DE3415333A1 - Schleifmaschine, insbesondere spitzenlose schleifmaschine - Google Patents
Schleifmaschine, insbesondere spitzenlose schleifmaschineInfo
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Description
HOEGER1 STELLRECHT & PARTKER
PATENTANWÄLTE O /
o 4
UHLANDSTRASSE 14 c · D 70OO STUTTGART 1
\ NACHGEREICHT j
' -7 - /,7A=
A 46 095 b Anmelder: Ex-Cell-0 Corporation
k - 176 2855 Coolidge
19. April 1984 Troy, Michigan 48084
USA
Schleifmaschine, insbesondere spitzenlose Schleifmaschine
Die Erfindung betrifft Schleifmaschinen, insbesondere spitzenlose Schleifmaschinen, zum Schleifen von Werkstücken,
insbesondere zum Schleifen der Innenfläche hohlzylindrischer Werkstücke, wie z.B. Kugellagerringe.
Spitzenlose Schleifmaschinen sind bekannt und werden speziell zum Schleifen von Innenflächen verwendet,
welche konzentrisch zu einer äußeren Mantelfläche eines ringförmigen Werkstücks angeordnet sind, wie z.B. die
Lauffläche eines Kugellagerringes.
Bei automatischen Schleifmaschinen dieser Art ist es wichtig, daß das Laden und Entladen der Werkstücke mit
hoher Genauigkeit und innerhalb kurzer Zeitintervalle durchgeführt wird. Es wurden bereits verschiedene Lade-
und Entladeeinrichtungen für spitzenlose Schleifmaschinen entwickelt, wie dies aus den folgenden US-PSen
deutlich wird:
— R-
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten spitzenlosen Schleifmaschinen mit automatischen Werkstückladeeinrichtungen,
automatischen Schleifeinrichtungen und automatischen Werkstückentladeeinrichtungen
zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Schleifmaschine der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung durch die
Kombination der Merkmale gemäß Anspruch 1, insbesondere durch die Kombination der Merkmale gemäß Anspruch '6,
gelöst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Schleifmaschine
gemäß der Erfindung liegen die Achsen der beiden das Werkstück während des Schleifvorganges positionierenden
Schuhauflagen bezüglich der Dreh.ac.hse der
Ladescheibe in der Drei-Uhr-Position bzw. parallel zur Sechs-ühr-Position.
Ein wesentlicher Vorteil der Schleifmaschine gemäß der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie für einen automatischen
Betrieb geeignet ist, bei dem die Werkstücke in schneller Folge zugeführt, geschliffen und entladen
werden, während die Werkstücke gleichzeitig für ein Präzisionsschleifen exakt positioniert werden. Außerdem
bietet die erfindungsgemäße Schleifmaschine im Hinblick auf die Verwendung einer Ladescheibe mit jeweilse einer
Schuhauflage für jede der Werkstücktaschen den Vorteil eines kompakten Aufbaus mit wenigen Bauteilen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert
und/oder sind Gegenstand der weiteren Ansprüche. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer spitzenlose Schleifmaschine gemäß der
Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Schleifmaschine gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Stirnansicht der
Schleifmaschine gemäß Fig. 2, gesehen von der Linie 3-3 in dieser Figur;
Fig. 4 eine Teil-Stirnansicht der in Fig. 3 gezeigten Ladescheibenanordnung und
der angrenzenden Elemente und
Fig. 5 eine Seitenansicht der Ladescheibenanordnung mit den zugehörigen Antriebsund
Fortschalteinrichtungen.
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Im einzelnen ist in Fig. 1 bis 5 eine bevorzugte Ausführungsform einer spitzenlosen Schleifmaschine gemäß
der Erfindung dargestellt. Die Schleifmaschine besitzt ein Maschinenbett 2, an dem ein stationärer Werkstücktisch
8 gehaltert ist und an dem ein Axialschlitten 4 angebracht ist, der einen Kreuzschlitten 6 trägt. Ein
Spindelkopf 10 mit einer Spindel 12 und einer davon angetriebenen Schleifscheibe 14 bzw. - ganz allgemein einem
Schleifwerkzeug 14 sind gegenüber dem Maschinenbett 2 mit Hilfe des Axialschlittens 4 und des Kreuzschlittens
6 verfahrbar. Der Werkstücktisch 8 trägt eine Ladescheibenanordnung 20 sowie Fortschalteinrichtungen
22 für dieselbe.
