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Abrichteinrichtung für bahngesteuertes Abrichten
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von Schleifscheibenprofilen Die Erfindung betrifft eine Abrichteinrichtung
zum bahngesteuerten Abrichten des Profils der Schleifscheiben einer Schleifmaschine,
insbesondere einer Profil - oder Flachschleifmaschine, bei der wenigstens eine Schleifspindel
mit wenigstens einer Schleifscheibe an einem an einer Maschinensäule vertikal beweglich
geführten Schleifspindelstock gelagert ist, mit wenigstens zwei Abrichtscheiben
unterschiedlichen Profils zum Abrichten unterschiedlicher Profilabschnitte oder
-formen der Schleifscheibe und mit Führungs- und Antriebsmitteln zum Bewegen der
Abrichtscheiben und der Schleifscheibe relat-iv zueinander in axialer und radialer
Richtung.
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Das bahngesteuerte Abrichten der Schleifscheiben von Profilschleifmaschinen
mit zwei unterschiedlich profilierten Abrichtscheiben ist bekannt. Bei der in der
US-PS 4 274 231 beschriebenen Schleifmaschine ist ein Abrichtgerät mit zwei auf
einer gemeinsamen Abrichtspindel angeordneten Abrichtscheiben auf dem Maschinentisch
angebracht.
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Der axiale Abstand der Abrichtscheiben zueinander ist größer als die
Schleifscheibenbreite. Durch Verfahren des Tisches parallel zur Schleifspindelachse
und der Schleifspindel mit der Schleifscheibe radial zu ihrer Achse werden die Schleifscheibe
und die Abrichtscheiben in eine Abrichtposition gebracht. Mit ebensolchen Bewegungen
läuft auch der bahngesteuerte Abrichtvorgang ab, wobei nacheinander jeweil adeer
Abrichtscheiben eingesetzt wird, um spezielle Profilabschnitte abzurichten.
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Das Abrichtgerät muß bei der bekannten Vorrichtung außerhalb des Arbeitsbereichs
der Schleifscheibe auf dem
Werkstücktisch angeordnet sein. Zum Abrichten
der Schleifscheibe ergeben sich dabei für die Zustellung lange Tischwege und dementsprechend
lange Abrichtzeiten. Insbesondere bei Schleifmaschinen zur Bearbeitung von großen
und schweren Werkstücken fallen diese Nachteile bedeutsam ins Gewicht. Hinzu kommt,
daß die beiden Abrichtscheiben auf der gemeinsamen Abrichtspindel einen Abstand
voneinander hab-en, der größer ist als die Breite des abzurichtenden Schleifscheibenprofils,
so daß während des Abrichtvorganges eine weitere Tischverschiebung erforderlich
ist, um die zweite Abrichtscheibe am Schleifscheibenprofil zum Einsatz zu bringen.
Das erfordert zusätzlichen Zeitaufwand während eines jeden Abrichtvorganges. Die
gemeinsame Anordnung der beiden Abrichtscheiben der bekannten Schleifmaschine auf
ein und derselben Abrichtspindel bewirkt außerdem, daß die Drehachsen der beiden
Abrichtscheiben zusammenfallen und parallel zur Schleifspindelachse verlaufen. Dadurch
ist eine Beeinträchtigung des Abrichtvorganges an Profilflanken des Schleifprofils
der Schleifscheibe vorgegeben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abrichteinrichtung
der eingangs beschriebenen Art insbesondere für eine Profilschleifmaschine anzugeben,
mit der ein bahngesteuertes Abrichten auch komplizierter Profile mit hoher Genauigkeit
und Reproduzierbarkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Wirtschaftlichkeit ermöglicht
wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß an einem gemeinsamen
Träger wenigstens zwei Abrichtspindeln mit je wenigstens einer Abrichtscheibe nebeneinander,
im wesentlichen parallel zur Schleifspindelachse ausgerichtet gelagert sind und
daß der Träger um eine zu den Abrichtspindeln parallele Achse schwenkbar und mit
den Abrichtspindeln radial und axial relativ zur Schleifspindelachse
gesteuert
bewegbar geführt ist, derart, daß jeweils eine ausgewählte Abrichtscheibe zum Abrichten
der Schleifscheibe in Arbeitsposition bewegbar ist. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Ausbildung der Abrichteinrichtung ist es nicht erforderlich, eine Verschiebung der
Abrichteinrichtung in Achsrichtung der Schleifspindel vorzunehmen, um die Abrichtscheiben
nacheinander zum Einsatz zu bringen.
