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Knüppelschleifmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeugmaschinen,
insbesondere Knüppelschleifmaschinen, mit zwischen Werkzeug und dessen Antrieb auf
horizontaler Achse abgestütztem gemeinsamem Pendelarm, einer relativ orthogonalen
Bewegungsmöglichkeit zwischen Werkzeug und Werkstück sowie Mitteln zum Kippen des
Werkzeugs um eine Achse, die in einer für den mittleren Werkzeugkreis und die Auslegerachse
gemeinsamen Ebene liegt.
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Bei einer bekannten Bauart solcher Maschinen sind diese Bewegungsmöglichkeiten
dadurch gegeben, daß das Werkstück in seiner Längsrichtung gegenüber der Schleifscheibe
auf einem Wagen oder auf Rollen verschiebbar ist und der Ausleger so unterstützt
ist, d:aß er im rechten Winkel zu der Längserstreckung des Metallknüppels bewegbar
und- zu diesem Zweck ebenfalls auf einem Wagen fahrbar ist. Da die zu bearbeitende
Oberfläche der Metallknüppel Unebenheiten aufweist, soll die Schleifscheibe diesen
Unebenheiten folgen können. Zu diesem Zweck ist der Ausleger in seiner Unterstützung
eimal um eine parallel zur Längserstreckung des Metallknüppels liegende waagerechte
Achse schwenkbar, um die Schleifscheibe auf und ab zu bewegen, und zum anderen um
eine im rechten Winkel zu der ersten liegende zweite waagerechte Achse drehbar,
um die Schleifscheibe gegenüber dem Werkstück zu kippen. Bei einer bekannten Ausführungsart
ist das Kippen der Schleifscheibe dadurch ermöglicht, daß der Ausleger an einem
außerhalb der Schleifscheibe liegenden Punkt auf einer Stütze ruht, die um einen
etwa in der Ebene der zu schleifenden Fläche liegenden Zapfen schwenkbar ist. Diese
Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß der Umfang der Schleifscheibe beim Kippen
im Querschnitt V-förmig abgenutzt wird, wobei die Spitze des V in der die Achse
des Schwenkzapfens enthaltenden Radialebene der Schleifscheibe liegt. Beim Kippen
wird also ein starkes Drücken an der Kante der Schleifscheibe erhalten, da sich
die Schleifscheibe um den mittleren Berührungspunkt ihreer Umfangsfläche beim Kippen
bewegt.
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Bei einer anderen Bauart ist der Ausleger auf einem in seinerLängsrichtungverschiebbaren
Schlitten unterstützt und zur Ermöglichung des Kippens der Schleifscheibe mit seinem
Schwenkzapfen in einem drehbaren Ring unterstützt, wobei die Schleifscheibe so angeordnet
ist, daß ihre mittlere radiale Ebene die geometrische Achse des drehbaren Rings
enthält. Bei dieser Ausführung wird die Oberfläche der Schleifscheibe beim Hin-
und Herkippen abgerundet; der Mittelpunkt der Rundung liegt aber immer auf der Drehachse
des Rings. Da aber die Schleifscheibe entsprechend den Unebenheiten der zu schleifenden
Fläche, der verschiedenen Höhe des Werkstücks und ihrer eigenen Abnutzung mehr oder
weniger auf und ab bewegt werden muß, wird sich die Rundung der Oberfläche immer
wieder ändern bzw. beim Kippen einmal ein stärkeres Tragen der Kante der Schleifscheibe
erhalten und das andere Mal die Kante der Schleifscheibe nicht zum Tragen kommen.
