DE3334001C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindel für Schleifmaschinen mit einem äußeren Gehäuse und einer darin angeordneten und gelagerten Mitnehmerwelle für ein vorzugsweise fliegend gelagertes und auswechselbares Schleifwerkzeug, wobei die Schleifspindel unterteilt und die beiden Spindelteile kuppelbar sind, die Mitnehmerwelle ebenfalls unter­ teilt ist und eine Schnellkupplung aufweist.

Aus der CH-PS 3 99 226 und der GB-PS 6 58 278 sind jeweils Spindeln für Schleifmaschinen bekannt, bei denen in einem äußeren Gehäuse eine Mitnehmerwelle für das Schleifwerk­ zeug gelagert ist. Gemäß der CH-PS 3 99 226 ist es dabei bekannt, die Schleifspindel in zwei Teile zu unterteilen, während bei der GB-PS 6 58 278 eine mehrfache Unterteilung vorgesehen ist.

Für die Befestigung der Spindelteile sind dabei jeweils Schraubverbindungen vorgesehen. Bei der CH-PS 3 99 226 wird ein teilweise konisch gestaltetes Kupplungsstück in eine entsprechende stirnseitige Ausnehmung eingefügt und mit Hilfe einer Überwurfmutter festgelegt, wobei aufgrund kurzer Verbindungsbereiche selbst bei sehr genauer und somit aufwendiger Bearbeitung der Kupplungs­ teile nur eine begrenzte Biegesteifigkeit erreichbar ist.

Bei der GB-PS 6 58 278 sind die einzelnen Teile der Spindel ebenfalls durch Gewinde verbunden, die entsprechend prä­ zise sein müssen und somit einen hohen Herstellungs- und Montageaufwand bedeuten.

Aus der DE-OS 22 60 914 ist zwar bereits eine selbst­ zentrierende und selbstverspannende Schnellkupplung beispielsweise für Polier- und Schleifgeräte in Dental­ laboratorien bei der Zahnersatzherstellung bekannt, wo­ bei jedoch diese Schnellkupplung nicht zum Verbinden zweier Spindelteile, sondern zum Befestigen der Schleif­ scheibe selbst an der Mitnehmerwelle dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spindel für Schleifmaschinen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei welcher beim Auswechseln der Spindel­ teile mit einem Schnellverschluß eine verbesserte Biege­ steifigkeit im Bereich dieses Schnellverschlusses zu er­ zielen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die beiden Spindelteile durch einen als Bajonettverschluß ausge­ bildeten Schnellverschluß kuppelbar sind und daß in axialer Richtung beidseits des Schnellverschlusses je­ weils eine ring- bzw. zylinderförmige Paßfläche vorge­ sehen ist. Somit können die Biege- und Schleifkräfte von diesen Paßflächen beidseits des Schnellverschlusses aufgenommen werden, müssen also nicht von dem Schnell­ verschluß selbst übertragen werden. Entsprechend große Kräfte können eingeleitet werden. Wären die Paßflächen konisch, müßte man bei dem vorgesehenen schnellen Auswechseln eines Spindelteiles aufgrund der nach einer gewissen Arbeitsdauer auftretenden Erwärmung mit Schwierigkeiten rechnen, da dann der einzusetzende neue Spindelteil kalt ist, während der verbleibende Spindelteil sich erwärmt hat. Konische Paßflächen könnten dann entweder zu unterschiedlichen Einsteck­ tiefen führen oder bei der nächsten Auswechslung kaum noch voneinander zu lösen sein.

Besonders zweckmäßig ist es bei einer derartigen Schleifspindel mit einer als Steckkupplung augebildeten Schnellkupplung für die Mitnehmerwelle, wenn die Schnellkupplung gegenüber dem Schnellverschluß axial versetzt ist, wobei vorzugsweise der einzusteckende Wellenteil bei getrennten Spindelteilen über den ihm zu­ gehörenden Spindelteil vorsteht. Dadurch wird die Zu­ sammensteckbarkeit verbessert, weil der innenliegende Wellenteil beim Einstecken gut beobachtet werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schnellkupplung der Mitnehmerwelle selbstzentrierend ist. Dadurch kann trotz der Trennbarkeit für einen präzisen Rundlauf gesorgt werden. Dabei kann der einzusteckende Wellenteil an dem auswechselbaren Spindelteil vorgesehen sein.

