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Spitzenlose Schleifmäschine Die Erfindung bezieht sich auf eine spitzenlose
Schleifmaschine mit einem Maschinengestell, einer auf einem Schlitten angeordneten
Schleifscheibe und einer auf einem anderen Schlitten des Maschinengestells angebrachten
Gegenscheibe sowie einer Stützschiene.
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Bei den bekannten Maschinen dieser Art waren die beiden Schlitten
in der Regel in der gleichen Richtung verschiebbar, und zwar üblicherweise in waagerechter
Richtung.
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Während des Schleifverfahrens ist das Werkstück mit der Schleifscheibe,
der Gegenscheibe und der Stützschiene in Berührung, wobei die beiden Scheiben das
sog. Schleifmaul bilden. Beim Rundschleifen muß die Stützschiene so hoch verstellbar
sein, daß die Mittellinie des Werkstückes bei waagerecht verschiebbarem Schlitten
in einer gewissen Höhe über der schmalsten Stelle des Schleifinaules bzw. bei senkrechten
oder geneigten verschiebbaren Schlitten in einer gewissen Entfernung von der schmalsten
Stelle des Schleifmaules zu liegen kommt. Hierdurch erhält das Werkstück die Möglichkeit,
in Richtung zu einer breiteren Stelle des Schleifmaules auszuweichen, wenn herausragende
Teile des Werkstückes mit der Stützschiene in Berührung kommen. Der Abstand, welchen
die Mittellinie des Werkstückes von der schmalsten Stelle des Schleifmaules erhält,
ist für die Genauigkeit, mit der das Werkstück rundgeschliffen werden kann, von
maßgebender Bedeutung. Der geeignete Abstand ist indessen für verschiedene Durchmesser
des Werkstückes und der Schleif- und Gegenscheiben verschieden.
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Untersuchungen haben gezeigt, daß der für die Genauigkeit des Schleifens
ausschlaggebende Wert dem Winkel entspricht, der von den durch die
Berührungspunkte
des Werkstückes mit der Schleifscheibe bzw. mit der G egensclheibe gehenden Tangenten
gebildet wird. Der in Frage kommende Winkel soll zwischen 5 und 2c1° liegen und
kann vorzugsweise etwa io° betragen. Man könnte also von einem bestimmten erwünschten
Wert des erwähnten Winkels ausgehen, beispielsweise iö°, und für jede Kombination
von Durchmessern der Schleifscheibe, des Werkstückes und der Gegenscheite berechnen,
wo das Werkstück liegen soll, damit der gewünschte Winkel zwischen den Tangenten
erhalten wird. Auf diese Weise kann zwar eine richtige Verstellung der Stützschiene
erhalten werden, jedoch wird die Verstellung der Stützschiene, selbst wenn Kurven
und Tabellen für entsprechende Werte aufgestellt sind, zu einem zeitraubenden Arbeitsvorgang,
der kaum mit ungelernten Arbeitskräften ausgeführt werden kann.
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Die Erfindung bezweckt, eine wesentliche Vereinfachung derartiger
Maschinen in bezug auf ihre Einstellung. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
besteht darin, bei spitzenlosen Schleifmaschinen mit zum Werkstück zustellbaren
Schleifseheibenschlitten und Gegenscheibenschlitten und einem das Werkstück oberhalb,der
kleinsten Schleifmaulweite haltenden Auflagelineal die richtige Höhenlage des Werkstückes
bei verschiedenen Werk Stückdurchmessern und unabhängig von .der beim Schleifen
eintretenden Durchmesserverminderung von Schleif- und Regelscheibe nur durch eine
einfache Höhenverstellung der Stückschiene bei gleichbleibenden Schleifrachenwinkel
zu ermöglichen.
