleifen von Verzahnungen oder Profilen angedeutet, wobei von der Schleifmaschine eine Basiseinheit3 zu sehen ist, an die eine Schleifspindeleinheit4 in Form eines Schleifarms angebaut ist, um beispielsweise Innenverzahnungen zu schleifen. - Der Schleifarm
4 ist abschnittsweise als rohrförmiges Gebilde gestaltet, wobei im Inneren desselben ein Treibriemen15 eine Welle16 antreibt, die ein Schleifwerkzeug5 , vorliegend in Form einer Schleifscheibe, trägt. Im axialen Endbereich, der dem Schleifwerkzeug5 gegenüberliegt, ist ein Treibrad7 angeordnet; demgemäß bilden das Treibrad7 und die Welle16 zwei beanstandete Lagerstellen für den Treibriemen15 . - In der Basiseinheit
3 ist ein elektrischer Antrieb1 angeordnet, der ein Antriebsrad2 aufweist. Das Antriebsmoment des Antriebsrades2 wird über ein Getriebeelement6 bis zum Schleifwerkzeug5 übertragen. - Der Schleifarm
4 ist an der Basiseinheit3 lösbar ankoppelbar. Beim Ankoppeln der Bauteile3 und4 gelangen die beiden Kontaktflächen12 und13 zur Anlage. Ein präzises und sicheres Koppeln der Bauteile3 und4 erfolgt über ein Nullpunktspannsystem, welches insbesondere Spannzapfen14 aufweist, die in Ausnehmungen im Gegenbauteil eintreten und hier mittels einer Spannvorrichtung gespannt werden. Nullpunktspannsysteme dieser Art sind als solche im Stand der Technik hinlänglich bekannt und müssen daher hier nicht näher beschrieben werden. - Damit das Ankoppeln des Schleifarms
4 an der Basiseinheit3 schnell und zuverlässig erfolgen kann und dabei eine sichere Drehmomentenübertragung vom Antriebsrad2 bis zur Schleifscheibe5 gewährleistet ist, ist vorgesehen, dass das Getriebeelement6 zunächst das in der Schleifspindeleinheit4 gelagertes Treibrad7 aufweist, das mit dem Schleifwerkzeug5 direkt oder indirekt - im vorliegenden Falle indirekt über den Treibriemen15 - in Drehverbindung steht. Weiter vorgesehen sind zwei in der Schleifspindeleinheit4 gelagerte Umlenkräder8 und9 . Um das Treibrad7 und die Umlenkräder8 und9 ist ein Riemen10 geführt, der als Zahnriemen ausgebildet ist, der beidseitig mit einer Profilierung versehen ist. Wie in1 gesehen werden kann, kontaktiert im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit4 an der Basiseinheit3 das Antriebsrad2 zwischen den beiden Umlenkrädern8 und9 den Riemen10 . Hierdurch erfolgt eine Drehmomentübertragung vom Antriebsrad2 zur Schleifscheibe5 . - Der Ankoppelvorgang der Schleifspindeleinheit
4 an die Basiseinheit3 ist in den2 und3 noch einmal näher dargestellt; dabei zeigt2 den noch nicht gekoppelten Zustand, während3 den komplett gekoppelten Zustand illustriert. - Werden die Bauteile
2 und3 durch Anlage der Kontaktflächen12 und13 gekoppelt, wird das Antriebsrad2 relativ zu der Einheit, bestehend aus Treibrad7 und Umlenkrädern8 und9 , relativ verschoben, was durch den Pfeil in2 angedeutet ist. Demgemäß nähert sich das Antriebsrad2 an die Einheit7 ,8 ,9 an, was auch durch die gestrichelte Position des Antriebsrads2 angedeutet ist. - Liegen die Kontaktflächen
12 und13 aneinander, ist die relative Stellung der genannten Bauteile erreicht, wie sie sich aus3 (und1 ) ergibt. - Hiernach wurde das Antriebsrad
2 an den Riemen10 zwischen den beiden Umlenkrädern8 und9 angedrückt. Während das Umlenkrad8 starr bzw. unverschieblich in der Schleifspindeleinheit4 gelagert ist, gilt dies für das Umlenkrad9 nicht; dieses ist senkrecht zu seiner Drehachse (die in allen Figuren senkrecht auf der Zeichenebene steht) elastisch bzw. federnd verschieblich gelagert, was durch die Verschieberichtung V in3 angedeutet ist. Diese elastische Verschiebemöglichkeit besteht allerdings nur bis zu einer Verschiebeweg-Begrenzung11 , die den Maximalwert für eine Verschiebung des Umlenkrads9 in RichtungV darstellt. - Liegen die Kontaktflächen
12 und13 aneinander, hat sich damit die Konstellation eingestellt, die in3 illustriert ist. In dieser Stellung umschlingt der Riemen10 das Antriebsrad2 um einen Winkel α, der bevorzugt mindestens 30° beträgt. Somit kann zuverlässig das benötigte Drehmoment übertragen werden. Der Riemen10 hat dabei eine definierte Vorspannung. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antrieb
