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Beistellvorrichtung bei spitzenlosen Rundschleifmaschinen zum Einstechschleifen
Bei gewissen Rundschleifbearbeitungen, unter anderem beim Einstechschleifen auf
spitzenlosen Rundschleifmaschinen, muß genügend Platz zwischen der Schleifscheibe
und dem Werkstück vorhanden sein, damit das Werkstück unbehindert in Bearbeitungslage
gebracht werden kann, ohne dabei mit der Schleifscheibe in Berührung zu kommen.
Da die Vorschubbewegung zwischen Schleifscheibe und Werkstück während der eigentlichen
Bearbeitung verhältnismäßig langsam erfolgen muß, würde viel Zeit verlorengehen,
wenn der Vorschub bis zur Berührung zwischen Schleifscheibe und Werkstück in demselben
langsamen Tempo vor sich gehen würde. Um Zeit zu sparen, hat man daher den Vorschub
so eingerichtet, d,aß der erste Teil der Bewegung mit großer Geschwindigkeit vor
sich geht, und zwar so lange, bis die Schleifscheibe das Werkstück berührt oder
in unmittelbare Nähe desselben kommt. Da die Schleifzugabe, besonders bei Werkstücken
mit großem Durchmesser, innerhalb verhältnismäßig weiter Grenzen schwanken kann,
muß bei maschinellem Vorschub die Umschaltung von der hohen, Geschwindigkeit auf
Schleifgeschwindigkeit je nach der Größe der Schleifzugabe bei den zu bearbeitenden
Werkstücken bei verschiedenen Einstellungslagen der Schleifscheibe erfolgen. Damit
die Umschaltung indem Augenblick geschieht, wo die Berührung zwischen Schleifscheibe
und Werkstück stattfindet, ist unter anderem vorgeschlagen worden, den Vorschubmechanis.mus
von der Änderung des Antriebsmoments der Schleifscheibe, die bei ihrer Berührung
mit dem Werkstück entsteht, beeinflussen zu lassen, so daß die Umschaltung automatisch
im Augenblick der Berührung eintritt. Es ist jedoch notwendig, daß die Umschaltung
genügend schnell erfolgt, um zu vermeiden, daß die größere Vorschubgeschwindigkeit
bis nach der Berührung anhält und so Beschädigungen an Werkstück oder Schleifscheibe
hervorruft.
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Bei spitzenlosen Rundschleifmaschinen zum Einstechschleifen, mit denen
zylindrische, kegelige und profilierte Werkstücke geschliffen werden, die frei auf
einer Stütze zwischen zwei Scheiben liegen, von denen die eine -die Schleifscheibe
- schleift und die andere - die Regelscheibe - die Aufgabe hat, die Drehgeschwindigkeit
des Werkstücks zu regeln, hat die Schleifscheibe im allgemeinen großen Durchmesser
und große Breite, was zusammen mit der hohen Drehgeschwindigkeit bewirkt, daß sie
eine große Massenbeschleunigung hat, so daß sie nicht genügend rasch auf Momentänderungen
anspricht. Nach der Erfindung, die sich auf eine spitzenlose Rundschleifmaschine
zum Einstechschleifen bezieht, ist daher der Mechanismus für die Umschaltung der
Vorschubgeschwindigkeit so angeordnet, daß er von Änderungen des Drehmoments bei
der Regelscheibe beeinflußt wird; diese hat eine geringere Masse sowie immer bedeutend
geringere Drehgeschwindigkeit als die Schleifscheibe und demzufolge auch eine verhältnismäßig
geringe Massenbeschleunigung, so daß sie verhältnismäßig schnell auf Momentänderungen
anspricht.
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Im allgemeinen wird die Spindel der Regelscheibe über ein Schneckengetriebe
angetrieben. Wenn die Schleifscheibe mit dem Werkstück in Berührung kommt, tritt
jedoch eine Kraftkomponente auf, die durch Vermittlung des Werkstücks danach strebt,
die Regelscheibe zu drehen, wobei das Schneckengetriebe wegen der größeren Umfangsgeschwindigkeit
der Schleifscheibe, anstatt die Regelscheibe zu treiben, als Bremse wirkt und so
die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks regelt. Das Schneckengetriebe wird daher
gewöhnlich selbsthemmend ausgeführt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Kraftwechsel ausgenutzt,
der beim Übergang vom Antrieb der Regelscheibenspindel durch das Schnekkengetriebe
auf dessen Bremswirkung bei Berührung der Schleifscheibe mit dem Werkstück entsteht,
um die Umschaltung vom schnellen Vorführen der Schleifscheibe auf ihren langsameren
Schleifvorschub zu erzeugen.