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Diese Aufgäbe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst,
daß die Werkstückachse mit der Schnittlinie zweier unter einem nach unten offenen
stumpfen Winkel 'von vorzugsweise 17o° gegeneinander geneigten Ebenen zusammenfällt,
von denen die eine die Achse der Gegenscheibe oder die Erzeugende .des für das Durchgangsschleifen
erforderlichen Gegensch:eibenhyperboloids, die andere die Achse der Schleifscheibe
enthält, und daß der Gegenscheibenschlitten auf einer vorzugsweise waagerecht gerichteten
Führung verschieb-bar ist, während der Schleifscheibenschlitten auf einer .Führung
verschiebbar ist; die; von ihrem nächst der Stützschiene gelegenen Ende gerechnet,
abwärts geneigt ist und mit der Verschieberichtung des Gegenscheibenschlittens einen
Winkel von 5 bis 2o°, vorzugsweise io°, bildet.
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Eine solche Anordnung hat eine Verminderung 'der für die Verstellung
der Stützschiene erforderlichen Zeit zur Folge und gewährt Sicherheit dafür, daß
das Werkstück seine richtige Lage im Verhältnis: zur Schleifscheibe und zur Gegenscheibe
einnimmt. Weitere Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang
mit den schematischen Zeichnungen hervor, die einige Ausführungsformen der Erfindung
veranschaulichen. Es zeigt Fig. i den geometrischen Zusammenhang zwischen den, arbeitenden
Teilen einer spitzenlosen Schleifmaschine und -dem Werkstück, Fig: 2 eine schematische
Darstellung einer spitzenlosen Schleifmaschine bereits bekannter Bauart, Fig. 3
eine schematische Darstellung einer spitzenlosen Schleifmä$chine :gemäß der Erfindung,
Fig. q. weitere Einzelheiten einer Schleifmaschine gemäß der Erfindung, Fig. 5 und
6 die Gegenscheibe in zwei verschiedenen Stellungen und Fig. 7 eine geänderte Ausführungsform
der Erfindung.
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In sämtlichen Figuren sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In Fig. i wird der geometrische Zusammenhang zwischen der Schleifscheibe
i, der Gegenscheibe 3 und dem auf der Stützschiene 5 ruhenden Werkstück 6 veranschaulicht.
Die Umlaufachsen der Schleifscheibe und der Gegenscheibe sind parallel zueinander
geneigt und liegen in einer Ebene a-a, die waagerecht sein kann oder eine geneigte
Stellung im Verhältnis zur Horizontalebene einnehmen kann. In Fig. i und 2: wird
die Ebene a-a als waagerecht angenommen. Unter der Ebene m-a befindet sich die Stützschiene
5, die reit zwei schrägen, einen Winkel bildenden Stützflächen 7, 71
versehen
ist. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Schleifscheibe i von einem Schleifscheibenschlitten
2 und die Gegenscheibe 3 von einem Gegenscheibenschliüten4 getragen. Die beiden
Schlitten werden von einem in Fig. r und 2 nicht gezeigten Gestell getragen. Sie
sind in einer und derselben Richtung parallel mit der Ebene c-a verschiebbar, und
die Stützschiene ist in einer zu der Ebene c-a senkrechten Richtung verstellbar.
Vor dem Schleifen werden der Gegenscheibenachlitten und die Stützschiene so verstellt,
daß ein Werkstück oder ein Probestück mit den Abmessungen des fertig geschliffenen
Werkstückes zur Anlage gegen die Stützfläche 7 der Stützschiene sowie gegen die
Gegenscheibe kommt, was arm deutlichsten in Fig. i gezeigt ist. Die Stützschiene
5 soll ferner so hoch eingestellt sein, daß die Zentrumslinie des Werkstückes, sich
auf einer gewissen Höhe über der Ebene a-a befindet. Das Werkstück erhält somit
die Möglichkeit, in Richtung zum breiteren Teil des Schleifmaules auszuweichen.
Durch das Schleifen wird das Unrunde des Werkstückes allmählich verringert. Die
zweckmäßigste Höhe ist bei verschiedenen Durchmessern von Schleifscheiben, Gegenscheiben
und Werkstücken verschieden, und die Wahl einer geeigneten Höhe h war beim Schleifen
auf spitzenlosen Schleifmaschinen bisher bekannter Konstruktionen mit Schwierigkeiten
verbunden.