- 2
- Antriebsrad
- 3
- Basiseinheit der Schleifmaschine
- 4
- Schleifspindeleinheit (Schleifarm)
- 5
- Schleifwerkzeug
- 6
- Getriebeelement
- 7
- Treibrad
- 8
- Umlenkrad
- 9
- Umlenkrad
- 10
- Riemen (Zahnriemen)
- 11
- Verschiebeweg-Begrenzung
- 12
- Kontaktfläche
- 13
- Kontaktfläche
- 14
- Spannzapfen
- 15
- Treibriemen
- 16
- Welle
- V
- Richtung der elastischen Verschiebung
- α
- Umfangswinkel
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0416151 B1 [0002]
Claims (10)
- Schleifmaschine, umfassend - einen elektrischen Antrieb (1) mit einem Antriebsrad (2), wobei der Antrieb (1) an einer Basiseinheit (3) der Schleifmaschine angeordnet ist, - eine lösbar an der Basiseinheit (3) der Schleifmaschine angeordnete Schleifspindeleinheit (4), die ein Schleifwerkzeug (5) umfasst, und - ein Getriebeelement (6), das die Drehbewegung des Antriebsrads (2) auf das Schleifwerkzeug (5) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (6) umfasst: - ein in der Schleifspindeleinheit (4) gelagertes Treibrad (7), das mit dem Schleifwerkzeug (5) direkt oder indirekt in Drehverbindung steht, - zwei in der Schleifspindeleinheit (4) gelagerte Umlenkräder (8, 9), und - einen um das Treibrad (7) und die Umlenkräder (8, 9) geführten Riemen (10), wobei im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit (4) an der Basiseinheit (3) das Antriebsrad (2) zwischen den beiden Umlenkrädern (8, 9) den Riemen (10) kontaktiert und diesen hierdurch antreibt.
- Schleifmaschine nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (10) als Zahnriemen ausgebildet ist, der sowohl auf der innenliegenden als auch auf der außenliegenden Seite mit einer Profilierung versehen ist. - Schleifmaschine nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (2), das Treibrad (7) und die beiden Umlenkräder (8, 9) als Zahnriemenräder ausgebildet sind. - Schleifmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Umlenkräder (8) starr in der Schleifspindeleinheit (4) gelagert ist und dass eines der beiden Umlenkräder (9) in der Schleifspindeleinheit (4) in Richtung (V) senkrecht zu seiner Drehachse elastisch verschiebbar gelagert ist. - Schleifmaschine nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass für die Verschiebung des elastisch verschiebbaren Umlenkrades (9) eine Verschiebeweg-Begrenzung (11) vorhanden ist. - Schleifmaschine nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeweg-Begrenzung (11) für das elastisch verschiebbare Umlenkrad (9) so gewählt ist, dass im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit (4) an der Basiseinheit (3) der Schleifmaschine eine vorgegebene Spannung im Riemen (10) vorliegt. - Schleifmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand der Schleifspindeleinheit (4) an der Basiseinheit (3) der Schleifmaschine das Antriebsrad (2) über einen Umfangswinkel (a) von mindestens 30° Kontakt mit dem Riemen (10) hat. - Schleifmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifspindeleinheit (4) und die Basiseinheit (3) der Schleifmaschine Kontaktflächen (12, 13) aufweist, an denen sie im montierten Zustand anliegen, wobei an einer der Kontaktflächen mindestens zwei voneinander beabstandet angeordnete Spannzapfen (14) angeordnet sind, wobei an der anderen der Kontaktflächen zwei korrespondierende Ausnehmungen zur Aufnahme der Spannzapfen (14) angeordnet sind, wobei Verriegelungsmittel angeordnet sind, mit denen die Spannzapfen (14) in den Ausnehmungen verriegelt werden können, so dass die Schleifspindeleinheit (4) relativ zur Basiseinheit (3) lösbar in einer definierten Lage fixiert ist. - Schleifmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Schleifspindeleinheit (4) und in der Basiseinheit (3) lösbare Kupplungsmittel zur Übertragung eines unter Druck stehenden Fluids und/oder lösbare Kontaktmittel zur Übertragung von Elektrizität oder von elektrischen Signalen angeordnet sind. - Schleifmaschine nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifspindeleinheit (4) als Schleifarm oder als Vorsatzspindel ausgebildet ist.
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