DE19920189A1 - Spitzenlose Rundschleifmaschine - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine spitzenlose Rundschleifmaschine für rotationssymmetrische Werkstücke, mit einer Regelscheibe sowie zwei Schleifscheiben. Eine derartige spitzenlose Rundschleifmaschine soll dahingehend weitergebildet werden, daß die Leistungsfähigkeit der Maschine erhöht und der Herstellungsaufwand für die Maschine reduziert werden kann. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß die Regelscheibe sowie eine Schleifscheibe im gleichen Drehsinn rotieren und die weitere Schleifscheibe mit entgegengesetzten, dem Drehsinn des Werkstückes rotiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine spitzenlose Rundschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei herkömmlichen spitzenlosen Rundschleifmaschinen wird das zu bearbeitende Werkstück in den Spalt zwischen einer Regelscheibe und einer Schleifscheibe gelegt und von einem Führungselement (Führungslineal) als Stützkörper getragen. Die Schleifscheibe und die Regelscheibe werden angetrieben, wobei die Drehzahlen für die Achsen der Schleifscheibe und der Regelscheibe derartig gewählt sind, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Regelscheibe. Der Drehsinn der Schleifscheibe und der Regelscheibe ist dabei gleich, d. h. das mit den Außenumfängen der Schleifscheibe und der Regelscheibe in Kontakt befindliche Werkstück führt eine - bis auf die zehn Schleifen notwendigen Geschwindigkeitsdifferenzen - Wälzbewegung zwischen den Scheiben aus.

Zur Anpassung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser sowie zum Einstellen der erforderlichen Anstelldrücke zwischen Schleifscheibe und Werkstück bzw. Regelscheibe und Werkstück sind entweder die Regelscheibe oder die Schleifscheibe über einen entsprechenden Schlitten verstellbar. Der die jeweilige Achse tragende Schlitten ist über Führungen beweglich auf einem Maschinengestell gelagert.

Zur Erzeugung der axialen Vorschubbewegung des Werkstückes ist die Achse der angetriebenen Regelscheibe aus der parallelen Lage bezüglich der Achse des Werkstückes und der Achse der Schleifscheibe verstellbar, d. h. die Achse der Regelscheibe kann in eine windschiefe Orientierung zu diesen übrigen Achsen gebracht werden. Durch die in der Kontaktzone der Außenumfänge zwischen Werkstück und Regelscheibe auftretenden Kräfte entsteht so eine in Achsrichtung des Werkstückes wirkende Kraftresultierende, welche das Werkstück entlang der Achse der Schleifscheibe bewegt.

Spitzenlose Rundschleifmaschinen der oben genannten Art bauen gerade für die Bearbeitung größerer Werkstücke sehr groß und massiv. Die während des Bearbeitungsprozesses auftretenden Kräfte (Vibrationen) müssen vom Maschinengestell aufgenommen werden, da diese sonst die Formgebung der Oberfläche des Werkstückes negativ beeinflussen. Ebenso massiv müssen auch die Lagerungen für die Regelscheibe, die Schleifscheibe sowie die Schlittenführungen ausgebildet sein. Baugröße und Gewicht wirken sich nachteilig auf die Herstellungskosten einer derartigen Rundschleifmaschine aus.

Baugröße und Gewicht reduzieren ferner auch die Möglichkeiten für die Aufstellung einer derartigen Rundschleifmaschine. Ein weiterer Nachteil von herkömmlichen Rundschleifmaschinen für große Werkstücke ist der große Durchmesser der Schleifscheibe. Diese werden dadurch sehr massiv und bedürfen einer aufwendigen Lagerung. Weiterhin sind aufwendige Auswuchtmechanismen vorzusehen, um durch nicht rundes Laufen der Schleifscheibe verursachte Vibrationen sowie deren oben stehend geschilderte negative Auswirkungen auf den Bearbeitungsprozeß zu vermeiden. Eine spitzenlose Rundschleifmaschine der oben geschilderten Art ist beispielsweise aus der DD-PS 117 047 bekannt. Die WO 90/02024 beschreibt ebenfalls eine derartig aufgebaute spitzenlose Rundschleifmaschine.

Aus der SU-A 462 703 ist eine Vorrichtung für die spitzenlose Formgebung von Einzelteilen bekannt. Diese vorbekannte Vorrichtung weist zwei gleich große Schleifscheiben auf, deren Achsen mit der Achse der angetriebenen Regelscheibe ein gleichseitiges Dreieck bilden. Das zu bearbeitende Werkstück befindet sich in gleichzeitigem Kontakt mit der Regelscheibe sowie den beiden Schleifscheiben.

Bei dieser Vorrichtung rotieren die beiden Schleifscheiben sowie die Regelscheibe im gleichen Drehsinn, d. h. das mit den Schleifscheiben sowie der Regelscheibe in Kontakt befindliche Werkstück führt eine - bis auf die zum Schleifen nötigen Geschwindigkeitsdifferenzen - Wälzbewegung zwischen der Regelscheibe und den beiden Schleifscheiben aus. Insbesondere wegen der durch die Schleifscheiben auf den Außenumfang des Werkstückes aufgeprägten Kräfte ist eine das Werkstück tragende Stützrolle vorgesehen, welche die Lage des Werkstückes (die Lage der Achse des Werkstückes) in den Zwischenraum zwischen den Schleifscheiben und der Regelscheibe stabilisiert.

