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Flächenschleifmaschine
Die Erfindung betrifft eine Flächenschleifmaschine mit einer drehbaren Schleifspindel, welche an ihrem freien Ende eine Stimschleifscheibe trägt.
Bei Flàchenschleifmaschinen muss, wenn ein Werkstück einwandfrei plangeschliffen werden soll, ausser der Rotationsbewegung der Schleifscheibe und der Zustellbewegung der Schleifscheibe gegen das Werkstück auch noch eine Relativbewegung zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück in der Schleifebene ausgeführt werden. Zu diesem Zweck kann entweder der Tisch, auf dem das Werkstück aufgespannt oder abgestützt ist, relativ zu der in einem feststehenden Support gelagerten Schleifscheibe hin-und herbewegt werden oder es muss die Schleifscheibe samt ihrem Support quer zur Drehachse der Schleifspindel auf der Werkstückoberfläche bewegt, z. B. entlang eines Kreisbogens verschwenkt werden.
Diese Arbeitsweise hat den grossen Nachteil, dass verhältnismässig schwere Massen unter Entwicklung grosser Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte bewegt werden müssen. Dadurch sind den Bewegungsgeschwindigkeiten des Tisches oder des Schleifscheibensupportes enge Grenzen gesetzt, weil zur Aufnahme der hiebei abwechselnd in entgegengesetzter Richtung wirksamen Kräfte bereits bei mässigen Geschwindigkeiten, bei denen eine befriedigende Leistung noch nicht erzielt werden kann, die tragenden Maschinenteile zur Vermeidung von Vibrationen so schwer ausgebildet sein müssen, dass schon durch den Materialaufwand unwirtschaftlich hohe Anschaffungskosten der Maschine entstehen.
Zur Behebung der Nachteile einer solchen alternierenden Bewegung ist bei Flächenschleifmaschinen der angegebenen Art, die zum Schleifen von Steinplatten bestimmt sind, vorgeschlagen worden, die Schleifspindel in einem Drehkopf exzentrisch zu lagern.
Bei den bisher bekannten Flächenschleifmaschinen dieser Art ist in einem am Maschinengestell angeordneten Auslegerarm oder Tragbügel ein Drehkopf gelagert, in dem eine Schleifspindel exzentrisch zu dessen Drehachse gelagert ist, die an ihrem unteren Ende eine Stirnschleifscheibe und an ihrem oberen Ende ein Zahnrad trägt, das in ein am Lager des Drehkopfes ortsfest angeordnetes Zahnrad eingreift und sich beim Drehen des Drehkopfes an diesem feststehenden Zahnrad abrollt, wodurch die Schleifscheibe in Drehung versetzt wird.
Bei diesen bekannten Flächenschleifmaschinen ist sowohl die Schleifspindel als auch die Antriebswelle des Drehkopfes in der Lagerung sehr kurz geführt, so dass bei der Rotation dieser Wellen ein Flattern der Schleifscheibe auch bei einem sehr schweren Aufbau der Tragteile der Maschine nicht ganz vermieden werden kann. Durch die bei diesen bekannten Flächenschleifmaschinen aus Materialersparnisgründen vorgesehene freitragende oder mindestens bis zu einem merklichen Ausmass schwingfähige Anordnung der an sich schon zu kurzen Lagerung der Antriebswelle des Drehkopfes und der Schleifspindel treten beim Planschleifen von Flächen unvermeidlich Vibrationen auf, die beim Planschleifen von Metalloberflächen, bei denen eine ausserordentlich hohe Genauigkeit gefordert wird, unbedingt vermieden werden müssen.
Die angeführten Nachteile und Mängel können durch eine Flächenschleifmaschine der weiter oben er- lauterten Art vermieden werden. die gemäss der Erfindung durch ein Antriebsritzel gekennzeichnet ist, das sowohl mit einem dem Schleifspindelantrieb dienenden Zahnrad als auch mit mindestens einem dem Drehkopfantrieb dienenden Zahnrad kämmt.
Bei der gemäss der Erfindung ausgebildeten Flächenschleifmaschine wird bei verhältnismässig klei-
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nem Materialaufwand eine ausserordentlich stabile Konstruktion erzielt, bei der im Gegensatz zu der bei den bekannten Maschinen gleicher Art angewendeten, mehr oder weniger freitragend ausladenden Lagerung der Wellen sowohl der Drehkopf als auch die Schleifspindel mit relativ sehr grosser Lagerlänge geführt werden können. Dadurch wird auch bei sehr hohen Drehzahlen ein vibrationsfreier Lauf der Schleifscheibegewährleistet, so dass eine mengenmässig und hinsichtlich der Oberflächengüte erhebliche Verbesserung der Schleifleistung erzielt wird.
Hiebei wird ferner auch die Abnutzung des Schleifkorns beträchtlich vermindert, weil bei der erfindungsgemässen Flächenschleifmaschine mit einem sehr kleinen, aber vollkommen gleichmässigen und kontinuierlichen Vorschub gearbeitet werden kann, bei dem mit verhältnismassig kleinem Kraftaufwand am feststehenden Werkstück, auch wenn dieses aus Metall besteht, ein Kreuzschliff mit hoher Genauigkeit erzeugt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist mit der der Schleifscheibe abgewendeten Seite des Drehkopfes ein Innen-Zahnkranz drehfest verbunden, in welchem mindestens ein mit dem Ritzel kämmen- des Zwischenrad eingreift.
