DE2442081C3

DE2442081C3 - Läppmaschine

Info

Publication number: DE2442081C3
Application number: DE2442081A
Authority: DE
Inventors: Jos M. 4020 Mettmann Janssen
Original assignee: Jmj-Werkzeugmaschinen fur Feinbearbeitung 4020 Mettmann GmbH
Current assignee: Jmj-Werkzeugmaschinen fur Feinbearbeitung 4020 Mettmann GmbH
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1974-09-03
Publication date: 1979-11-15
Also published as: US4007560A; GB1489664A; DE2442081A1; DE2442081B2; IT1042045B

Description

Die Erfindung betrifft eine Läppmaschine zum Plan-, Parallel- und Außenrundläppen mit zwei übereinander angeordneten Läpp- oder Arbeitsscheiben, die an je einem Läppscheibenträger angebracht sind, von denen der obere Läppscheibenträger aus der Bearbeitungsstellung waagerecht vorschiebbar ist und am unteren Ende einer als Kolbenstange ausgebildeten und mit dem zugehörigen Kolben in einem drehbar gelagerten Zylinder axial verschiebbar gelagerten Hauptspindel und von denen der untere Läppscheibenträger am oberen Ende einer im Maschinenbett drehbar gelagerten Hauptwelle angebracht ist.

Es ist eine Läppmaschine zum Plan-, Parallel- und Außenrundläppen mit zwei Läpp- oder Arbeitsscheiben bekannt, von denen die obere an einem Schwenkarm angeordnet ist, der eine Pinole für die Lagerung der oberen Läppscheibe, eine Hydraulik für das Heben und das Senken der oberen Läppscheibe und für die Einstellung des Arbeitsdruckes in den verschiedenen Belastungsstufen und eine Kupplung für den Antrieb der oberen Läppscheibe in beiden Drehrichtungen und für das Blockieren und Mitschleppen dieser Scheibe trägt.

Im rückwärtigen Teil des Schwenkarmes ist ein Kolbentrieb mit Ritzeln für das hydraulische Schwenken des Armes beim Abdrehen oder Abrichten der Scheiben untergebracht. Für das Abdrehen oder Abrichten und zum gegenseitigen Glätten der Arbeitsscheiben kann der Schwenkarm hydraulisch mit stufenlos einstellbarer Geschwindigkeit hin und her gefahren werden. Weiterhin enthält der Schwenkarm eine Vorrichtung zum Zustellen des Drehmeißels beim Abdrehen oder Abrichten der Läppscheiben.

Dieser Lager- und Schwenkmechanismus der oberen Arbeitsscheibe ist kompliziert aufgebaut. Da der Schwenkarm durch nur eine Säule mit einem großen Hebelarm abgestützt ist, federt der obere Aufbau der Maschine etwas durch. Dadurch ist die Meßsteuerung der Maschine, deren Meßuhr am Schwenkarmgehäuse angeordnet ist, weniger genau. Durch die hohe Eigenfrequenz der gesamten Maschine neigen die Arbeitsscheiben zum Rattern. Dieses kann sich sehr nachteilig auswirken, falls die Maschine mit Schleifscheiben bestückt ist.

Weherhin ist eine Läppmaschine mit einer unteren und einer oberen Läppscheibe bekannt, die über Wellen getrennt angetrieben sind (DE-AS 1114108). Während die untere Läppscheibe durch ein Lager in axialer Richtung unbeweglich ist, ist die obere Läppscheibe in einem Lager auf und ab beweglich. Am Ende der Welle ist ein Kolben angeordnet, der in einem Hydraulikzylinder hin und her beweglich ist. Der Hydraulikzylinder ist an einer Welle befestigt, die sich mit einem Bund auf einem Lager abstützt. Der Zylinder und der Kolben bzw. die Welle sind drehmomentschlüssig miteinander verbunden, d. h. die untere Welle, der Kolben, der Zylinder und die obere Welle drehen sich zusammen um eine gemeinsame Achse.

Bei einer anderen bekannten Läppmaschine trägt ein Untersatz zwei im Abstand voneinander angeordnete Säulen, an deren oberen Enden ein Querhaupt befestigt ist (US-PS 2709876). Das Querhaupt dient als Träger für ein senkrecht angeordnetes Gehäuse, das zwei im Abstand zueinander angeordnete Spindellager hat. In den Lagern ist eine Spindel drehbar gelagert, die an ihrem unteren Ende mit einem Läppscheibenträger versehen ist, der die obere Läppscheibe trägt.