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Es ist auch schon eine Metallknüppelschleifmaschine bekannt, bei der
die Schleifscheibe um die Längsachse des Auslegers kippbar ist. Hierbei wird eine
gleichmäßige Abnutzung der Schleifscheibe erhalten, da der Krümmungsmittelpunkt
der Abrundung der Schleifscheibe bei jeder Stellung des Auslegers und unabhängig
von dem Grad der Abnutzung der Schleifscheibe immer derselbe bleibt. Die Kippbewegung
um die Längsachse des Auslegers ist dadurch erhalten, daß der Ausleger an einem
Ring befestigt ist, der in einem Lagerring drehbar ist, der an einem außerhalb des
Rings liegenden Punkt mittels eines Gelenkzapfens bei der einen Ausführungsform
an einem Pendel angehängt und bei der anderen Ausführungsform auf einem Wagen abgestützt
ist. Die erste Ausführungsform eignet sich nur für eine Handbetätigung der Schleifmaschine,
wobei hinzukommt, daß bei einer Hin- und Herbewegung der Schleifmaschine entsprechend
dem Pendelausschlag auch das sehr schwere Gewicht der Maschine zu heben ist. Auch
die andere Ausführungsform eignet sich nicht gut für eine Kraftbetätigung aller
Bewegungen. Bei einer solchen soll die Bedienungsperson möglichst nahe dem Werkstück
ihren Stand haben, um die Arbeit der Schleifscheibe gut beobachten zu können. Von
diesem Platz aus müßte dann ein Motor gesteuert werden, der den Wagen bewegt, welcher
den Metallknüppel in seiner Längsrichtung relativ zur Maschine bewegt, ein zweiter
Motor
gesfeüerf Werden, der den Wagen bewegt, welcher den Ausleger
in seiner Längsriehtung bewegt, und weiter Einrichtungen gesteuert werden, welche
dass Heben und Senken des Auslegers sowie das Kippen des Auslegers bewirken. Bei
dieser :Anordnung würde sich im Betrieb der Abstand zwischen allen Motoren und Betätigungseinrichtungen
und dem Bedienungsstand ständig ändern und damit Steuer- und Kraftleitungen mit
veränderbarer Länge erforderlich sein. Diese sind aber verhältnismäßig umständlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Werkzeugmaschine,
bei der ebenfalls der Schleifscheibenumfang gleichmäßig abgenutzt wird, alle Bewegungen
der Schleifscheibe mittels Kraftbetätigunben ausführen zu können. Dieses Ziel ist
dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung eine Anordnung vorgesehen wird, bei der
die Kippachse des Werkzeugs, insbesondere einer Schleifscheibe, mit der Achse des
Auslegers zusammenfällt, wie an sich bekannt, und bei der außerdem der Ausleger
samt Schleifscheibe am Maschinengestell in Richtung der Auslegerachse verschiebbar
ist.
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Die Kippbarkeit um die Längsachse des Auslegers ergibt eine gleichmäßige
Abrundung und Abnutzung der Schleifscheibe und die Verschiebbarkeit längs der Achse
des Auslegers besonders einfache Bewegungsverhältnisse. Da die Unterstützung des
Auslegers immer den gleichen Abstand von dem Stand der Bedienungsperson hat, die
neben der Unterstützung möglichst nahe dem Werkstück sein soll, können alle Steuer-
und Kraftleitungen fest verlegt werden.
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Bei der besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Ausleger undrehbar in einem rohrförmigen Gehäuse längsverschieblich gelagert
und mit dem Gehäuse um seine Längsachse in zwei Lagerklötzen drehbar und mit dem
einen Lagerklotz in der Vertikalebene um einen am anderen Lagerklotz angeordneten
Drehzapfen schwenkbar.
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Die Erfindung wird firn folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine teilweise als
Schnitt gezeichnete Stirnansicht einer gemäß der Erfindung ausgeführten Maschine,
Fig. 2 ein Teilstück einer Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Maschine, Fig.3
eine Seitenansicht der Maschine, wobei zur Deutlichkeit gewisse Teile weggebrochen
dargestellt sind, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 ein
Teilstück eines Längsschnitts durch den Ausleger der Maschine und die zugehörigen
Teile, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt
längs der Linie 7-7 in Fig. 5, Fig. 8 und 9 Schnitte längs den Linien 8-8 und 9-9
in Fmg. 1.
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Die Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand einer Maschine, mit
welcher Metallknüppel erheblicher Länge mit einem Mindestmaß von Anstrengung seitens
der Bedienungsperson geschliffen werden können. Wie jedoch aus der nachstehenden
Beschreibung ersichtlich wird, läßt sich die Erfindung auch bei Maschinen anwenden,
die an Stelle von Schleifscheiben andere Werkzeuge aufweisen.
