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.Schleifmaschine mit freischwingendem Werkstückhalter Die Erfindung
betrifft eine Schleifmaschine mit einer mit der Umfangsfläche wirkenden Schleifscheibe
und einem frei schwingend gelagerten Werkstückhalter.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Werkstückhalter
so angeordnet, daß :das Werkstück radial gegen die Umfangsfläche der Schleifscheibe
bewegbar ist. Diese Anordnung ist jedoch nur dort verwendbar, wo es allein auf die
zu schleifende Kante, nicht dagegen .auf die am Umfang der Schleifscheibe anliegende
Werkstückfläche ankommt; ,denn diese Fläche erhält die gleiche Krümmung wie der
Scheibenumfang, da die Zustellung bei dieser Anordnung radial -zur Scheibe erfolgt.
Das Werkstück wird mit seiner ganzen Schleiffläche gleichzeitig gegen den Schleifstein
gepreßt, und es ergeben sich alle Nachteile, die bei senkrecht zur Schl.eifscheibenoberfläche
erfolgendem Zustellen auftreten, nämlich ein unsauberes Schnittbild, eine große
Erwärmung des Werkstücks, das Verstopfen der Poren der Schleifscheibe, Rissebildungen.
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Nach er Erfindung ist der Werkstückhalter .derart schwingfähig gelagert,
daß ,das Werkstück auf einer die Schleiffläche tangierenden und senkrecht zur Schleifscheibenachse
verlaufenden Bahn bewegbar ist.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die :geschliffene Fläche des
Werkstücks nicht mehr die Krümmung der Schleifscheibe aufweist. Der Krümmungsradius
der geschliffenen Fläche hängt nämlich in diesem Fälle von dem Radius der Werkst'ückbewegungsbahn
ab. Für die meisten Anwendungsfälle genügtes, wenn dieser Radius doppelt so groß
wie der Radius der Schleifscheibe ist. Der Werkstückhalterkann auch so geführt sein,
daß das Werkstück in einer Tangentialebene zu der Schleifscheibe hin und her bewegbar
ist. Zu diesem Zweck kann der Werkstückhalter in genau gearbeiteten Führungen hin
und her bewegbar geführt sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die geschliffene
Fläche genau .eben wird. Wenn jedoch der Werkzeughalter um eine jenseits der Schleifscheibe
verlaufende, zu ider ,Schleifscheibenachse parallelen Achse schwenkbar gelagert
ist, so ist die Krümmung der geschliffenen Fläche so gering, daß die Fläche in den
meisten praktisch vorkommenden Fällen einer ebenen Fläche ebenbürtig ist.
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Bei -der Bewegung des Werkstücks auf einer Tangentialebene zur Schleifscheibe
als auch bei der Bewegung auf einem die Schleifscheibenoberfläche berührenden Kreis
ergibt sich weiter der Vorteil eines Linienschliffes des Werkstücks. Beim Linienschliff
wird das Werkstück wesentlich weniger .erwärmt als beim Flächenschliff und die Poren
der Schleifscheibe verstopfen sich nicht. Diese Vorteile haben für die Praxis die
größte Bedeutung; denn sie erlauben einerseits das .Schleifen von hitzeempfindlichen
Stählen,durch angelernte Arbeitskräfte und gewährleisten, daß die Schleifscheibe
stets griffig bleibt. Ein weiterer Vorteil der Bewegung auf einer die Schleifscheibe
tangierenden Bahn .bei Schleifmaschinen für Umfangschliff besteht darin, daß das
Werkstück außerhalb des Eingriffs mit der Schleifscheibe um eine frei wählbare Spanstärke
beigestellt werden kann, wobei, insbesondere bei der Bewegung des Werkstücks auf
einem Kreis, dieser Span während,der Bewegung allmählich abgenommen wird, so schnell
auch die- Bewegungdes Werkstücks erfolgte. Demgegenüber muß bei den bekannten Schleifmaschinen
das Werkstück stets sehr langsam und feinfühlig an die Schleifscheibe herangeführt
werden, wenn das Werkstück außerhalb des Eingriffs der Schleifscheibe vorgeschoben
wird. Trotz aller Sorgfalt läßt es sich bei den bekannten Schleifmaschinen nicht
immer vermeiiden, ,daß die Schleifscheibe .an der Stelle, an der sie das um eine
Spanstärke vorgeschobene Werkstück erfaßt, unrund wird. Wegen des allmählichen Eingriffs
der Schleifscheibe in das entweder tangential oder auf einem Kreis herangeführte
Werkstück werden derartige Beschädigungen der Schleifscheibe mit Sicherheit vermieden.