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In Fig. i ist der Winkel zwischen der Ebene a-a der Verbindungslinie
zwischen den Mittelpunkten der Gegenscheibe und des Werkstückes mit V1 und der Winkel
zwischen der Ebene a-a und der Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Schleifscheibe
und des Werkstückes mit h2 bezeichnet. Da die durch die Bdrührungspunkte des Werkstückes
mit der Gegenscheibe und der Schleifscheibe gehenden Tangenten t1 und t2 die erwähnten
Verbindungslinien
unter rechten Winkeln schneiden, bilden die beiden Tangenten miteinander einen Winkel
von vi -I- v2 = v. Es hat sich gezeigt, daß der Wert vi -f- v2 = v von maßgebender
Bedeutung für das Ergebnis der Schleifung ist. Der Winkel soll zwischen 5 und 2o°
liegen und kann für sehr verschiedene Schleifverfahren und für verschiedene Werte
der Durchmesser der Schleifscheibe, der Gegenscheibe und des Werkstückes auf einen
bestimmten Wert, geeigneterweise io°, wie in der Zeichnung veranschaulicht ist,
festgelegt werden.
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Die spitzenlose Schleifmaschine nach der Erfindung ist von solcher
Bauart, daß der gewünschte Winkel zwischen den beiden in Frage kommende Tangenten
des Werkstückes selbsttätig erhalten wird. In Fig. 3 wird eine gemäß der Erfindung
aufgebaute spitzenlose Schleifmaschine gezeigt.
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Die Schleifscheibe i wird von einem Schlitten 2 und die Gegenscheibe
3 von einem Schlitten 4 getragen. Der Gegenscheibenschlitten 4. ist im gezeigten
Ausführungsbeispiel in waagerechter Richtung verschiebbar, während der Schlei.fsche;ibenschlitten
2 in einer Richtung verschiebbar ist, die mit den Horizontalebenen einen Winkel
von i8o-v bildet, wobei v den gewünschten Winkel zwischen den durch die Berührungspunkte
des Werkstückes mit der Schleifscheibe und der Gegenscheibe gehenden Tangenten entspricht.
Die Stützschiene 5 der Maschine wird auf eine solche Höhe verstellt, daß die Mittellinie
eines auf derselben ruhenden Werkstückes in derselben Horizontalebene b-b liegt
wie die Umlaufachse der Gegenscheibe. Die Stützschiene ist ferner im Verhältnis
zum Schleifscheibenschlitten so angeordnet, daß die Mittellinie des Werkstückes
mit der Schnittlinie zwischen der die Umlaufachse der Gegenscheibe enthaltenden
Horizontalebene b-b sowie mit einer in der Verschiebungsrichtung des Schleifscheibenschlittens
die Umlaufachse der Schleifscheibe enthaltenden Ebene c-c zusammenfällt. Wenn die
Mittellinie des Werkstückes mit der erwähnten Schnittlinie zusammenfällt und die
Schleifscheibe mit dem Werkstück in Berührung gebracht wird, bilden die mit der
Schleifscheibe und der Gegenscheibe gemeinsamen Tangenten des Werkstückes miteinander
den gewünschten Winkel v (= io°), und der gleiche Winkel wird immer erhalten, unabhängig
von der durch Abnutzung und Abrichtung entstehenden Durchmesserverminderung der
Gegenscheibe und der Schleifscheibe. Die Durchmesserverminderung des Werkstückes
während des Schleifens, ist so unbedeutend, daß sie keine wesentliche Einwirkung
auf den Winkel zwischen den Tangenten hat. Die für das Schleifen erforderliche Verstellung
wird also nur auf eine einfache Höhenverstellung der Stützschiene reduziert, und
zwar auf solche Weise, daß die Mittellinie des Werkstückes eine bestimmte Lage einnimmt.