Nachteilig ist hierbei, daß der obere Läppscheibenträger mit seiner Läppscheibe nach dem Abheben von den Werkstücken und Hochfahren aus seiner Arbeitsstellung senkrecht über der unteren Läppscheibe seitlich nicht wegbewegt werden kann. Dies hat zur Folge, daß die untere Läppscheibe zum Entladen und BeIaden mit bearbeiteten bzw. zu bearbeitenden Werkstücken sehr schwer zugänglich ist. Deshalb steigen die Nebenzeiten für diese Arbeitsvorgänge an, wodurch der Wirkungsgrad der Maschine sinkt.

Bekannt ist auch schon, den unteren Läppscheibenträger mittels einer senkrecht angeordneten Hohlwelle in einem Untersatz drehbar zu lagern. Ein umgekehrt angeordneter U-förmiger oberer Rahmen hat zwei Schenkel, die auf zwei einander gegenüberliegende Seiten der unteren Läppscheibe am Untersatz befestigt sind. In einem Gehäuse auf dem Rahmen ist eine Hohlwelle in Kugellagern drehbar gelagert. Das Gehäuse ruht auf einer Brücke, die die oberen Teile der Säulen miteinander verbindet. Zwei aus Kolben und Zylindern bestehende Druckmittelmotoren, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Hohlwelle angeordnet sind, greifen mit ihren Kolbenstangen an einem Querstück an, das sich seitlich in beiden Richtungen von einem Flansch erstreckt und mit diesem Flansch starr verbunden ist (US-PS 2747338).

Da auch bei dieser bekannten Läpp- und Schleifmaschine zur ortsfesten Abstützung des Portals über dem Maschinenbett zwei im Abstand voneirainder angeordnete Stützen vorgesehen sind, kann der obere Läppscheibenträger nach dem Abheben von den Werkstücken und Hochfahren aus seiner Arbeitsstellung in seine obere Endstellung aus dieser Stellung senkrecht über der unteren Läppscheibe nicht zur

Seite hin wegbewegt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Läppmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Steifigkeit des die obere Läppeinrichtung aufnehmenden Teils der Maschine vergrößert wird.

Diese Aufgabe Wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zylinderlagerung in einem Schlitten vorgesehen ist, der in einem Portal waagerecht verschiebbar gelagert ist, wobei zur ortsfesten Abstützung des Portals über dem Maschinenbett mehrere im Abstand voneinander angeordnete Säulen vorgesehen sind.

Der mit der Erfindung erzielbarc technische Fortschritt beruht auf mehreren Vorteilen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist der Schwenkarm und mit ihm der komplizierte Lager- und Schwenkmechanismus der oberen Arbeitsscheibe vermieden. Durch die Ausbildung als Portalmaschine entsteht eine gedrängtere Bauweise mit weniger Bedarf ai. Aufstellfläche und größerer Produktionsleistung. Da ein durch mehrere Säulen abgestütztes Portal mit kleinem Hebelarm gegenüber einem durch nur eine Säule abgestützten Schwenkarm mit großem Hebelarm erheblich weniger Durchfederung des oberen Aufbaus zur Folge hat, ergibt sich eine wesentlich steifere Ausführung der Maschine. Dadurch wird eine genauere Meßsteuerung ermöglicht. Außerdem erhält die gesamte Maschine eine niedrigere Eigenfrequenz, wodurch die Arbeitsscheiben wesentlich weniger zum Rattern neigen.

Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. Eine einfachere Bauweise gegenüber der umständlichen Schwenklagerung der oberen Läppscheibe mittels des Schwenkarms wird dadurch erreicht, daß der Schlitten in einer Öffnung des Portals auf einer geradlinigen Stangenführung mittels eines Hubkolbens antreibbar ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 die Zweischeiben-Läppmaschine in Seitenansicht,

Fig. 2 die Maschine in Vorderansicht,

Fig. 3 die Maschine in Draufsicht,

Fig. 4 Portal und Schlitten in Vorderansicht, teilweise geschnitten, in größerem Maßstab,

Fig. 5 das Maschinenbett in einem senkrechten Schnitt nach Linie V-V der Fig. 1 in größerem Maßstab und

F i g. 6 den Antrieb für den äußeren Stiftkranz schematisch in Draufsicht.