Bei den vorbekannten Schleifmaschinen dieser Art wird die Schleifscheibe 14 typischerweise von der Spindel
12 gehaltert, welche ihrerseits im Schleifscheibenkopf
10 derart hin- und herbeweglich ist, daß sie zum Schleifen einer Innenfläche eines ringförmigen Werkstücks,
bei dem es sich beispielsweise um einen Kugellagerring handeln kann, in das Werkstück hinein und aus diesem
heraus bewegbar ist. Die Schleifscheibe 14 ist dabei auch in radialer Richtung bezüglich des Werkstücks W
beweglich, um dessen Innenfläche zu erfassen. Auf der Maschinenseite mit der Ladescheibenanordnung 20 ist
der Schleifscheibe 14 gegenüberliegend ein Antriebselement 24 (Treiber) für das Werkstück W angeordnet,
wobei das Antriebselement 24 selbst in bekannter Weise von einer Spindel mit magnetischer Spannvorrichtung angetrieben
werden kann, wie dies in der US-PS 2,812,185 und an anderer Stelle beschrieben ist. Das Antriebsele-
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ment. 14 dient dazu, das Werkstück W um dessen Achse A
(Fig. 4) mit einer Drehzahl anzutreiben, die im Vergleich zur Drehzahl der Schleifscheibe 14 und der Spindel
12 relativ niedrig ist.
Die LadeScheibenanordnung 20, welche aus drei Scheiben
zusammengesetzt ist, umfasst eine Ladenscheibe 25, die an ihrem
Umfang in gleichmäßigen Winkelabständen (120υ) drei U-förmige
Taschen 30 aufweist, die nach außen offen sind, so daß ihnen Werkstücke W über eine Rutsche 26 zugeführt
werden können. Zu jeder der U-förmigen Taschen 30 gehört dabei eine Schuhauflage 32 zum Ausrichten des Werkstücks
W, wobei die Schuhauflage im wesentlichen senkrecht zum rechten Schenkel der U-förmigen Tasche 30 ausgerichtet
ist, die sich in der Beschickungs- bzw. Ladestation befindet - Fig. 3.
Die Ladescheibe 25 ist an der Ausgangswelle 22a der Dreh-Fortschalteinrichtung
22 befestigt bzw. mit dieser Welle gekoppelt. Die Fortschalteinrichtung 22 kann eine handelsübliche
Fortschalteinrichtung sein, wie sie beispielsweise von der Firma Ferguson Machine Company, USA, in
den Handel gebracht wird. Der Fortschalteinrichtung 22 sind ein Standardgetriebe 23 und ein Elektromotor 17
in bekannter Weise zugeordnet, und die Fortschalteinrichtung 22 ist am Tisch 8 der Schleifmaschine befestigt.
Die Fortschalteinrichtung 22 dient dazu, die Ladescheibe 25 derart zu verdrehen, daß die U-förmige
Tasche 30 aus der Ladestation, angrenzend an die Rutsche 26, in eine Schleifstation gedreht wird, wo die
Schuhauflage 32 in axialer Richtung vertikal ausgerich-
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tet ist und wo außerdem eine stationäre Schuhauflage 44 vorgesehen ist, die an einem Schuhhalter 45 der
Schleifmaschine montiert ist, deren . Achse horizontal ausgerichtet ist und die dazu dient, die Außenfläche
bzw. Umfangsfläche des Werkstücks W für das Schleifen der Innenfläche zu positionieren, wobei durch die exakte
Halterung des Werkstücks W an seinem äußeren Umfang mit Hilfe der Schuhauflagen 32 und 44 gewährleistet ist,
daß die zu schleifende Innenfläche konzentrisch zum Umfang
hergestellt wird. Wenn sich das Werkstück W in der Schleifposition befindet, wird die Schleifscheibe 14 in
axialer Richtung längs der Werkstückachse A in das Werkstück W hineinbewegt und dann in radialer Richtung gegen
die Schuhauflagen bewegt, um die Innenfläche des Werkstücks
W zu erfassen, während dessen Außenfläche durch die Schuhauflagen 32 und 44 gehaltert und positioniert
wird. Während des Schleifens wird das Werkstück W in
der Tasche 30 gegenüber den Schuhauflagen 32 und 44 mit Hilfe des magnetisch angekuppelten Antriebselementes
24 mit relativ niedriger Drehzahl angetrieben, während die Schleifscheibe 14 von der Spindel 12 mit
relativ hoher Drehzahl angetrieben wird. Während des SchleifVorganges ist die Ladescheibe 25 außerdem mit
Hilfe eines in Längsrichtung konischen Positionierzapfens 46, welcher in eine öffnung 31 der Ladescheibe
25 eingreift, fixiert, wie dies aus Fig. 4 und 5 deutlich wird. Der Positionierzapfen 46 ist gleitverschieblich
in Standardlagern (nicht dargestellt) in dem Rahmen des Antriebselementes 24 montiert und wird mit
Hilfe einer mechanischen Nockenanordnung der Welle der Fortschalteinrichtung 22 in und außer Eingriff mit der
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Ladescheibe 25 gebracht. Dabei ist der Zapfen 46 mit der Nockenanordnung verbunden. Der Zapfen 46 wird nach Abschluß
des Schleifvorganges aus der öffnung 31 zurückgezogen/
damit die Ladescheibe 25 weitergedreht werden kann.