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Vielmehr genügtgemäß der Erfindung hierfür ein Schwenken des die Abrichtspindeln
parallel nebeneinander tragenden Trägers, was die für das Abrichten der Schleifscheibe
erforderliche Zeit erheblich reduziert. Gleichzeitig ist das Bewegen großer Massen
nicht erforderlich, da eine Bewegung des Tisches mit dem Werkstück für diesen Zweck
entfällt. Die Abrichteinrichtung gemäß der Erfindung kann auf dem Schleifmaschinentisch
angeordnet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch
der gemeinsame Träger um eine zu den Abrichtspindeln parallele Achse drehbar an
einem parallel zur Spindelachse verschiebbaren Führungskörper gelagert, der seinerseits
an einem am Schleifspindelstock radial zur Schleifscheibenachse verschiebbaren Abrichtschlitten
geführt ist. Diese Ausbildung und Anordnung der Abrichteinrichtung nach der Erfindung
nimmt keinen Platz auf dem Schleifmaschinentisch in Anspruch und erfordert auch
keine Zustellzeit für den Abrichtvorgang. Die Abrichtscheiben werden vielmehr in
der Regel oberhalb der abzurichtenden Schleifscheibe am Schleifspindelstock für
den Abrichtvorgang in Bereitschaft gehalten. So ergibt sich neben der wirtschaftlicheren
Auslastung der Schleifmaschine aus Gründen der weniger zeitaufwendigen Abrichtvorgänge
auch ein platzsparender Aufbau der ganzen Schleifmaschine. In weiterer Ausbildung
der Erfindung ist der Abrichtschlitten an einem von dem Schleifspindelstock getragenen
Abrichtständer radial zur Schleifspindelachse beweglich geführt montiert. Der
Abrichtschlitten
trägt ein Stell- und Haltemittel, welches den Träger in die jeweils gewünschte Arbeitsposition
schwenkt und in dieser Position hält. Als Stell- und Haltemittel kommen in erster
Linie hydraulische oder pneumatische Betätigungsorgane infrage. Es können jedoch
auch elektromagnetische Betätigungsorgane vorgesehen sein.
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Eine besonders kompakte'Bauweise der Abrichteinrichtung nach der Erfindung
ergibt sich dadurch, daß die Abrichtscheiben axial zueinander versetzt an im wesentlichen
parallelen Abrichtspindeln gelagert sind. Bei dieser Bauweise können die Abrichtspindeln
sehr dicht nebeneinander angeordnet sein. Gemäß Fortfuhrung der Erfindung ist vorgesehen,
daß für beide Abrichtspindeln ein gemeinsamer, am Abrichtständer angebrachter Abrichtsplndelantrieb
eingesetzt ist und daß als Mittel zur Drehmomentübertragung zwischen dem Antrieb
und den Abrichtspindeln parallel zur Führung des verschiebbaren Führungskörpers
eine Keilwelle vorgesehen ist, deren Länge sich entsprechend der -Stellung des Führungskörpers
einstellt. Durch diese Ausbildung der Abrichteinrichtung ist sichergestellt, daß
beim Zurückfahren des den Träger mit den Abrichtspindeln tragenden Führungskörpers
keine drehenden Antriebswellen vorne aus der Maschine herausragen.
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Zur Verbesserung der Flankenabrichtung des Schleifscheibenprofils
ist gemäß der Erfindung weiter vorgesehen, daß die Achse wenigstens einer Abrichtspindel
in ihrer Arbeitsposition gegen die Schleifspindelachse geneigt is#t. So ist ein
Freischleifen der Profilflanken möglich. Die Neigung der Abrichtspindel gegenüber
der Schleifspindelachse beträgt in einem typischen Fall bis.etwa 100.