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In Fig. q. werden weitere Einzelheiten einer spitzenlosen Schleifmaschine
nach der Erfindung gezeigt. Der Schleifscheibenschlitten 2 und der Gegenscheibenschlitten
q. werden von einem kostenförmigen Gestell io getragen. Die Schleifscheibe i wird
von einem auf dem Schleifscheibenschlitten gelagerten Motor i i und die Gegenscheibe
von einem innerhalb des Gestells angebrachten Motor (in der Zeichnung nicht gezeigt)
angetrieben. Die Gegenscheibe 3 ist nicht unmittelbar auf dem Gegenscheibenschlitten
q., sondern auf einem Spindelstock 1a angebracht, der auf dem Schlitten. drehbar
gelagert ist, um die Umlaufachse der Gegenscheibe im Verhältnis zur Längsrichtung
der Stützschiene in. einen größeren oder kleineren Winkel, gewöhnich o-6°, schiefstellen
zu können. Die Schiefstellungsachse des Spindelstockes 12 schneidet die Umlaufachse
der Gegenscheibe unter einem rechten Winkel und liegt in einer Ebene d-d, die sich
in der Verschiebungsrichtung des Gegenscheibenschlittens erstreckt und parallel
zur Drehachse der Schleifscheibe ist. Der Schleifscheibenschlitten ist in einer
Richtung verschiebbar, die einen stumpfen Winkel von i8,o-v° mit der Verschiebungsrichtung
des Gegenscheibenschlittens und also auch mit der Ebene d-d bildet. Die Stützschiene
5 ist in der Höhenlage verstellbar und so gelegen, daß ihre Symmetrieebene oder
die die Mittellinie des Werkstückes enthaltende Ebene e-e auch die Schnittlinie
zwischen den Ebenen c-c und d-d enthält. Die Stützschiene wird so, hoch eingestellt,
daß die Mittellinie des fertig geschliffenen Werksitückes mit der erwähnten Schnittlinie
zusammenfällt. Die Stützschiene soll also auch bei schiefgestellter Gegenscheibe
so hoch eingestellt sein, daß die Mittellinie des fertig geschliffenen Werkstückes
in eine bestimmte Lage kommt, weshalb die Verstellung mit Hilfe eines Meßfingers
oder einer ähnlichen Hilfsanordnung leicht stattfinden kann.
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In Fig. 5 ist die Gegenscheibe 3 in einem Winkel z im Verhältnis zur
Längsrichtung der Stützschiene schief eingestellt und zwar zum Vorschub von Werkstücken
in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung. Damit Linienanlage zwischen Gegenscheibe
und Werkstück erfolgt, wird die Gegenscheibe durch Abrichten mit=tels Diamanten
oder anderer Abrichtungswerkzeuge geformt. Das Abrichtungswerkzeug wird längs einer
geraden Linie verschoben, die parallel mit der Vorschubrichtung des Werkstückes
ist und diametral gegenüber der gewünschten Anlagelinie zwischen Werkstück und Gegenscheibe
liegt. Die Schiefstellungsachse q (durch einen Punkt in Fig. 5 und 6 gezeigt) schneidet
die Bahn des Abrichtungswerkzeuges unter rechtem Winkel.
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In Fig. 6 wird die Gegenscheibe im Verhältnis zur Längsrichtung der
Stützschiene in gleichem Winkel z wie in Fig. 5, aber in entgegengesetzter Richtung
schiefgestellt, um die Werkstücke in entgegengesetzter Richtung durch das Schleifmaul
vorzuschieben, wie durch einen Pfeil gezeigt ist. Eine Gegenscheibe, die in der
in Fig. 5 gezeigten Stellung abgerichtet ist, um. Linienberührung mit dem Werkstück
herbeizuschaffen, wird auch in der in Fig.6 gezeigten Stellung Linienberührung mit
dem Werkstück haben, und zwar auf Grund des Umstandes, daß die Schiefstellungsachse
die Bahn
des Abrichtungswerkzeuges unter rechtem Winkel schneidet.