Die Schleifscheibe nutzt sich genau rund ab und braucht daher nicht mehr mit dem
Diamant überdreht zu werden.. Diese Vorteile fallen nicht nur wirtschaftlich dadurch
ins Gewicht, daß das auf den bekannten Schleifmaschinen ein sehr gutes Fingerspitzengefühl
und jahrzehntelange Erfahrung erfordernde Schleifen von Drehstählen nunmehr durch
angelernte Kräfte erfolgen kann, sondern auch durch eine große Ersparnis an Schleifscheiben.
Kontrollversuche haben ergeben, &ß die Schleifscheiben bei der erfindungsgemäßen
Maschine bei ;gleicher Schleifscheibenqualität und gleicher Beanspruchung eine
zwei-
,bis dreimal so lange Standzeit haben, was allein eine Ersparnis an Schleifscheiben
von 50 bis 75 % ergibt.
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Bei der einfachsten Ausführungsform der Erfindung ist .der Werkstückhälter
entweder unter der Schleifschebe an einer über der Schleifscheibe angeordneten,
parallel zur Schleifscheibenachse verlaufenden Achse pendelnd aufgehängt oder über
der Schleifscheibe angeordnet und urr.- eire unterhalb der . Schleifscheibe angeordnete
Achse schwenkbar gelagert. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der
Werkstückhalter seitlich der Schleifscheibe angeordnet und um eine jenseits der
Schleifscheibe verlaufende Achse schwenkbar gelagert. In diesem Falle können Zug-
oder Druckfedern an dem schwingfähigen System angeordnet oder das Gewicht dieses
Systems kann durch Gegengewichte ausgeglichen sein. Bei der Ausführungsform, bei
der das Werkstück auf einer Tangentialebene zur Schleifschefbe geführt wird, kann
an dem Werkstückträger eine scherenartig miteinander verbundene, Hebel aufweisende
Vorrichtung angreifen, deren Gelenke durch Federn. so verbunden sind, daß die Vorrichtung
auf den Werkstückträger eine sein Gewicht ausgleichende Wirkung ausübt. Bei einer
Ausführungsform. -der Erfindung sind .die Lager, .in denen der Werkstückträger schwenkbar
gelagert ist, in axialer Richtung verschiebbar. Diese Ausführungsform kann dahingehend
weiter ausgebildet sein, daß diese Lager auf Kugellagerstreifen in Führungsschienen
verschiebbar geführt sind, so daß das ganze schwingfähige System mühelos senkrecht
zu seiner Schwingebene verschoben werden kann. Dadurch ist es möglich, bei Werkstücken,
die wesentlich schmaler als die .Schleifscheibe sind, während der Schwingbewegung
.das Werkstück auch in Achsrichtung der Schleifscheibe über die .ganze Breite .der
Schleifscheibe hinwegzuführen, so daß euch beim Schleifen von Werkstücken, die schmaler
als die Schleifscheibe sind, diese auf ihrer ganzen Breite am Umfang gleichmäßig
abgenutzt wird.
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- Ausführungsformen der Erfindung sind in .den Zeichnungen schematisch
-dargestellt. Es zeigt Fig. 1 bis 4 das Prinzip von vier verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung, Fig.4ä und 5 idie Seitenansicht zweier weiterer Ausführungsformen
der Erfindung, Fig. 6 die wesentlichen 'feile der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform
in Draufsicht und Fig. 7 die Bewegung eines Werkstücks, das schmaler als die Schleifscheibe
ist, während des Schleifprozesses.
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Fig. 1 veranschaulicht das Prinzip einer Ausführungsform der Erfindung.
Oberhalb der Schleifscheibe 1, die um die Achse 2 umläuft, sind Lager 3 angeordnet,
in denen Träger 4 um eine zur Schleifscheibenachse 2 parallele Achse schwenkbar
gelagert sind. Am anderen Ende der Träger 4 ist ein Werkstückträger 5 befestigt,
der :das Werkstück 6 trägt. Der in Vorschubrichtung verschiebbare Werkstückträger5
ist .in an sich bekannter Weise höhen- und seitenverstellbar und um zwei zueinander
senkrechte Achsen schwenk-- und feststellbar, so daß es möglich ist, an das Werkstück
jede gewünschte Fläche in beliebigem Winkel anzuschleifen. Die Träger 4 und .der
Werkstückträger 5 bilden ein durch Pendelaufhängung schwingfähiges System, - das
während des Schleifprozesses beispielsweise an der VoTschu#lbspindel 7 in Richtung
des Doppelpfeils 8 ohne jede Anstrengung hin -und her verschwenkt werden kann, wobei-
die zu schleifende Werkstückläche einen Kreis. um die, Läger 3 durchläuft, der den
Umfang der Schleifscheibe 1 an -der .Schleifstelle 9 berührt.