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Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf die schematischen Zeichnungen
hingewiesen. Die Erfindung wird in ihrer Verwendung für eine spitzenlose Schleifmaschine
dargestellt und beschrieben, bei der der Schleifscheibenschlitten zum und vom Werkstück
beweglich
ist; sie kann aber auch für andere Arten verwendet werden. Spitzenlose Rundschleifmaschinen
sind jetzt allgemein bekannt, so daß in den Zeichnungen nur die Teile dargestellt
sind, die notwendig sind, um die Erfindung deutlich zu beschreiben. Es zeigt Fig.
1 eine Ausführungsform einer Regelscheibenspindel im Längenschnitt, Fig. 2 in größerem
Maßstab einen Querschnitt der Spindel nach der Linie A-B in Fig. 1, Fig.3 und 4
Schnitte durch Kupplungsteile nach den Linien C-D und E-F der Fig. 2, Fig. 5 eine
Seitenansicht -einer spitzenlosen Schleifmaschine mit einem Kurvenmechanismus, Fig.
6 und 7 ein elektrisches Schaltschema, Fig. 8 den Längsschnitt einer Regelscheibenspindel,
bei der die Schnecke des Schneckengetriebes verschiebbar auf ihrer Welle gelagert
ist, Fig. 9 in größerem Maßstabe einen Querschnitt derselben Spindel.
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In den Zeichnungen bedeuten: 1 eine Schleifscheibe. 2 eine Regelscheibe,
3 ein Werkstück und 4 eine Stützschiene, auf der das Werkstück liegt. Die Regelscheibe
2 sitzt auf einer Spindel 5, die in Lager 6 drehbar ist. Ein Schneckengetriebe 7
und 8 treibt bzw. bremst die Regelscheibenspindel 5. Die Schneckenwelle ist direkt
mit einem (nicht dargestellten) elektrischen Antriebmotor verbunden. Das Schneckenrad
7 ist auf einer Hülse 9 festgesetzt. Die Hülse 9 ist auf der Spindel 5 lose gelagert;
sie ist an ihrem einen Ende als Klauenkupplung 10 ausgebildet und mit einem Metallring
11 versehen, der von der Hülse durch einen elektrisch nicht leitenden Werkstoff
isoliert ist. Auch dieser Ring 11 ist als Klauenkupplung ausgebildet. Auf der Spindel5
ist eine Klauenkupplung 12 angebracht, die in Kupplung 10 und Ring 11 eingreift.
Gegen den ?Metallring 11 liegt ein Schleifkontakt 13 an. Auf der Spindel 5 ist ferner
ein Rotor 14 angebracht, der mit einem am Spindelgehäuse befestigten Stator 15 zusammenarbeitet.
Diese bilden zusammen einen besonderen elektrischen Motor.
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Eine Kurvenscheibe 16 (Fig. 5) ist auf einer Welle 17 im Maschinengestell
gelagert. Die Kurvenscheibe wird über ein (in der Zeichnung nicht gezeigtes) Schneckengetriebe
von einem mit zwei Geschwindigkeitsgängen ausgestatteten Motor 18 angetrieben. Mit
der Kurvenscheibe 16 wirkt ein Hebelarm 19 auf einer Welle 20 zusammen, die ein
Stück in das Maschinengestell hineinreicht und an ihrem anderen Ende ein Zahnsegment
od. dgl. (nicht gezeigt) hat, das auf den Schlitten der Schleifscheibe einwirkt
und diesen vor- und zurückführt, wenn sich die Kurvenscheibe dreht. Am Umkreis der
Kurvenscheiba befindet sich ein Vorsprung 21, der einen Stromschalter 22 betätigt.
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Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind mit 23 Drehstromleitungen für den
Zweigangmotor 18 und für den besonderen Motor 14, 15 auf der Regelscheibenspindel
bezeichnet. Relais zur Ein- und Ausschaltung des elektrischen Stroms für diese Motoren
sind bei 24 und 25 gezeigt. Leitungen 26 und 27 leiten den Strom von einem Transformator
34 zu den Relais 24, 25. Der eine Pol ist auf dem Schema am Maschinengestell geerdet;
selbstverständlich können aber auch doppelte Leitungen verwendet werden. Das Spindelgehäuse
wird dann mit einem weiteren Schleifkontakt versehen, der gegen die Hülse 9 anliegt.