Man kann also die spitzenlose Schleifmaschine nach der Erfindung zum Durchgangsschleifen
von Werkstücken abwechselnd in den beiden Richtungen anwenden. Hierdurch wird die
Durchgangsschleifung von langen und schweren Stangen und Rohren erleichtert, indem
solche Werkstücke in der Maschine hin und her durch das Schleifmaul vorgeschoben.
werden können, bis sie fertig geschliffen sind.
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Bei spitzenlosen Schleifmaschinen bisher bekannter Bauart befand sich
die Anlage zwischen Werkstück und Geigenscheibe gewöhnlich nicht in derselben Ebene
wie die Schiefstellungsachse, sondern in einer gewissen Entfernung von dieser Ebene.
Auf Grund dessen war die Bahn des, Abrichtungswerkzeuges in einer gewissen Entfernung
von dieser Ebene zu legen. Wenn die Gegenscheibe hierbei in entgegengesetzter Richtung
mit gleichem Winkel schiefgestelltwird, so entsteht keine Linienanlage zwischen
Werkstück und Gegenscheibe. Bei spitzenlosen Schleifmaschinen bisher bekannter Bauart
hat es sieh deshalb als nicht möglich erwiesen, die Dürchgangsschleifung abwechselnd
in den beiden Richtungen -vorzunehmen, sondern die Werkstücke haben nach jeweiligem
Durchgang zur Einführungsseite der Maschine zum erneuten Durchgang zurücktransportiert
werden müssen.
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Unter gewissen Verhältnissen kann es wünschenswert sein, ,den Winkel
zwischen den durch die Berührungspunkte des Werkstückes mit der Schleif-und Gegenscheibe
gehenden Tangenten zu ändern. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher dies dadurch ermöglicht wird, daß der Winkel zwischen den Verschiebungsrichtungen
geändert wird. Der Schleifscheibenschlitten 2: ist auf einer Auflage 1q. verschiebbar;
die auf zwei zylindri-schen Flächen 15 des festen Gestells zö ruht. Die Achse x
der zylindrischen Flächen (in Fig. 7 durch einen Punkt gezeigt) fällt mit der Schnittlinie
zwischen der die Schiefstellungsachse enthaltenden, mit der Umlaufachse der Schleifscheibe
parallelen Ebene d-d und mit der Symmetrieebene der Stützschiene od; r der Ebene
--e, in welcher sich die Zentrumslinie des Werkstückes befindet, zusammen, und auch
die die Umlaufachse -der Schleifscheibe enthaltende, in der Verschiebungsrichtung
des Schleifscheibenschlittens liegende Ebene c-c geht durch die erwähnte Schnittlinie.
Die Auflage kann durch (in der Zeichnung nicht gezeigte) Mittel längs der Flächen
15 gedreht und in verschiedenen Winkellagen, um die Achse x der Flächen 15 gerechnet,
festgespannt werden. In Fig. 7 wird der Schleifscheibenschlitten in einem Winkel
von i65° gegen. die Verschiebungsrichtung des Gegenscheibenschlittens gezeigt, was
bedeutet, daß die Tangenten des Werkstückes einen i5° betragenden Winkel miteinander
bilden. Der Winkel zwischen den Tangenten kann unmittelbar auf der Gradeinteilung
17 des festen Gestells abgelesen werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
kann der Winkel zwischen den Richtungen zwischen täo und i6,5° geändert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen
begrenzt, sondern umfaßt alle denkbaren Abänderungen derselben.
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Die z. B. in Fig. q. gezeigte Schleifmaschine kann so geändert werden,
daß der Schleifscheibenschlitten waagerecht verschiebbar wird, während der Gegenscheibenschlittren
auf einer Führung verschiebbar ist, die von der Stützschiene gerechnet nach unten
geneigt ist. Auch ändere Stellungen der Führungen der Schlitten fallen innerhalb
des Rahmens, der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung umfäßt auch spitzenlose Läpp-
oder Poliermaschinen.