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Die im Prinzip in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführung im wesentlichen nur
dadurch, daß die Lager 3' des schwingfähigen Systems 4, 5 unterhalb der Schleifscheibe
1 angeordnet sind und der Werkstückträger 5 an Trägern 4 über der Schleifscheibe
in Richtung des Doppelpfeils 10 hin und her .schwingbar ist. Die Anschläge 11,begrenzen
den Schwenkwinkel des schwingfähigen Systems 4,5.
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Bei der im Prinzip in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
sind die Lager 3" des schwingfähigen Systems seitlich der Schleifscheibe 9 angeordnet,
und die -an ihrem einen Ende den Werkstückträger 5 tragenden Tragarme 4 sind über
die Lager 3" hinaus durch .einen Arm 12 verlängert, der ein Gegengewicht 13 -trägt.
Die Bewegung des Werkstücks während -des Schleifprozesses ,erfolgt in Richtung des
Doppelpfeils 14.
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Während bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 das Werkstück
während des Schleifprozesses auf einem den Umfang der Schleifscheibe berührenden
Kfeis bewegt wird, wird bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform das Werkstück
längs einer den Umfang der Schleifscheibe 1 berührenden Tangente 15 -bewegt. Der
.besserten Übersicht über die verschiedenen Systeme wegen ist bei dieser Ausführungsform
angenommen, daß der Werkstückträger 5 an Trägerstangen16 befestigt ist, die in Führungen
17 geführt sind. Bei der praktischen Durchführung kann diese Ausführungsform dahingehend
weiter ausgebildet sein, daß gemäß der in Fig.4a gezeichneten Ansicht an einem Tragrahmen
16' bei 17 zwei Lenker 18,angelenkt sind, mit denen einanderbei
19 gelenkig sich kreuzende und durch eine Feder 40 verbundene Hebel 20 gelenkig
verbunden sind, deren freie Enden in einer waagerechten Führung 21 geführt sind.
Der Trägerrahmen 16' 'für den Werkstückträger 5 weist eine Führung 22 auf, in der
das Gelenk 19 geführt ist.
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:In Fig. 5 und 6 ist .eine nach dem in Fig. 3 erläuterten Prinzip
gebaute Schleifmaschine schematisch dargestellt. Seitlich der um die Achse 2 rotierenden
Schleifscheibe 1 ist der Werkstückträger 5 angeordnet, in dem ein zu schleifender
Stahl 6 befestigt ist. Der Werkstückträger 5 ist auf einem Tragrahmen 4 in Richtung
des Doppelpfeils 23 an der Vorschubspindel 7 verschiebbar gelagert. Diese Führungen
bestehen aus teleskopartig incinandergesteckten Rohren 24, 25 bzw. schwalbenschwanzförmigen
Führungen 26- und 27, wobei die inneren Teile, soweit sie nicht durch .die äußeren
Rohre überdeckt sind, .durch zwei Bälge 28 und 29 überdeckt sind. Der Tragrahmen
4 ist bei 3 -in zwei Lagern um eine zur Schleifscheibenachse 2 parallele Achse schwenkbar
gelagert. Die Lager 3 sind an einer -U-förmigen Schiene 41 befestigt, die auf Kuigellagerstreifen
30 in D.oppelpfeilrichtung 43 längsverschiebbar auf einer im Gestell befestigten
Führungsbahn 31 gelagert ist. An dem Tragrahmen 4 sind Rohre 32 befestigt, die in
einem Bogen über die Lager 3 und die U-förmige Schiene 41 Iiinweggreifeh und an
ihrem hinter der Führung .31 liegenden Ende -ein Gegengewicht 33 tragen: Der .Gewichtsausgleich
soll so beschaffen sein, daß .das -.durch die Schwerkraft auf das schwingende System
4,5 .ausgeübte Drehmoment völlig aufgehoben ist. Damit nun der Hebelarrib. 32 nicht
allzu läng oder das Gegengewich°t33 =allzu -schwer gewählt werden muß, um dieses
Gewichtsmoment :aufzuheben, ist im
Maschinengestell noch ein weiterer
Hebel 34 bei 35 drehbar .gelagert, an dessen einem Arm 34' ein zweites Gegengewicht
36 auf dem Arm 34' verschieb- und feststellbar angeordnet ist. Der andere Arm 34"
weist an seinem Ende eine Führung 37 auf, in die .ein Bolzen 38 eingreift, der an
einem mit dem Rahmen 4 fest verbundenen Bock 39 befestigt ist. Der Arm 34" drückt
gegen den Bolzen 38 und wirkt damit .dem Gewicht des Rahmens 4 und der auf ihm angeordneten
Teile entgegen. Die Gewichte sind so gewählt, daß das schwingfähige System 4, 5
in jeder Schwenklage im Gleichgewicht ist.
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In Fig. 7 ist die Bahn 42 eingezeichnet, auf der ein Werkstück 6 während
des Schleifens bewegt wird, das schmaler als die Schleifscheibe ist.