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Die Abrichteinrichtung nach der Erfindung bietet den Vorteil des bahngesteuerten
Abrichtens komplizierter Profile bei hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. Durch
die Anordnung der Abrichtscheiben auf getrennten Abrichtspindein ist eine Neigung
der Abrichtspindeln gegen die Schleifspindelachse möglich, was das Freischleifen
von Profilflanken der Schleifscheibe zuläßt. Dadurch ist eine höhere Genauigkeit
der Abrichtung gewährleistet. Kürzere Zustell- und Rollenwechselzeiten erhöhen gleichzeitig
die Wirtschaftlichkeit der mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abrichteinrichtung
ausgestatteten Schleifmaschine. Wegen der erforderlichen kürzeren Tischbewegungen
ist insgesamt ein geringer Platzbedarf für die Schleifmaschine erforderlich. Ist
die vorgeschlagene Abrichteinrichtung entsprechend der Erfindung am Schleifspindelstock
angeordnet, so kann auf eine Tischbeweglichkeit in Richtung der Schleifspindelachse
zum bahngesteuerten Abrichten überhaupt verzichtet werden, wenn diese nicht aus
anderen Gründen sowieso erforderlich ist, Jedenfalls kann die Tischbeweglichkeit
in Richtung der Schleifspindelachse aber auf das für die Werkstückbearbeitung notwendige
Maß beschränkt werden.
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In der Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Vorderansicht und Figur 2 eine Seitenansicht
des Abrichtgerätes nach der Erfindung, Figuren 3a und 3b den Abrichtscheibenantrieb
in schematischer Darstellung, Figur 3c einen Querschnitt durch eine Keilwelle, Figur
4 den Schwenkantrieb des Abrichtspindel trägers in Vorderansicht, und Figuren 5a
und 5b den Abrichtvorgang mit zwei Abrichtscheiben an einem speziellen Profil.
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In den Figuren 1 und 2 ist eine Abrichteinrichtung gemäß der Erfindung
in einer Vorderansicht und einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Figur 2
zeigt einen Abschnitt einer Schleifmaschinensäule 1, an welcher ein Schleifspindelstock
2 vertikal (Y-Richtung) beweglich geführt ist. Im Schleifspindelstock 2 ist eine
Schleifspindel 3 mit einer Schleifscheibe 4 drehbar gelagert.
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Gemäß der Erfindung ist auf dem Schleifspindelstock 2 ein Abrichtständer
6 angebracht, welcher an einer in Y-Richtung verlaufenden Führung 7 einen Abrichtschlitten
8 trägt. Der Abrichtschlitten 8 ist mittels eines Antriebs 9 in Y-Richtung, also
vertikal , radial zur Schleifspindelachse verfahrbar.
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An der Vorderseite des Abrichtschlittens 8 ist einshhorizontal parallel
zur Schleifspindelachse erstreckender FUhrungsbalken 11 befestigt, auf dem achsparallel
zur Schleifsp$ndelachse ein Führungskörper 12 beweglich geführt ist.
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Die Bewegung des Führungskörpers 12 erfolgt in Z-Richtung, was durch
den eingezeichneten Pfeil angedeutet wird.
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Ausbildung und Anordnung dieses Teils der Abrichteinrichtung nach
der Erfindung istufigur 4, die eine Schnittansicht dieses Teils entlang der Linie
IV-IV in Figur 2 zeigt, vergrößert dargestellt. Gleiche Teile sind hier mit denselben
Bezugszeichen versehen wie in den Figuren 1 und 2. Figur 4 läßt erkennen, daß der
am Abrichtschlitten 8 fest angeordnete Führungsbalken 11 Rollenlager 13 aufweist,über
welche eine leichtgängige Beweglichkeit des Führungskörpers 12 in Z-Richtung gewährleistet
ist. Der Führungskörper 12 trägt an einem Ansatz 12a um eine Schwenkachse 14 schwenkbar
angebracht einen Träger 16 mit zwei parallelen Abrichtspindeln 17 und 17a, welche
jede eine Abrichtscheibe 18
bzw. 18a trägt. An den Träger 16 greift
die Kolbenstange 19 eines hydraulisch betätigten Druckzylinders 21 an, der an einem
mit dem Führungskörper 12 fest verbundenen Haltearm 22 angelenkt ist. An der Unterseite
des Führungskörpers 12 sind Abstandsbolzen 23 und 23a angeordnet, welche die beiden
möglichen Arbeitspositionen des Trägers 16 festlegen.