Die Zweischeiben-Läppmaschine gemäß der Erfindung besteht aus einem Maschinenbett 10, in dem ein unterer Läppscheibenträger 11 mit einer ringförmigen Läppscheibe 12 drehbar gelagert ist. De.· Läppscheibe nträger 11 ist mittels einer Zahnriemenscheibe 13 und eines Zahnriemens 14 von einem Motor 15 angetrieben. In der Mitte der Läppscheibe 12 ist als Werkstückantrieb ein innerer Stiftkranz 16 drehbar gelagert, der mittels einer Zahnriemenscheibe 17 und eines Zahnriemens 18 von einem Motor 19 angetrieben ist. Um die Läppscheibe 12 herum ist ein äußerer Stiftkranz 20 einer Abwälzvorrichtung für den Werkstückantrieb heb- und senkbar gelagert.

Mit dem Maschinenbett 10 fest verbunden ist ein Portal 21, das aus vier fest angeordneten Säulen 22 und einem Querhaupt 23 besteht. Das Portal 21 bildet mit dem Maschinenbett 10 einen starren in sich geschlossenen Rahmen, mit dem sehr große Kräfte aufgenommen werden können und der eine niedrige Eigenfrequenz hat. Das Querhaupt 23 hat eine Öffnung 24, in der zwei Führungsstangen 25 angeordnet sind, auf denen ein Schlitten 26 verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten 26 kann mittels eines Hubkolbens 27 auf den Führungsstangen 25 verschoben werden. In dem Schlitten 26 ist ein oberer Läppscheibenträger 28 mit einer ebenfalls ringförmigen Läppscheibe 29 drehbar gelagert. Der Läppscheibenträger 28 ist mittels einer Zahnriemenscheibe 30 und eines Zahnriemens 31 von einem Schneckenrad-Getriebemotor 32 angetrieben.

Wie im einzelnen aus Fig. 4 ersichtlich ist, befindet sich der obere Läppscheibenträger 28 am unteren Ende einer Hauptspindel 33, die in ihrem mittleren Teil als Kolben 34 und an ihrem oberen Ende als Vielkeilwelle 35 ausgebildet ist. Die Hauptspindel 33 ist mit ihrem Kolben 34 in einem Zylinder 36 axial verschiebbar gelagert, der seinerseits mittels eines Kegelrollenlagersatzes 37 in dem Schlitten 26 drehbar gelagert ist. Der Kolben 34 gleitet in einem Zylinder 36, an dessen beiden Enden je eine Druckmittelleitung 38 und 39 mündet,die über je eine Drehdurchführung 40 und 41 im Schlitten 26 mit zwei Anschlüssen 42 und 43 für das Druckmittel verbunden sind.

Zum Heben oder Senken des oberen Läppscheibenträgers 28 und für die Einstellung des Arbeitsdruckes in den verschiedenen Belastungsstufen wird der untere oder der obere Teil des Zylinders 36 mit dem Druckmittel beaufschlagt. Damit verschiebt sich die Hauptspindel 33 mit ihrer Vielkeilwelle 35 in einer Vielkeilbohrung der Zahnriemenscheibe 30, die mit dem Zylinder 36 aus einem Stück bestehen kann.

Durch die Ausbildung des mittleren Teils der Hauptspindel 33 als Hydraulikkolben kann dieser im Durchmesser wesentlich kleiner gehalten werden, ais wenn der Zylinder als Kolben ausgebildet wäre. Außer dem Vorteil der kleineren Bauweise an sich ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die Belastungskraft vom beabsichtigten Sollwert weniger abweicht, was durch Viskositätsänderung des Druckmittels infolge Temperaturschwankungen vorkommen kann.