Zur Übertragung großer Halte- und Biegekräfte ist es vorteilhaft, wenn als Bajonettverschluß ein mehrgängiges Gewinde vorgesehen ist. Solche an sich bekannten Bajonettverschlüsse mit mehreren parallelen Gewinde­ gängen sind leicht und gut zu betätigen und können die großen Halte- und Biegekräfte dadurch gut über­ tragen, daß sie sich auch in axialer Richtung über eine gewisse Abmessung erstrecken, wodurch die Steifigkeit der unterteilten Schleifspindel verbessert wird.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann wenigstens ein axialer Anschlag als Paßfläche vorgesehen sein. Dieser durch den Schnellverschluß unter Anspreßdruck stehende Anschlag ermöglicht auch bezüglich der Einstecktiefe der beiden Spindelteile eine große Genauigkeit. Darüber hinaus wird dadurch vermieden, daß der Schnellver­ schluß oder Bajonettverschluß außer den Verschlußkräften beispielsweise axiale Druckkräfte vom Werkzeug her auf­ nehmen muß. Diese können vielmehr dann über den Anschlag eingeleitet werden. Insgesamt ergibt sich eine Schleif­ spindel, die trotz ihrer Unterteilung und schnellen Trennbarkeit sowie Kuppelbarkeit in vorteilhafter Weise eine hohe Steifigkeit und Biegefestigkeit hat, so daß sie starke Schleifkräfte sowohl in axialer Richtung in Form von Druckkräften als auch vor allem in radialer Richtung in Form von Biegekräften aufnehmen kann. Da die biegesteife und stabile Verbindung der Spindelteile sehr schnell und einfach gelöst werden kann, läßt sich dennoch der werkzeugseitige Spindelteil und das daran befestigte Werkzeug sehr schnell aus­ wechseln, so daß eine Anpassung an unterschiedlichste Formen und Anordnungen von Schleifflächen an ein und demselben Werkstück sehr einfach möglich ist. Durch Bereitlegen verschiedener Spindelteile mit ihren Werkzeugen läßt sich also eine Arbeitsvorbereitung durchführen, die eine schnelle Schleifbarbeitung auch komplizierter Werkstücke möglichst auf ein und der­ selben Schleifmaschine erlaubt.

Eine zweckmäßige Anordnung der Paßflächen relativ zum Schnellverschluß ist in Anspruch 6 angegeben.

Nachstehend ist die Erfindung in einem Ausführungs­ beispiel anhand der Zeichnung näher beschrie­ ben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schleifspindel mit einer Trenn- bzw. Kupplungs­ stelle,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Schleifspindel im Bereich des Schnellverschlusses, wobei die in axialer Richtung versetzte Kuppelstelle der Mit­ nehmerwelle ebenfalls im Querschnitt dargestellt ist.

Fig. 3 einen Querschnitt durch den auswechselbaren Spindelteil im Bereich des Schnellverschlusses, wobei gleichzeitig der in axialer Richtung versetzte Kupplungsteil des zugehörigen Mit­ nehmerwellenteiles ebenfalls im Querschnitt dargestellt ist,

Fig. 4 die Mitnehmerkupplung der Mitnehmerwelle der Schleifspindel mit der Kupplungsausnehmung und

Fig. 5 den Kupplungsteil der Mitnehmerwelle, der in die Kupplung einsteckbar ist.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Schleifspindel gehört zu einer nicht näher dargestellten Schleifmaschine und hat ein äußeres Gehäuse 2 und eine darin angeordnete und gelagerte Mitnehmerwelle 3 für ein fliegend gelagertes und auswechsel­ bares Schleifwerkzeug 4.

Um eine schnelle Anpassung dieser Schleifspindel 1 an unter­ schiedliche Bearbeitungsstellen und unterschiedliche zu bearbeitende Flächen an einem fest aufgespannten Werkstück zu ermöglichen, ist die Schleifspindel 1 unterteilt und die beiden Spindelteile 1 a und 1 b sind durch einen noch zu be­ schreibenden Schnellverschluß gekuppelt. Die Mitnehmerwelle 3 ist ebenfalls unterteilt und weist eine im Ausführungsbei­ spiel durch Zusammenstecken verbindbare Kupplung 6 auf. Da­ bei können wenigstens zwei werkzeugseitige Spindelteile 1 a zum gegenseitigen Auswechseln zu der gesamten Schleifspindel 1 gehören. Somit kann während eines Schleifarbeitsganges be­ reits ein Spindelteil 1 a mit einer anderen Abmessung und/oder einem anderen Schleifwerkzeug 4 bereitliegen, welcher auf­ grund des Schnellverschlusses 5 sehr schnell gegen den ge­ rade benutzten Schleifspindelteil 1 a ausgetauscht werden kann, um dann eine andere Fläche oder Flächenform zu schleifen. Dadurch wird also vermieden, daß das Werkstück umgespannt werden muß oder sonstige aufwendige Umrüstzeiten entstehen.