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Die Knüppelschleifmaschine ist insgesamt mit 20 bezeichnet, während
mit 21 die Unterstützung für einen durch die Maschine zu bearbeitenden Metallknüppel
22 bezeichnet ist.
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Die Maschine 20 ruht auf einem Wagen 23, der längs einer durch Schienen
24 gegebenen Bahn beweglieh ist:--Bei der Arbeit befindet sich die Werkstückunterstützung
neben den Schienen 24, so daß sich die Maschine 20 bei Bewegung des Wagens 23 längs
der Schienen gegenüber dem Werkstück 22 in Längsrichtung bewegt.
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Der Wagen 23 besitzt miteinander verbundene Seitenrahmen 25, auf denen
eine Plattform 26 befestigt ist. An den beiden Enden des Wagens sind Laufachsen
27 mit Rädern 28 gelagert. Zum Antrieb des Wagens längs der Schienen 24 dient ein
auf der Plattform 26 befestigter Flüssigkeitsmotor 29 mit Antriebswelle 30. Ein
auf der Antriebswelle 30 befestigtes Kettenrad 3.1 ist über eine Kette 32 mit einem
Kettenrad 33 auf e%ner der Achsen 27 des Wagens verbunden. Der Motor 29 steht finit
Duplexpumpe 34 für Druckflüssigkeit in Verbindung und seine Tätigkeit wird durch
ein mittels Pedal 36 bedientes Vierwegeventil 35 mit drei Betriebsstellungen gesteuert.
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Auf dem Wagen 23 ist ferner ein insgesamt nlit 37 bezeichneter Rahmen
befestigt. Dieser Rahmen unterstützt einen Ausleger 38, der sich rechtwinklig zur
Bewegungsbahn des Wagens 23 erstreckt und in einem erheblichen Abstand oberhalb
der Plattform 26 des Wagens angeordnet ist. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist
am äußeren Ende des Auslegers ein Bügel 39 befestigt, dessen Arme 40 ein Werkzeug,
hier eine Schleifscheibe 41, tragen. Die Schleifscheibe 41 befindete sich zwischen
den Armen 40 -des Bügels und ist auf einer in den Armen 40 des Bügels gelagerten
Welle 42 befestigt, auf der neben der Schleifscheibe 41 eine Riemenscheibe 43 angeordnet
ist.
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Der Ausleger 38 ist in seiner Längsrichtung verschiebbar, um ein Hin-
und Herbewegen der Schleifscheibe 41 über das Werkstück 22 zu ermöglichen. Zur Unterstützung
des Auslegers 38 bei seiner Längsverschiebung dient ein an dem Rahmen 37 angebrachtes,
rohrförmiges Gehäuse 44, in das das innere Ende des Auslegers eingeschoben werden
kann. Aus den Fig. 6 und 7 geht hervor, daß das Gehäuse 44 einen kreisrunden Querschnitt
aufweist und daß der Ausleger 38 einen rechteckigen Querschnitt und flache Seiten
besitzt, die nicht mit der Innenwand des Gehäuses 44 in Berührung stehen.
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Der Ausleger 38 ist an den beiden Enden des rohrförmigen Gehäuses
44 mittels insgesamt mit 45 bezeichneten Lagern unterstützt. Wie in Fig. 5 gezeigt,
sind an den Enden des rohrförmigen Gehäuses 44 Buchsen 46 befestigt. Die äußeren
Enden ,dieser Buchsen besitzen Ausdrehungen in Form ringförmiger Ausnehmungen 47
zur Aufnahme von Lagerblöcken 48, die in der zugehörigen Buchse mit Hilfe eines
Stiftes 49 befestigt sind.
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In jedem Lagerblock 48 sind vier Paar Rollen drehbar gelagert, die
an den flachen Seiten des Auslegers 38 anliegen. Die Mittelöffnungen der Lagerblöcke
48, die einen dem Querschnitt des Auslegers 38 entsprechenden Querschnitt besitzen,
sind so groß, daß sich der Ausleger frei hindurchbewegt. Die Rollen bilden somit
das einzige Mittel zur Unterstützung des Auslegers 38 in dem rohrförmigen Gehäuse
44, so daß die Reibung zwischen dem Ausleger und dem Gehäuse auf ein Mindestmaß
herabgesetzt ist.