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Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Die Drehrichtungen der
Schleifscheibe und der Regelscheibe sind in Fig.2 mit Pfeilen angegeben. Beim Schleifen
erhält auch das Werkstück eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils. Solange die
Schleifscheibe das Werkstück nicht berührt, wird die Hülse 9 vom Schneckengetriebe
7, 8 angetrieben, und die Spindel 5, auf der die Regelscheibe sitzt, wird von der
Klauenkupplung 11, 12 mitgenommen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist ein gewisser Spielraum
zwischen den Klauen an den Kupplungsteilen 10, 11 und 12 vorhanden. Bei Antrieb
der Regelseheibenspindel über das Schneckengetriebe kommen die Flächen 28 auf den
Kupplungsteilen 11 und 12 miteinander in Berührung und schließen, wenn ein Druckknopfschalter
30 ausgelöst wird, durch die Leitungen 26, 27 einen Stromkreis. Hierbei wird der
klagnetspule des Relais 24 Strom zugeführt, und das Relais schließt den Drehstrom
an die Wickelung des Stators für die höhere Geschwindigkeit des Motors 18 an, so
daß die Schleifscheibe schnell an das Werkstück herangeführt wird. Wenn die Schleifscheibe
mit dem Werkstück in Berührung kommt, wird dieses in Drehung versetzt. Die Reibung
zwischen Schleifscheibe, Werkstück und Regelscheibe erzeugt eine Kraft, die bestrebt
ist, die letztere zu drehen. Die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks wird von der
Regelscheibe abgebremst und von der Geschwindigkeit des Schneckengetriebes 7, 8
geregelt. Durch den Kraftwechsel, der entsteht, wenn das Schneckengetriebe aufhört,
als Antrieb für die Regelscheibe zu wirken, und dazu übergeht, die von der Schleifscheibe
erzeugte Kraft zu bremsen, wird der Kontakt zwischen den Flächen 28 unterbrochen
und auf die Fläche 29 übertragen. Hiermit wird der Stromkreis zum Relais 24 unterbrochen
und gleichzeitig der Drehstrom zum Motor 18. Dadurch, daß der Stromschalter 22 bei
dem schnellen Vorführen des Schleifscheibenschlittens von dem Vorsprung 21 an der
Kurvenscheibe ausgelöst wird, wird jetzt ein Stromkreis zum Relais 25 über die Leitungen
26, 31, 27 geschlossen und dadurch auch der Drehstrom an die Statorwickelung für
die niedrigere Geschwindigkeit des Motors 18 angeschlossen, so daß der Schleifscheibenschlitten
eine dem Schleifen angepaßte Vorschubbewegung erhält. Der Motor 18 behält diese
niedrige Geschwindigkeit, bis das Werkstück fertiggeschliffen ist und der Schleifscheibenschlitten
durch Einwirkung des Kurvenmechanismus in seine Ausgangslage zurückgeführt worden
ist. In dieser Lage wird der Strom zum Relais 25 dadurch unterbrochen, claß der
Vorsprung 21 auf den Stromschalter 22 einwirkt und den Motor 18 zum Stillstand bringt.
Der Arbeitskreislauf kann, wenn man es wünscht, nach Fertigschleifen des Werkstücks
mit einer schnellen Rückführung des Schleifscheibenschlittens ergänzt werden, in
welchem Fall das Relais 24 durch einen doppelten Stromschalter 32, der seine Auslösung
durch einen Vorsprung auf der Kurvenscheibe 16 erhält, erneut eingeschaltet wird.
Der Teil des Schaltschemas, der sich auf das Relais 24 bezieht, bekommt dann das
in Fig. 7 gezeigte Aussehen.
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Der Stromschalter 30 wird entweder von Hand oder automatisch betätigt.
Bei vollautomatisch arbeitenden Maschinen, d. h., wenn die Werkstücke automatisch
in laufender Folge von einem Magazin in die Maschine eingeführt werden, wird der
Stromschalter von einem mit der Magazinvorrichtung zusammengekuppelten Organ betätigt,
das dann in Funktion tritt, wenn das Werkstück seinen Platz im Schleifmaul eingenommen
hat.
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Wenn der Stromkreis zum Relais 25 geschlossen wird, erhält außer dem
Motor 18 auch der besondere Motor 14, 15 Strom über den Transformator 33. Dieser
Motor ist für ein verhältnismäßig kleines Drehmoment
konstruiert
und hat die Aufgabe, zu der von der Schleifscheibe über das Werkstück auf die Regelscheibe
wirkenden Kraft eine so große Kraft hinzuzufügen, daß die Flächen 29 der Klauenkupplung
gut gegeneinander gedrückt gehalten werden, so daß Regelscheibe und Werkstück eine
gleichmäßige Drehbewegung haben, die nur von der Geschwindigkeit des Schneckengetriebes
bestimmt wird und keinerlei Einflüsse von eventuellen Ungleichmäßigkeiten an der
Oberfläche des Werkstücks unterliegt.