Die Kupplung 6 ist im Ausführungsbeispiel als Steckkupplung ausgebildet und gegenüber dem Schnellverschluß 5 in axialer Richtung versetzt angeordnet. Dabei steht im Ausführungsbei­ spiel der einzusteckende Wellenteil 3 a nach dem Trennen der beiden Spindelteile 1 a und 1 b voneinander gegenüber dem ihm zugehörenden Spindelteil 1 a vor. Dadurch läßt sich dieser Wellenteil 3 a gut in die Öffnung des Spindelteiles 1 b einführen, weil bis kurz vor der Verbindung des Schnell­ verschlusses 5 die Steckkupplung 6 beobachtet werden kann.

Dabei weist die Mitnehmerwelle 3 im Ausführungsbeispiel eine selbstzentrierende Kupplung 6 auf, so daß selbst bei verdrehtem Einführen ein Zusammenstecken und Kuppeln möglich ist. Der einzusteckende Wellenteil 3 a ist dabei an dem aus­ wechselbaren Spindelteil 1 a angeordnet.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist als Schnellverschluß 5 im Aus­ führungsbeispiel ein Bajonettverschluß vorgesehen. Zur Über­ tragung großer Haltekräfte hat dabei dieser Bajonettver­ schluß mehrere parallele Gewindegänge 7, die sich über eine größere axiale Länge des Schnellverschlusses 5 erstrecken. In den Fig. 2 und 3 erkennt man jeweils in Umfangsrichtung zwischen den Gewindegang-Stücken 7 Unterbrechungen, durch welche die Gewindegänge 7 des Gegenstückes in axialer Richtung eingeführt werden können, bis ein Anschlag erreicht ist und dann der Verschluß durch Verdrehen um 90° gesichert wird.

Für einen präzisen Antrieb der Mitnehmerwelle 3 sind beidseits der Kupplung 6 jeweils Wälzlager 8 und 9 vorgesehen, wobei das Wälzlager 9 im Ausführungsbeispiel in axialer Richtung nachstellbar ist.

Für eine präzise Anordnung unterschiedlichster Schleifwerk­ zeuge 4 mit ihrem Schleifspindelteil 1 a ist im Bereich des Schnellverschlusses 5 wenigstens eine ring- oder zylinder­ förmige Paßfläche vorgesehen. Damit jedoch radial am Schleif­ werkzeug 4 auftretende Schleifkräfte gut aufgenommen werden können, ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß in axialer Richtung beidseits des Schnellverschlusses 5 je­ weils eine zylinderförmige Paßfläche 10 und 11 vorgesehen ist, wobei die vom Werkzeug 4 abseitige Paßfläche 11 auf einem kleineren und die dem Werkzeug 4 nähere Paßfläche 10 auf einem größeren Durchmesser als der Schnellverschluß 5 liegen. Es wäre jedoch auch eine umgekehrte Durchmesseran­ ordnung möglich. Die gewählte Ausführungsform hat jedoch den Vorteil, daß das Einstecken aufgrund der insgesamt sich ver­ jüngenden Form der Paß- und Verschlußstelle an dem aus­ wechselbaren Spindelteil 1 a vereinfacht ist. Gegenüber einer insgesamt konischen Anordnung ergibt sich jedoch der Vorteil, daß Temperaturunterschiede zwischen den beiden Teilen sich nicht in unterschiedlichen Einstecktiefen oder durch Ver­ klemmen der Teile auswirken.