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Die äußeren Enden der Ausnehmungen 47 sind jeweils durch einen an
der Buchse mittels Schrauben 51 befestigten Ring 50 verschlossen. Die Ringe 50 dienen
außerdem zur Befestigung ringförmiger Dichtungen 52, die so geformt sind, daß sie
an den flachen Seiten des Auslegers abdichtend anliegen und das Eintreten von Fremdkörpern
in den freien Raum zwischen Ausleger und Gehäuse 44 verhindern.
Wie
in den Fig. 5 bis 7 dargestellt, ist das rohrförmige Gehäuse 44 an seinen beiden
Enden durch Lagerklötze 54 und 55 unterstützt. Der äußere Klotz 54 liegt zwischen
zwei Ständerteilen 56 und besitzt in der Mitte eine Bohrung zur Lagerung des rohrförmigen
Gehäuses 44. An den beiden Seiten des Klotzes 54 sind in den Teilen 56 gelagerte
Drehzapfen 57 vorgesehen, die ein Aufundabschwenken des Gehäuses 44 ermöglichen.
An den Seitenflächen des Klotzes 54 sind Ausnehmungen vorgesehen, in denen gehärtete
Gleitplatten 59 befestigt sind, deren Außenflächen bei einer Schwenkbewegung des
rohrförmigen Gehäuses 44 um die Achse der Drehzapfen 57 an den benachbarten Seitenflächen
der Ständer 56 gleiten.
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Der innere Lagerklotz 55 besitzt ebenfalls eine Lagerbohrung für das
rohrförmige Gehäuse 44 und liegt zwischen den seitlich im Abstand stehenden Ständern
60. Die beiden Seitenflächen des Klotzes 55 sind ebenfalls mit Ausnehmungen 61 zur
Aufnahme gehärteter Gleitplatten 62 versehen. Diese Gleitplatten 62 gleiten an den
benachbarten Innenflächen der Ständer 60, um das Gehäuse 44 ;bei seiner senkrechten
Schwenkbewegung um die Achse der Drehzapfen 57 zu führen.
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Aus Fig. 5 geht weiter hervor, daß die Lagerklötze 54 und 55 durch
die inneren Enden der Buchsen 46 an einer axialen Auswärtsbewegung gegenüber dem
rohrförmgen Gehäuse 44 gehindert sind. Um ein axiales Verschieben der Klötze gegenüber
dem Gehäuse 44 nach innen zu verhindern, sind an dem Gehäuse Ringe 63 angeschweißt,
die an den Innenflächen der Klötze 54 und 55 anliegen.
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Zur Bewegung des Auslegers 38 längs der Achse des rohrförmigen Gehäuses
44 dient ein Druckflüssigkeitszylinder 65. Fig. 5 zeigt, daß der Zylinder 65 an
seinen beiden Enden mittels Schellen 67 an den Buchsen 46 befestigt und damit durch
das rohrförmige Gehäuse 44 unterstützt ist.
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Wie in den F ig. 1 und 5 dargestellt, ist das Ende der aus dem Zylinder
65 herausragenden Kolbenstange 68 an dem Bügel 39 aus dem Ausleger 38 angebracht.
Bei einer Einwärtsbewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder 65 wird damit der
Ausleger 38 zusammen mit der Schleifscheibe 41 in Richtung nach innen über das Werkstück
22 bewegt, und umgekehrt.
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Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, ist für den Antrieb der Schleifscheibe
41 ein Elektromotor 71 vorgesehen. Der Motor 71 ist auf einer Platte 72 befestigt,
an deren Unterseite, wie aus Fig. 3, 8 und 9 hervorgeht, Rollen 74 vorgesehen sind,
die auf Schienen 73 laufen, die auf dem Wagen 23 vorgesehen sind und sich in Richtung
der Längserstreckung des Auslegers erstrekken. Zur Verhinderung einer seitlichen
Verschiebung der Platte 72 gegenüber den Schienen sind zusätzliche Rollen 75 vorgesehen,
die an den beiden Seiten einer der Schienen 73 anliegen.