Wie Fig. 5 zeigt, ist der untere Läppscheibenträger 11 am oberen Ende einer Hauptwelle 44 angeordnet und auf einem Axialrillenkugellager 45 drehbar gelagert, das zusammen mit einem Kegelrollenlagersatz 46, mit dem die Hauptwelle 44 in einem Lagergehäuse 47 drehbar gelagert ist, die Hauptlagerung des Läppscheibenträgers 11 bildet. Dadurch ergibt sich eine einfache und damit wenig aufwendige Fertigung der Sitze für sämtliche Lager im Gehäuse bzw. auf der Welle. Die umlaufenden Teile haben einen reibungsarmen Lauf und sind wartungsfrei.

Die Hauptwelle 44 ist hohl ausgebildet und inwendig mit einer Buchse 48 ausgekleidet, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten abgeflacht ist, so daß zwei Kanäle 49 und 50 gebildet sind. Der Kanal 49 ist über eine Leitung 51 mit einer äußeren Ringwanne 52 und der Kanal 50 über eine Leitung 53 mit einer inneren Ringwanne 54 im Läppscheibenträger 11 verbunden. An einer über die~Zahnriemenscheibe 13 hinausreichenden Verlängerung 44a der Hauptwelle 44 geht der Kanal 49 über die Bohrung 55 und eine Lrehdurchf ührung 56 in einem Anschluß 57 zum Zuführen von Kühlmittel und der Kanal 50 über eine Leitung 58 und eine Drehdurchführung 59 in einen Anschluß 60 zum Abführen des Kühlmittels für die

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Läppscheibe 12 über. Zum Kühlen der Läppscheibe -filze benutzt. 12 wird ein Kühlmittel am Anschluß 57 eingeführt und am Anschluß 60 wieder abgeführt. Durch die Anordnung der Kühlmittelzu- und -abführung auf der verlängerten Hauptwelle 44 wird gegenüber den be- ^r' kannten Maschinen, bei denen die Kühlung zwischen der Hauptlagerung und der Schutzschmierung angeordnet ist, so daß bei defekter Dichtung Fett und Öl sich mit dem Kühlmittel vermischen können, eine Berührung des Kühlmittels sowohl mit den Lagerungen "' 45,46 als auch mit der Schutzschmierung, welche zentral der Welle 61 durch Bohrung 80 zugeführt wird, vermieden. Während bei den bekannten Maschinen die Montage der Kühleinrichtung aufwendig ist und ihre Funktion nicht kontrolliert werden kann, ist die '^r> Kühleinrichtung so angeordnet und ausgebildet, daß sie einfach auch nachträglich montiert werden kann und ihre Funktion leicht kontrollierbar ist.

Durch die Buchse 48 geht eine Antriebswelle 61
für den inneren Stiftkranz 16. Die Welle 61 ist mittels ²"
eines Kegelrollenlagersatzes 81 in der hohlen Hauptwelle 44 drehbar gelagert und an ihrem dem Stiftkranz
gegenüberliegenden Ende aus der Hauptwelle 44
herausgeführt und mit der Zahnriemenscheibe 17
versehen. Die Fettschutzschmierung geht durch Boh- -'
rung 80, den Kegelrollenlagersatz 81 und tritt beim
Labyrinth 82 wieder aus. Sie verhindert somit das
Eindringen von Läppmittel od. dgl.

Der äußere Stiftkranz 20 ruht auf zwei einander
gegenüberliegenden Hauptspindeln 62 und 63, die in «>
je einem Spindelgehäuse 64 und 65 in senkrechter
Richtung gleitend verschiebbar geführt und mittels einer Nute 66 und eines Nutensteines 67 in der Spindel
bzw. im Gehäuse 64 an einer Drehbewegung gehindert sind. Nute und Nutenstein begrenzen zugleich *^r>
den Hub der Spindel 62. Das untere Ende der Hubspindel 62 trägt ein Gewinde 68, auf das eine Spindelmutter 69 aufgeschraubt ist, die eine Zahnriemenscheibe 70 und ein Kettenrad 71 trägt. Die
Spindelmutter 69 ist auf dem Spindelgehäuse 64 dreh- ■»< >
bar gelagert. Auch die Hubspindel 63 trägt ein Gewinde 72, auf das eine Spindelmutter 73 aufgeschraubt ist, die aber nur eine Zahnriemenscheibe 74
aufweist. Am Lagergehäuse 47 des unteren Läppscheibenträgers 11 sind in Höhe der Zahnriemen- 4>
scheiben 70 und 74 einander gegenüberliegend zwei
Auslenkscheiben 75 und 76 drehbar gelagert, wie aus
Fig. 6 ersichtlich ist. Um die Zahnriemenscheiben 70
und 74 und die Auslenkscheiben 75 und 76 ist ein
Zahnriemen 77 gelegt, der die Spindelmuttern 69 und ^r> <>
synchron antreibt, so daß der äußere Stiftkranz 20
gleichmäßig angehoben wird. Um das Kettenrad 71
und ein Kettenrad 78 eines nicht weiter dargestellten
Motors ist eine Kette 79 gelegt, die die Spindelmutter
antreibt. Die Auslenkscheiben 75 und 76 halten 55
den Zahnriemen 77 auseinander, damit er das Lagergehäuse 47 nicht streift. Sie dienen gleichzeitig zum
Spannen des Zahnriemens 77.