Nach dem Schleifen wird ferner die Schleifscheibe 14 aus dem Werkstück W herausbewegt. Danach wird die Fortschalteinrichtung
22 betätigt, um die Tasche 30 mit dem geschliffenen Werkstück W aus der Schleifposition in eine
Entladeposition zu drehen, in der sich die Tasche 30 vergleiche Fig. 3 - nach unten in Richtung auf eine Entladerutsche
28 Öffnet, in die das Werkstück unter der Wirkung der Schwerkraft hineinfällt.
Wie die Zeichnung zeigt, ist die Ladescheibe 25 drehbar zwischen einer vorderen Stützplatte 50 und einer hinteren
Stützplatte 52 angeordnet, wobei die beiden Stützplatten 50, 52 mittels einstellbarer Distanzelemente 54 in
einem solchen Abstand voneinander gehalten werden, daß die Ladescheibe 25 bei in den Taschen 30 befindlichen
Werkstücken W frei gegenüber den Stützplatten drehbar ist. Außerdem wird die vordere Stützplatte 50 über die
Distanzelemente 54 von der hinteren Stützplatte 52 gehaltert und besitzt eine öffnung 53, die koaxial zu dem
in einer Tasche 30 befindlichen Werkstück W ausgerichtet ist, wenn dieses sich in der Schleifposition befindet.
Die öffnung 53 ermöglicht es, daß die Schleifscheibe 14 in Eingriff mit der zu schleifenden Werkstückfläche
gebracht werden kann. In der hinteren Stützplatte 52 ist eine entsprechende fluchtend ausgerichtete
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Öffnung (nicht dargestellt) vorgesehen, über die das Werkstück W für das magnetische Antriebselement 24 zugänglich
ist. Die hintere Stützplatte 52 ist beispielsweise mittels Schrauben am Rahmen der Fortschalteinrichtung
22 befestigt. Die Laderutsche 26 und die Entladerutsche 28 sind an der hinteren Stützplatte 52
beispielsweise mittels Schrauben befestigt.
Der Abstand zwischen den beiden Stützplatten 50, 52 kann
mit Hilfe der Distanzelemente 54 bequem entsprechend der unterschiedlichen Dicke der zu bearbeitenden Werkstücke
in axialer Richtung eingestellt werden. In entsprechender Weise können Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers
mittels unterschiedlicher, auswechselbar an der Schleifmaschine montierter Ladescheiben bearbeitet werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, für die einzelnen Taschen auswechselbare Einsätze vorzusehen, deren
öffnungsweite den verschiedenen Durchmessern der zu bearbeitenden Werkstücke angepaßt ist. Beim Ausführungsbeispiel ist die Laderutsche 26 mit beweglichen Führungsschienen
26A ausgestattet, welche mit Hilfe von Langlöchern 26B und Schrauben 26c derart positioniert werden
können, daß die Breite der Rutsche jeweils an den Durchmesser der zu schleifenden Werkstücke angepaßt ist.
In entsprechender Weise können die Entladeeinrichtungen mittels einer beweglichen mit Langlöchern 27B versehenen
Führungsschiene 27 an Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers angepaßt werden. Weiterhin kann eine mit
Langlöchern 29C versehene verstellbare·Führungsschiene
29A in Transportrichtung vor der Schleifstation angeordnet
sein.