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Die aktuelle Abrichtposition des Trägers 16 ist in Figur 4 mit ausgezogenen
Linien gezeichnet. In diese Position ist die Abrichtspindel 17a mit der Abrichtscheibe
18a im Einsatz. Sobald der Abrichtvorgang mit dieser Abrichtscheibe beendet ist,
wird über eine nicht gezeigte numerische Steuerung ein Signal erzeugt, welches den
hydraulisch betätigten Druckzylinder beaufschlagt, der mit der Kolbenstange 19 den
Träger 16 um die Schwenkachse 14 schwenkt, bis der Träger an dem Abstandsbolzen
23a anliegt. Jetzt hat die zuvor in Ruhe befindliche Abrichtspindel 17 mit der Abrichtscheibe
18 die Abrichtposition erreicht und setzt den Abrichtvorgang an der Schleifscheibe
fort. Die nicht mehr benötigte Abrichtscheibe 18a befindet sich während dieser Zeit
in der4Figur 4 strichpunktiert dargestellten Position.
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In den Figuren 1 und 2 ist der Antrieb des Führungskörpers 12 in Z-Richtung
mit 24 bezeichnet, der über einen nicht dargestellten Zahnriemenantrieb und eine
in Figur 4 erkennbare Antriebsspindel 26 die Bewegung des Führungskörpers 12 in
Z-Richtung bewirkt. In Figur 1 ist der auf den Druckzylinder 21 wirkende Schwenkantrieb
27 erkennbar.
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Die Figuren 3a und 3b zeigen in einer getrennten Darstellung den Antrieb
der Abrichtscheiben 18 und 18a. Dieser besteht aus einem Antriebsmotor 28, desse-n
Drehmoment über einen Zahnriemenantrieb 29, eine Keilwelle 31 und einen
zweiten
Zahnriemenantrieb 32 auf die die Abrichtscheiben tragenden Abrichtspindeln 17 und
t7a übertragen wird. Für den Antrieb nicht erforderliche Teile sind in dieser Darstellung
nicht gezeigt. Die Keilwelle 31 erlaubt das Verschieben des Führungskörpers 12,
in dem sie achsparallel zur Schleifspindelachse verläuft, in Z-Richtung. Den Aufbau
der an sich bekannten Keilwelle 31 zeigt die Schnittdarstellung der Figur 3c. Hiernach
ist in einer mit der Zahnriemenscheibe 29' fest verbundenen Hohlwelle 31' eine mit
der Riemenscheibe 32' fest verbundene Innenwelle 31 möglichst spielfrei, aber längsverschieblich
geführt. Die Hohlwelle 31' und die Innenwelle 3111 sind in einander zugeordneten
Umfangsabschnitten mit achsparallelen Nuten versehen, in welche als Mitnehmer Kugeln
31a eingesetzt sind. Diese Kugeln bewirken, daß die Innenwelle 3111 bei einer Drehung
der Hohlwelle 31' mitgenommen wird, während gleichzeitig eine Längsverschiebung
der Innenwelle in der Hohlwelle zum Verschieben des Führungskörpers 12 in Z-Richtung
ungehindert möglich ist. Aufgrund dieser Ausbildung des Abrichtscheibenantriebs
ist die Verschiebung des Führungskörpers 12 möglich, ohne daß drehende Antriebsteile
auf der Vorderseite aus dem Maschinenprofil herausragen. Es ist klar, daß Figur
3c nur ein Beispiel einer Keilwelle von vielen zeigt.