Zusätzlich ist wenigstens ein axialer Anschlag 12 wiederum als Paßfläche vorgesehen, der unter Anpreßdruck steht, wenn der Schnellverschluß 5 in Schließstellung ist. Auf diese Weise werden auch vom Schleifwerkzeug 4 ausgehende Druckkräfte gut in das Gehäuse 2 eingeleitet. Eine weitere axiale Anlage 13 kann an der Stirnseite des Spindelteiles 1 b vorgesehen sein. An dieser Stelle des größten Durchmessers des aus­ wechselbaren Spindelteiles 1 a hat dieses auch am Umfang Aus­ nehmungen 14, an denen ein Maulschlüssel od. dgl. Werkzeug für das Betätigen des Schnellverschlusses 5 angreifen kann.

Die Ausbildung der Steckkupplung 6 der Mitnehmerwelle 3 er­ kennt man vor allem anhand der Fig. 2 bis 5. Demnach hat der einzusteckende Wellenteil 3 a eine kegelförmige Spitze 15, wobei dieser Kegel zwei einander gegenüberliegende Ab­ flachungen 16 aufweist, die in einen in axialer Richtung spitz zulaufenden Schlitz 17 des anderen, vorzugsweise in diesem Bereich vergrößerten Wellenteiles 3 b passen und mit dem sich anschließenden Wellenteil 3 a einen axialen Anschlag 18 für die gesamte Steckkupplung 6 bilden. Die Wirkung dieses Anschlages 18 erkennt man vor allem in Fig. 1, wo dieser Anschlag 18 an der Stirnseite seitlich des Schlitzes 17 an dem Wellenteil 3 b anliegt. Durch diese Formgebung wird er­ reicht, daß beim Einführen der Spitze 15 in den Schlitz 17 und dessen konischen Auslauf 19 eine Verdrehung der Teile zu­ einander erfolgt, durch die die Abflachungen 16 zwischen die seitlichen Begrenzungen des Schlitzes 17 gelangen, wobei all dies selbsttätig erfolgt.

In Fig. 1 erkennt man noch, daß für den Antrieb der Mitnehmer­ welle 3 ein Riementrieb vorgesehen ist, der mehrere Riemen­ scheiben 20 unterschiedlicher Durchmesser aufweist. Dadurch kann die Drehzahl der Mitnehmerwelle 3 an die jeweils aus­ wechselbaren Schleifwerkzeuge 4 und deren evtl. unterschied­ liche Außendurchmesser angepaßt werden.

Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist in der hohen Wiederholgenauigkeit beim Auswechseln der Schleifwerkzeuge 4 aufgrund der verschiedenen Paßflächen und des Schnell­ verschlusses zu sehen.

Claims (7)

1. Spindel für Schleifmaschinen mit einem äußeren Gehäuse und einer darin angeordneten und gelagerten Mitnehmer­ welle für ein vorzugsweise fliegend gelagertes und aus­ wechselbares Schleifwerkzeug, wobei die Schleifspindel unterteilt und die beiden Spindelteile kuppelbar sind, die Mitnehmerwelle ebenfalls unterteilt ist und eine Schnellkupplung aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Spindelteile (1 a, 1 b) durch einen als Bajonettverschluß ausgebildeten Schnellverschluß (5) kuppelbar sind, und daß in axialer Richtung beidseits des Schnellverschlusses (5) jeweils eine ring- bzw. zylinderförmige Paßfläche (10, 11) vorgesehen ist.

2. Schleifspindel nach Anspruch 1, mit einer als Steck­ kupplung ausgebildeten Schnellkupplung für die Mitnehmerwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplung (6) gegenüber dem Schnell­ verschluß (5) axial versetzt ist, wobei vorzugsweise der einzusteckende Wellenteil (3 b) bei getrennten Spindelteilen (1 a, 1 b) über den ihm zugehörenden Spindelteil vorsteht.

3. Schleifspindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schnellkupplung (6) der Mitneh­ merwelle (3) selbstzentrierend ist.

4. Schleifspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der einzusteckende Wellen­ teil (3 b) an dem auswechselbaren Spindelteil (1 a) mit dem Schleifwerkzeug (4) vorgesehen ist.

5. Schleifspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Bajonettverschluß ein mehrgängiges Gewinde vorgesehen ist.

6. Schleifspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Werkzeug (4) abseitige Paßfläche (11) auf einem kleineren und die dem Werkzeug (4) nähere Paßfläche (10) auf einem größeren Durchmesser als der Schnellverschluß (5) liegen.

7. Schleifspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein axialer Anschlag als Paßfläche (12) vorgesehen ist.