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Die Platte 72 ist mit dem Bügel 39 verbunden, damit sie sich zusammen
mit dem Ausleger 38 bewegt. Diese Verbindung ist mittels .einer Stange 76 hergestellt,
deren eines Ende über ein Universalgelenk 78 mit dem oberen Ende eines auf der Platte
72 befestigten Armes 77 und deren anderes Ende über eine Einstellmuffe 79 und ein
Universalgelenk 82 mit dem Bügel 39 verbunden ist. Die Einstellmuffe 79 ermöglicht
es, die Spannung eines Riemens 87 einzustellen, der die Riemenscheibe 43 auf der
Welle 42 der Schleifscheibe 41 mit einer Riemenscheibe 88 auf der Welle des Motors
71 verbindet. Somit stellt die Verbindungs Stange 76 nicht nur eine Verbindung zwischen
dem Motor 71 und dem Ausleger 38 dar, sondern sie dient auch zur Einstellung der
Spannung des Treibriemens 87 für die Schleifscheibe 41.
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Das Schwenkendes Gehäuses 44 mit dem Ausleger 38 um die Achse der
Drehzapfen 57 wird durch einen Kolben im Druckflüssigkeitszylinder 91 bewirkt. Wie
in Fig. 4 gezeigt, ist der Zylinder 91 unterhalb des in dem Ständer 60 geführten
Endes des rohrförmigen Gehäuses 44 mittels eines Bolzens 93 an den Wagen 23 und
die aus dem Zylinder 91 herausragende Kolbenstange 94 mittels Bolzen 95 an der Unterseite
des Lagerklotzes 55 angelenkt, so daß der Lagerklotz 55 mittels des Kolbens im Druckzylinder
91 gehoben und gesenkt werden kann.
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Um die Schleifscheibe um die Achse des Auslegers 38 kippen zu können,
ist das Gehäuse 44 in den Lagerklötzen 54 und 55 drehbar gelagert. Das Drehen des
Gehäuses 44 wird durch einen Kolben im Druckflüssigkeitszylinder 101 (Fig. 3) bewirkt.
Der Zylinder 101 ist an seinem unteren Ende mit Hilfe eines Bolzens 103 an dem Rahmen
37 und das obere Ende der aus dem Zylinder 101 herausragenden Kolbenstange 104 an
dem äußeren Ende von dem Gehäuse 44 befestigten Armen 105 angelenkt bzw. daß bei
einer Hin- -und Herbewegung des Kolbens in dem Zylinder 10-1 das Gehäuse 44 mit
dem Ausleger 38 in entgegengesetzten Richtungen gedreht und damit die Schleifscheibe
41 gekippt wird.
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Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, kann die Schleifscheibe 41 somit
vier verschiedene Bewegungen ausführen, die unabhängig voneinander durch Ventile
gesteuert werden. Eine Bewegung ist durch die Bewegung des Wagens 23 längs der Gleise
24 gegeben, durch die die Schleifscheibe entlang dem Werkstück 22 bewegt wird. Die
zweite Bewegung ist die Vor-und Rückbewegung der Schleifscheibe 41 über das Werkstück
22. Die dritte Bewegung ist die Aufundabbewegung der Schleifscheibe 41 gegenüber
dem Werkstück 22 durch Schwenken des Auslegers, und die vierte Bewegung ist die
Kippbewegung der Schleifscheibe 41 gegenüber einer mit dem Werkstück 22 einen rechten
Winkel bildenden senkrechten Ebene. Die für die Betätigung der verschiedenen Druckflüssigkeitskolben
und damit die Steuerung der vier Bewegungen erforderlichen Ventile sind auf einer
Bedienungstafel 70 bzw. in deren Nähe so angeordnet, daß sie von einer auf dem Wagen
23 auf einem durch einen Unterbau 109 unterstützten Sitz 108 sitzenden Bedienungsperson
bequem betätigt werden können.