Nachteilig bei dieser Rundschleifmaschiene ist daß der durch das Schleifen erzielte Materialabtrag aufgrund der Scheibenanordnung sowie dem Drehsinn der Schleifscheiben und der Regelscheibe nur innerhalb enger Grenzen variiert werden kann. Dies wirkt sich entsprechend negativ auf die Bearbeitungszeit eines Werkstückes aus. Weiterhin ist als nachteilig anzusehen, daß dem Werkstück eine als Stützrolle ausgebildete Auflage zuzuordnen ist, die den Herstellungsaufwand entsprechend erhöht. Wegen der gleichsinnig rotierenden Schleifscheiben sowie der Regelscheibe ergeben sich ebenfalls durch Vibrationen verursachte negative Auswirkungen auf den Bearbeitungsprozeß der Werkstückoberfläche. Entsprechend ist das Gestell einer derartigen Maschine massiv und entsprechend kostenintensiv auszuführen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine spitzenlose Rundschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß unter Vermeidung der zuvorstehend genannten Nachteile die Leistungsfähigkeit der Maschine erhöht und der Herstellungsaufwand für eine derartige Maschine reduziert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß eine der Schleifscheiben den gleichen Umdrehungssinn wie die Regelscheibe aufweist und die zweite Schleifscheibe einen entsprechend gegenläufigen Drehsinn aufweist. Bevorzugt weist die unterhalb der Achse der Regelscheibe angeordnete Schleifscheibe den gleichen Drehsinn wie die Regelscheibe auf. Die oberhalb der Achse der Regelscheibe angeordnete Schleifscheibe rotiert mit einem gegenläufigen Drehsinn, d. h. es ergeben sich in der Kontaktzone zwischen dieser Schleifscheibe und dem Werkstück entsprechend hohe Geschwindigkeitsdifferenzen. Bevorzugt weisen beide Schleifscheiben den gleichen Durchmesser als Schleifmittel Diamant bzw. Bornitrit auf.

Durch den erfindungsgemäß gegenläufigen Drehsinn einer Schleifscheibe gegenüber der weiteren Schleifscheibe sowie der Regelscheibe ergibt sich eine weitestgehende Kompensation von Vibrationen erzeugenden Kräften am Außenumfang des Werkstückes. Dadurch kann ein das Werkstück tragender Stützkörper bzw. eine Stützrolle entfallen.

Wie bei herkömmlichen spitzenlosen Rundschleifmaschinen rotieren eine Schleifscheibe - bevorzugt die untere Schleifscheibe - sowie die Regelscheibe mit gleichen Drehsinn, wobei die zugeordneten Antriebe die Schleifscheibe mit einer gegenüber der Regelscheibe höheren Umfangsgeschwindigkeit treiben. Die im gleichen Drehsinn wie das Werkstück rotierende und somit in der Kontaktzone eine zur Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes entgegengesetzte Umfangsgeschwindigkeit aufweisende zweite - vorzugsweise oberhalb angeordnete - Schleifscheibe rotiert mit einer einstellbaren Drehzahl, wobei diese sich nach dem erforderlichen Materialabtrag, dem Werkstoff des Werkstückes sowie dem Material der Schleifscheibe richtet. Diese Schleifscheibe kann ebenfalls einen eigenen Antrieb aufweisen, möglich ist auch eine antriebsmäßige Kopplung beider Schleifscheiben, beispielsweise durch ein Zahnradpaar bzw. ein einstellbares Getriebe.

Bei der erfindungsgemäßen Rundschleifmaschine ist zur Erzielung eines axialen Vorschubes des Werkstückes die Regelscheibe in an sich bekannter Weise in ihrer Achsrichtung einstellbar, d. h. die Achse der Regelscheibe kann gegenüber den Achsen der beiden Schleifscheiben windschief eingestellt werden. Dies erfolgt durch an sich bekannte Lagerungen für die Regelscheibe, wobei auch das Abrichten der Regelscheibenkontur je nach eingestelltem Achswinkel (Vorschub) in herkömmlicher Weise erfolgt.

Dadurch, daß durch die beiden Schleifscheiben sowie den unterschiedlichen Drehsinn der beiden Schleifscheiben ein hoher Materialabtrag pro Zeiteinheit möglich ist, kann der zur Vorbearbeitung (Anpassen des Werkstückdurchmessers) erforderliche konische Abschnitt der Schleifscheiben im Verhältnis zu dem zylindrischen Abschnitt (Feinbearbeitung) entsprechend klein gewählt werden. Dadurch ist es möglich, die Schleifscheiben schmaler als bei herkömmlichen Rundschleifmaschinen auszubilden. Bei herkömmlich aufgebauten spitzenlosen Rundschleifmaschinen ist dieser für die Vorbearbeitung erforderliche konische Abschnitt in seinem Verhältnis zur gesamten Breite der Schleifscheibe nur in engen Grenzen wählbar.

Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 die Anordnung sowie Drehsinne der Schleifscheiben sowie der Regelscheibe, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schleifscheibe mit den Abschnitten für die Vor- und Feinbearbeitung eines Werkstückes.

Die erfindungsgemäße Rundschleifmaschine dient zur Bearbeitung der zylindrischen Oberfläche eines Werkstückes 1. Dieses Werkstück 1 wird durch eine nicht dargestellte Einrichtung zur Bestückung in den Zwischenraum zwischen einer Regelscheibe 2 und zwei Schleifscheiben 3, 4 eingelegt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rundschleifmaschine weisen die Regelscheibe 2 sowie die Schleifscheiben 3, 4 jeweils einen eigenen, steuerbaren Antrieb auf. Die Regelscheibe 2 rotiert mit dem in Fig. 1 angegebenen Drehsinn (Uhrzeigerrichtung). Die oberhalb sowie unterhalb der Achse der Regelscheibe 2 angeordneten und mit einem Spalt zwischen den Außenumfängen voneinander beabstandet angeordneten Schleifscheiben 3, 4 rotieren mit unterschiedlichem Drehsinn, d. h. die Schleifscheibe 3 entgegen dem Uhrzeigersinn und die Schleifscheibe 4 rotiert im Uhrzeigersinn. Durch die mit dem gleichen Drehsinn rotierende Regelscheibe 2 sowie Schleifscheibe 4 wird dem zylindrischen Werkstück 1 die in der Fig. 1 dargestellte Drehrichtung aufgeprägt (entgegen dem Uhrzeigersinn). Durch die zugeordneten Antriebe rotiert die Regelscheibe 2 mit einer gegenüber der Schleifscheibe 4 geringeren Umfangsgeschwindigkeit. Die Regelscheibe 2 sowie die Schleifscheibe 4 können jeweils einen eigenen steuerbaren Antrieb aufweisen, die beiden Scheiben 2, 4 können auch von einem gemeinsamen Antrieb her getrieben sein, wobei die Erzeugung der Umfangsdifferenzgeschwindigkeit durch ein verstellbares Getriebe erfolgen kann.

Die Schleifscheibe 3 rotiert im gleichen Drehsinn wie das zylindrische Werkstück 1. Dadurch kommt es in der Kontaktzone zwischen dem Außenumfang der Schleifscheibe 3 sowie dem Werkstück 1 zu eine sehr hohen Relativbewegung mit entsprechend hohem spanenden Materialabtrag. Die Schleifscheibe 3 weist bevorzugt einen eigenen steuerbaren Antrieb auf, jedoch ist es auch möglich, die Rotation der Schleifscheibe 3 über ein steuerbares Getriebe von den Drehungen der Regelscheibe 2 bzw. der Schleifscheibe 4 abzuleiten.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Schleifscheibe 3, 4, mit dem für die Vorbearbeitung bzw. Feinbearbeitung vorgesehenen Abschnitten 5, 6. Der konisch ausgebildete Abschnitt 5 für die Vorbearbeitung (Anpassung des Durchmessers des Werkstückes 1) weist bei der erfindungsgemäßen Rundschleifmaschine im Verhältnis zur Gesamtbreite und somit für den der Feinbearbeitung zur Verfügung stehenden Breite der Schleifscheibe 3, 4 einen relativ geringen Anteil auf. Die Schleifscheibe 3, 4 stellt bei gegebener Breite einen gegenüber herkömmlichen Rundschleifmaschinen hohen Anteil für das Schleifen der Feinbearbeitung zur Verfügung.

Bezugszeichenliste

1

Werkstück

2

Regelscheibe (Achse verstellbar)

3

Schleifscheibe

4

Schleifscheibe

5

Abschnitt Vorbearbeitung (Schleifscheibe

3

,

4

)

6

Abschnitt Feinbearbeitung (Schleifschiebe

3

,

4

)

Claims (4)

1. Spitzenlose Rundschleifmaschine für rotationssymmetrische Werkstücke, mit einer Regelscheibe sowie zwei Schleifscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelscheibe (2) sowie eine Schleifscheibe (4) im gleichen Drehsinn rotieren und die weitere Schleifscheibe (3) mit entgegengesetzten, dem Drehsinn des Werkstückes (1) rotiert.

2. Spitzenlose Rundschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelscheibe (2), sowie die Schleifscheiben (3, 4) jeweils steuerbare Antriebe aufweisen.

3. Spitzenlose Rundschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Scheiben (2, 3, 4) einen steuerbaren Antrieb aufweisen und die dritte Scheibe (2, 3, 4) über ein steuerbares Getriebe mit einem dieser Antriebe gekoppelt ist.

4. Spitzenlose Rundschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheiben (3, 4) gleichen Durchmesser aufweisen.