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Während des Betriebes wird die Ladescheibe 25 von der
Fortschalteinrichtung 22 derart weitergedreht/ daß die U-förmigen Taschen 30 nacheinander von der Laderutsche
26, wo der betreffenden Tasche jeweils ein Werkstück zugeführt
wird/ in die Schleifposition gelangen, wo die stationäre Schuhauflage 44 und die bewegliche Schuhauflage
32, die horizontal bzw. vertikal ausgerichtet sind, das Werkstück an seiner Umfangsflache erfassen, um es
fluchtend auszurichten. Sobald dies geschehen ist, wird die Schleifscheibe 14 axial, beispielsweise mittels eines
gleitverschiedlichen Schleifscheibenkopfes 10 und mittels
des Axialschlittens 4, in das Werkstück W hineinbewegt und anschließend mit Hilfe des Kreuzschlittens 6 radial
nach außen in Richtung auf die Schuhauflage 32 bewegt, um die Innenfläche des Werkstücks zu erfassen. Während
des Schleifens dreht sich die Schleifscheibe 14 mit hoher Drehzahl, wobei sie gleichzeitig in axialer Richtung hin-
und herbewegt wird, um die Endbearbeitung der inneren Werkstückfläche auszuführen, während das Werkstück an
seiner Mantelfläche durch die Schuhauflagen 32, 44 positioniert und gehaltert wird. Um einen Schlupf des Werkstücks
W zu vermeiden, wird dieses während des Schleif-Vorganges in der Tasche 30 mit Hilfe des magnetischen
Antriebselements 24 gegenüber den Schuhauflagen verdreht. Wenn der SchleifVorgang abgeschlossen ist, wird die
Schleifscheibe 14 zurückgefahren, und die Ladescheibe
25 wird dann in der Art weitergedreht, daß die das geschliffene Werkstück enthaltende Tasche in die Entladeposition
gebracht wird, in der das Werkstück unter der Wirkung der Schwerkraft in eine Entladerutsche 28 fällt.
Das schrittweise Fortschalten der einzelnen Taschen 30 der Ladescheibe 25 in die Ladeposition, die Schleif-
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position und die Entladeposition sorgt für einen glatten
und effektiven Arbeitszyklus, so daß hohe Produktionszahlen erreicht werden können, während gleichzeitig eine
hohe Genauigkeit durch den Einsatz der beweglichen Schuhauflage 32 und der stationären Schuhauflage 44 erreicht
wird.
Während vorstehend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel detailliert erläutert wurde, versteht es sich, daß dem
Fachmann, ausgehend von diesem Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen
zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.·
Claims (1)
- HOEGER, STELLRECHT & PARTNER :.PATENTANWÄLTE ° / 1 ^ ^1 ° ^UHLANDSTRASSE 14 c · D 70OO STUTTGART 1NACHQEREIt;A 46 095 b Anmelder: Ex-Cell-0 Corporationk - 176 · 2855 Coolidge19. April 1984 Troy, Michigan 48084USAPaten tansp r üche1.) Schleifmaschine, insbesondere spitzenlose Schleifmaschine/ gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:Es ist eine Ladescheibe (25) vorgesehen, welche am Umfang Taschen (30) zur Aufnahme von Werkstücken (W) aufweist und derart verdrehbar ist, daß die Taschen nacheinander in einer Ladeposition, einer Schleifposition und einer Entladeposition positionierbar sind;es sind Schleifeinrichtungen (10,12,14) auf der einen Seite der Ladescheibe (25) vorgesehen, welche in Eingriff mit demjenigen Werkstück (W) bringbar sind, welches sich in der in der Schleifposition befindlichen Tasche (30) befindet; es ist ein Antriebselement (24) für das in der Schleifposition befindliche Werkstück (W) vorgesehen, welches auf der anderen Seite der Ladescheibe (25) angeordnet ist und mit dessen Hilfe das Werkstück (W) zu einer Drehbewegung antreibbar ist undes sind Antriebseinrichtungen (22) vorgesehen, mit deren Hilfe die Ladescheibe (25) derart drehbar ist, daß die einzelnen Taschen (30) nacheinander in die Ladeposition, die Schleifposition und die Entladeposition bewegbar sind.A 46 095 b: April 1984 " " | NACHSERbchtJ2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Schleifposition eire stationäre Schuhauflage (44) vorgesehen ist und daß die Ladescheibe (25) an jeder der Taschen mit einer gemeinsam mit der Ladescheibe (25) beweglichen Schuhauflage (32) versehen ist, derart, daß die stationäre Schuhauflage· (44) und die bewegliche Schuhauflage. dann, wenn sich die betreffende Tasche (30) in der Schleifposition befindet, unter einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind, um das Werkstück (W) während des Schleif-Vorganges zu positionieren.3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der stationären Schuhauflage (44) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und daß die Achse der beweglichen Schuhauflage (32) der in der Schleifposition befindlichen Tasche (30) im wesentlichen vertikal und derart ausgerichtet ist, daß das zu bearbeitende Werkstück (W) in der Tasche (30) von unten her abstützbar ist.4. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils in der Schleifposition befindliche Werkstück (W) mit Hilfe der Schleifeinrichtungen (10,12,14), wenn diese in Kontakt mit dem Werkstück (W) gebracht werden, gegen die Schuhauflage. (32,44) anpressbar ist.-3-A 46 095k - 176 - 3 -19. April 1984 j nachgereicht5. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ladeposition eine Laderutsche (26) vorgesehen ist und daß in der Entladeposition eine Entladerutsche (28) vorgesehen ist.6. Spitzenlose Schleifmasche zum Schleifen der Innenfläche eines hohlzylindrischen Werkstücks mit einer zur Innenfläche konzentrischen Mantelfläche, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:es ist eine drehbare Ladescheibe (25) mit mehreren, in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten, der Werkstückaufnahme dienenden Taschen (30) vorgesehen;es ist eine Werkstückzuführvorrichtung (26) in einer Ladeposition angrenzend an den Umfang der Ladescheibe (25) vorgesehen;es ist eine stationäre ' Schuhauflage (44) in einer Schleifposition angrenzend an den Umfang der Ladescheibe (25) vorgesehen;es sind Werkstückentladeeinrichtungen (28) in einer Entladeposition angrenzend an den Umfang der Ladescheibe (25) vorgesehen;es sind Fortschalteinrichtungen (22) zum schrittweisen Weiterdrehen der Ladescheibe (25) vorgesehen, welche derart arbeiten, daß jede Tasche (30) der
Ladescheibe (25) nacheinander in die Ladeposition, die Schleifposition und die Entladeposition bewegbar ist;A 46 095 b I NACHGEREICHTk - 176 - 4 -19. April 1984es ist angrenzend an jede Tasche (30) jeweils eine weitere, gemeinsam mit der Ladescheibe (25) bewegliche Schuhauflage vorgesehen, derart, daß die äußere Mantelfläche des Werkstücks, wenn sich die betreffende Tasche (30) in der Schleifposition befindet, durch die bewegliche Schuhauflage (32) und die stationäre Schuhauflage · (44) positionierbar ist;es ist eine Schleifscheibenanordnung (10,12,14) vorgesehen, welche auf einer Seite der Ladescheibe (25) angeordnet ist und welche in axialer Richtung in das Werkstück (W) hineinbewegbar ist, welches sich in der in der Schleifposition befindlichen Tasche (30) befindet und welche (die Schleifscheibenanordnung) in radialer Richtung in Eingriff mit der Werkstückinnenfläche bringbar ist/ um diese zu schleifen, während die äußere Mantelfläche des Werkstücks durch die Schuhauflagen (32,44) fluchtend positioniert wird undes ist auf der anderen Seite der Ladescheibe (25) ein Antriebselement (24) zum Antreiben des Werkstücks (W) zu einer Drehbewegung vorgesehen, wenn dieses sich in der in der Schleifposition befindlichen Tasche (30) befindet.Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladescheibe (25) drei der Aufnahme jeweils eines Werkstücks (W) dienende Taschen (30) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung in einem Winkelabstand von 120° angeordnet sind..-5-A 46 °*5 b c I nachgere.chtIJC — 1 / D — O — !19. April 19848. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der stationären Schuhauflage (44) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und daß die Achse der beweglichen Schuhauflage. (32) der in der Schleifposition befindlichen Tasche (30) im wesentlichen vertikal und derart ausgerichtet ist, daß das zu bearbeitende Werkstück (W) in der Tasche (30) von unten her abstützbar ist.9. Schleifmaschine nach einem der Anspruchs 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladescheibe (25) zwischen einer vorderen Stützplatte (50) und einer hinteren Stützplatte (52) angeordnet ist, daß die Werkstückladeeinrichtungen (26) und die Werkstückentladeeinrichtungen (28) an der hinteren Stützplatte (52) befestigt sind und daß die vordere Stützplatte (52) eine öffnung (53) aufweist, welche mit der jeweils in der Schleifposition befindlichen Tasche (30) derart fluchtet, daß das Werkstück (W) für die Schleifscheibenanordnung (10,12,14) zugänglich ist.10. Schleifmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückladeeinrichtung und die Werkstückentladeeinrichtung jeweils als Rutsche (26,28) ausgebildet ist.11. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladescheibe (25)-6-A 46 095 bΪ9: April 1984 " ' " j NACHQERE.CHTin der Schleifposition mittels mit ihr zusammenwirkender Positioniereinrichtungen (46) positionierbar ist.12. Schleifmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtungen durch einen konischen Positionierzapfen gebildet sind, welcher in Eingriff mit einer öffnung der Ladescheibe (25) bringbar ist.13. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen als Dreh-Fortschalteinrichtungen (22) ausgebildet sind, mit deren Hilfe die Ladescheibe (25) schrittweise in ihre verschiedenen Positionen fortschaltbar ist.
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