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Anhand der Figuren 4, 5a und 5b wird der Einsatz der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Abrichteinrichtung zum Abrichten eines vorgegebenen Schleifscheibenprofils
beschrieben. Der Träger 16, der die Abrichtspindeln 17 und 17a mit den Abrichtscheiben
18 und 18a trägt, sei zunächst, wie in Figur 4 mit ausgezogener Linie dargestellt,
gegen den Anschlagbolzen 23 geschwenkt, so daß die Abrichtscheibe 18a in Abrichtposition
liegt. Durch Verfahren des Führungskörpers 12 entlang dem Führungsbalken 11 in
Z-Richtung
mittels des Antriebs 24 wird die Abrichtscheibe 18a nun zum Abrichten des vorgesehenen
Schleifscheibenprofils über die Breite des Schleifscheibenprofils bewegt.
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Gleichzeitig wird sie durch Verschieben des Abrichtschlittens 8 in
Y-Richtung mittels des Antriebes 9 in Y-Richtung entsprechend dem Profilverlauf
gesteuert. Dabei ist zu erkennen, daß Profilabschnitte 4a und 4b beim Profilieren
mit der Abrichtscheibe 18a nicht erreichbar sind. Hingegen werden Profilabschnitte
4c und 4d, die mit der Abrichtscheibe 18 nicht abgerichtet werden können, mit der
Abrichtscheibe 18a erreicht. Wie aus der Figur 5a zu entnehmen ist, ist die Achse
der Abrichtscheibe 18a, ebenso wie die der Abrichtscheibe 18 in Figur Sb, gegen
die Schleifscheibenachse 33 um einen kleinen Winkel, typischerweise um einen Winkel
von etwa 50, geneigt. Das hat zur Folge, daß radiale Flankenabschnitte 34 des Schleifscheibenprofils
nicht mit der Stirnseite der Abrichtscheiben in Berührung kommen, sondern mit deren
Spitzenbereich abgerichtet werden, was die Genauigkeit der Abrichtung dieser Profilabschnitte
erhöht. Die Möglichkeit einer solchen Schrägstellung der Abrichtscheibenachsen zu
der Schleifscheibenachse 33 ergibt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Anordnung der Abrichtscheiben 18 und 18a auf getrennten Abrichtspindeln 17 und 17a.
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Sobald der Abrichtvorgang mit der Abrichtscheibe 18a gemäß Figur 5a
beendet ist, wobei die Profilabschnitte 4a und 4b noch nicht abgerichtet sind, wird
der Druckzylinder 21 (vergl. Figur 4) betätigt und der Träger 16 mit den Abrichtspindeln
17 und 17a in seine zweite Position geschwenkt In dieser zweiten Position, in welcher
der Träger 16 am Abstandsbolzen 23a anliegt, befindet sich nun die Abrichtscheibe
18 in Abrichtposition. Gemäß Figur 5b werden beim Abrichtdurchgang mit der Abrichtscheibe
18 nun auch die
Profilabschnitte 4a und 4b abgerichtet, die mit
der Abrichtscheibe 18a nicht erreichbar waren. Die mit der Abrichtscheibe 18 beim
zweiten Durchgang nicht erreichbaren Profilabschnitte 4c und 4d sind vorher bereits
mit der Abrichtscheibe 18a abgerichtet worden. Durch Kombination der beiden Abrichtscheiben
18 und 18a in einem selbsttätig gesteuerten Abrichtverfahren ist also eine vollständige
und hochgenaue Abrichtung auch komplizierter Schleifprofile möglich. Dabei ist dieses
bahngesteuerte Abrichten von komplizierten Schleifprofilen wegen des kompakten Aufbaus
der Abrichteinrichtung und wegen des rationellen Einsatzes der Abrichtscheiben nacheinander
sehr wenig zeitaufwendig, so daß eine beträchtliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit
der mit einer solchen Abrichteinrichtung ausgestatteten Schleifmaschine erzielbar
ist.