Gegenüber den bekannten Verstellvorrichtungen
für den äußeren Stiftkranz mit zwei Schneckengetrie- t>o
ben ergibt sich ein einfacherer technischer Aufbau.
Die Hubspindeln lassen sich zur Montage und De- 77

montage von oben in das Maschinenbett leicht ein- 78

oder ausbauen. Die aufwendige Wartung entfällt. 79

Die Maschine kann auch als Schleif- und Honma- b5 80 schine verwendet werden; als Arbeitsscheiben werden 81

dann feinkörnige Schleifscheiben, Poliertücher oder 82

Maschinenbett

unterer Läppscheibenträger

untere Läppscheibe

Zahnriemenscheibe

Zahnriemen

Schneckengetriebemotor

innerer Stiftkranz

Zahnriemenscheibe

Zahnriemen

Schneckengetriebemotor

äußerer Stiftkranz

Portal

Säulen

Querhaupt

Öffnung

Führungsstangen

Schlitten

Hubkolben

oberer Läppscheibenträger

obere Läppscheibe

Zahnriemenscheibe

Zahnriemen

Schneckengetriebemotor

Hauptspindel

Kolben

Vielkeilwelle

Zylinder

Kegelrollenlagersatz 38, 39 Druckmittelleitung 40, 41 Drehdurchführungen 42, 43 Anschlüsse

Hauptwelle

Verlängerung

Axialrillenkugellager

Kegelrollenlagersatz

Lagergehäuse

Buchse

49,50 Kanäle
51,53 Leitungen

äußere Ringwanne

innere Ringwanne

Bohrung

Drehdurchführung

Anschluß

Bohrung

Drehdurchführung

Anschluß

Antriebswelle 62, 63 Hubspindeln 64, 65 Spindelgehäuse

Nute

Nutenstein

Gewinde

Spindelmutter

Zahnriemenscheibe

Kettenrad

Gewinde

Spindelmutter

Zahnriemenscheibe

44 44«

45

46

47

48

52 54 55 56 57 58 59 60 61

66 67 68 69

70

71 72 73 74 75, 76 Auslenkscheiben

Zahnriemen

Kettenrad

Kette

Bohrung

Kegelrollenlagersatz

Labyrinth

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Läppmaschine zum Plan-, Parallel- und Außenrundläppen mit zwei übereinander angeordneten Läpp- oder Arbeitsscheiben, die an je einem Läppscheibenträger angebracht sind, von denen der obere Läppscheibenträger aus der Bearbeitungsstellung waagerecht verschiebbar ist und am unteren Ende einer als Kolbenstange ausgebildeten und mit dem zugehörigen Kolben in einem drehbar gelagerten Zylinder axial verschiebbargelagerten Hauptspindel und von denen der untere Läppscheibenträger am oberen Ende einer im Maschinenbett drehbar gelagerten Hauptwelle angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlagerung (37) in einem Schiinen (26) vorgesehen ist, der in einem Portal (21) waagerecht verschiebbar gelagert ist, wobei zur ortsfesten Abstützung des Portals über dem Maschinenbett (10) mehrere im Abstand voneinander angeordnete Säulen (22) vorgesehen sind.

2. Läppmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (26) in einer Öffnung (24) des Portals (21) auf einer geradlinigen Stangenführung (25) mittels eines Hubkolbens (27) antreibbar ist.