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`Fenn mittels des Druckschalters 30 Strom eingeschaltet wird, schließt
das Relais 24 den Strom an die Statorwicklung des Motors 18 für die hohe Vorschubgeschwindigkeit
an, und gleichzeitig wird die Leitung 31 durch den Schalter 22a unterbrochen. Während
der Schnellvorschuh läuft, aber bevor die Schleifscheibe noch mit dem Werkstück
in Berührung gekommen ist, wirkt der Vorsprung 21 (Fig. 5) auf den Stromschalter
22 ein und bringt ihn zur Auslösung, so daß der von ihm beherrschte Stromkreis geschlossen
wird. Die Leitung 31 ist jedoch immer noch am Stromschalter 22a unterbrochen. Wenn
dann die Schleifscheibe mit dem Werkstück in Verbindung kommt und der Stromkreis
zum Relais 24 geöffnet wird, bricht das Relais 24 die Stromzufuhr zur Statorwicklung
des Motors 18 für die hohe Vorschubgeschwindigkeit ab, und gleichzeitig wird der
Schalter 22a eingeschaltet, so daß die Leitung 31 stromführend wird und das Relais
25 den Kreis an die Statorwicklung des Motors 18 für die niedrige Vorschubgeschwindigkeit
anschließt. Mit anderen Worten wird der Strom zur einen Statorwicklung gleichzeitig
damit abgebrochen, daß die andere Statorwicklung stromführend wird, und diese leiden
Momente erfolgen als Ergebnis des Kraftwechsels.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebene Ausgestaltung begrenzt,
sondern es können auch andere Mittel und Anordnungen zur Anwendung kommen, um die
mit der Erfindung bezweckte Leistung zu erzielen. So kann statt des von den Kupplungsteilen
10, 11 und 12 gebildeten Stromschließmechanismus ein solcher angeordnet werden,
wo die Schnecke des Schneckengetriebes verschiebbar auf ihrer Welle gelagert ist,
und der Stromkreis durch axiale Verschiebung der Schnecke geschlossen bzw. unterbrochen
wird.
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Diese andere Ausführung ist in den Fig.8 und, 9 gezeigt. Der Stromschließmechanismus
besteht bei dieser Ausführungsform aus den Teilen 35, 36 und. 37, die den Teilen
10, 11, 12 und 13 in den Fig. 1, 2, 3, 4, 6 und 7 entsprechen. Teil 35 ist an der
Schnecke 8 festgemacht: Teil 36 ist ein Metallring, der von Schnecke 8 durch
einen elektrisch nicht leitenden Werkstoff isoliert ist und gegen den der Schleifkontakt
37 anliegt. Dieser Kontakt steht mit der Leitung 26 in Verbindung. Wenn das Schneckengetriebe
die Regelspindel treibt, d. h. wenn die Schleifscheibe nicht mit dem Werkstück in
Berührung ist, verschiebt sich die Schnecke 8 nach links in ihren Lagerungen., die
auf Fig. 9 gezeigt sind, durch Einwirkung der Kraft, die erforderlich ist, um die
Regelspindel zum Umlauf zu bringen. Hierbei kommen die Teile 35 und 36 miteinander
in Berührung und schließen den Stromkreis durch die Leitungen 26, 27, wenn der Druckknopfschalter
ausgelöst wird. Wenn dann die in Gang befindliche Schleifscheibe mit dem Werkstück
in Berührung kommt, und das Schneckengetriebe dazu übergeht, die von der Schleifscheibe
erzeugte Kraft zu bremsen, verschiebt sich die Schnecke 8 nach rechts, und der Kontakt
zwischen den Teilen 35 und 36 wird unterbrochen, wobei der Schlitten der Schleifscheibe
die langsamere Vorschubhewegung ausführt.
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Der in der Beschreibung verwendete Zweigangmotor 18 kann durch zwei
Motoren mit untereinander gleicher oder ungleicher Geschwindigkeit, verbunden mit
Kurvenmechanismus mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, ersetzt werden. Ebenso
ist es möglich, ein Zahnradgetriebe mit elektromagnetisch betätigten Schaltungen
zu verwenden, um die verschiedenen Geschwindigkeiten des. Schleifscheibenschlittens
zu erzeugen. Ferner kann statt des besonderen Motors 14, 15 ein normaler Elektromotor
mit Rutschkupplung zur Anwendung kommen, der dann mittels Riemen oder anderer Transmissionsteile
auf die Regelscheibenspindel das Drehmoment überträgt, das zu dem von der Schleifspindel
erzeugten hinzukommen soll. Ebenso können hydraulisch oder pneumatisch betätigte
Vorrichtungen, z. B. ein hydraulischer oder pneumatischer Motor in Kombination mit
elektrischer Betätigung, für den Zweck zur Anwendung gebracht werden.