Einesehr stabile Lagerung der Wellen bei raumsparender Konstruktion der Maschine wird dadurch ermöglicht, dass der Drehkopf an seinem Umfang durch Wälzlager im Gehäuse drehbar gelagert ist, dieAchse des Antriebsritzels koaxial zur Drehkopf-Achse verläuft und das Antriebsritzel und die Zwischenräder zueinander gestaffelt angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeicnnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel der Flächenschleifmaschine näher erläutert, ohne jedoch auf dieses Beispiel beschränkt zu sein, In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemässe Flächenschleifmaschine im axialen Längsschnitt und die Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach der Linie II-II bzw. III-III in Fig. 1.
Die beispielsweise dargestellte Flächenschleifmaschine weist ein Gehäuse 1 auf, in dem mittels Kugellager 3,4 ein Drehkopf 2 drehbar gelagert ist. In diesem Drehkopf 2 ist eine Schleifspindel 5 drehbar gelagert, die an einem Ende einen fest mit der Spindel verbundenen Segmentschleifkopf 6 trägt, in den Schleifsegmente 19 eingesetzt sind, deren Stirnflächen die Arbeitsflächen bilden. Statt dessen kann auf der Schleifwelle natürlich auch eine Topfschleifscheibe aufgesetzt sein, deren ringförmige Stirnfläche als Schleiffläche dient.
Die Schleifspindel 5 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel am werkzeugseitigen Ende mittels einesKegelrollenschraglagers und eines Axialkugellagers und am andern Ende mittels eines Radialwälzla- gers im Drehkopf 2 gelagert. Das werkzeugseitige Kugellager 4 des Drehkopfes 2 ist im Gehäuse 1 mittels eines an diesem befestigten Ringflansches 8 in axialer Richtung festgehalten und durch in Ringnuten des Flansches angeordnete Dichtungen gegen das Eindringen von Verunreinigungen oder Schleifstaub geschützt. Am gegenüberliegenden Ende des Drehkopfes ist mit diesem ein Zahnkranz 9 mit In- nenverzahnung drehfest verbunden, der gleichzeitig auch den Innenlaufring des Kugellagers 3 des Drehkopfes an diesem festhält.
Am Gehäuse 1 ist ein den Zahnkranz 9 umschliessendes Antriebsgehäuse 10 befestigt, in dem ebenfalls in Kugellagern eine Antriebswelle 11 drehbar gelagert ist, deren Drehachse koaxial zur Drehachse des Drehkopfes 2 verläuft.
Am äusseren Ende der Antriebswelle 11 ist eine Antriebsscheibe 16 befestigt, die z. B. mit mehreren Ringnuten für Keilriemen versehen sein kann. Am inneren Ende der Antriebswelle 11 ist ein Zahnritzel 21 angeordnet oder ausgebildet, das so lang bemessen ist, dass es sowohl mit einem am inneren Ende der Schleifspindel 6 angeordneten Zahnrad 7 als auch mit einem oder mehreren Zwischenrädern 12, 13 kämmen kann, die neben dem Zahnrad 7 liegen und ihrerseits mit derInnenver- zahnung des mit dem Drehkopf 2 verbundenen Zahnkranzes 9 in Eingriff stehen.
Diese Zwischenräder 12,13 sind entweder auf Achsen 14,15 drehbar gelagert, die im Antriebsgehäuse 10 befestigt sind, oder sie sind mit diesen Achsen drehfest verbunden, die dann im Antriebsgehäuse 10 drehbar gelagert und gegen axiale Verschiebung gesichert sind.
Am Gehäuse 1 ist schleifkopfseitig ein Schutzring 17 aufgesetzt und antriebsseitig eine Schutzhaube 18 befestigt, welche die Riemenscheibe gegen Berührung abdeckt.
Die Schleifspindel 5 ist im Drehkopf 2 exzentrisch zu dessen Drehachse angeordnet, wobei die Exzentrizität gleich der Summe der halben Teilkreisdurchmesser des Zahnritzels 21 und des Schleifspindelzahnrades 7 ist. Da bei der erfindungsgemässen Ausbildung und Anordnung der Lagerungen sowohl bei der Lagerung der Schleifspindel 5 im Drehkopf 2 als auch bei dessen Lagerung im Gehäuse 1, wie aus Fig.
l klar ersichtlich ist, ohne erhebliche Vergrösserung der Abmessungen der Maschine die Lagerungslänge beim Drehkopf und insbesondere bei der rasch laufenden Schleifspindel relativ gross gegenüber dem Lagerungsdurchmesser gewählt werden kann, wird bis zu hohen Drehzahlen ein ausseror-
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dentlichruhigerLauf erzielt, wodurch sich eine sehr gute OberflächenbeschaffenheitdergeschliffenenFlächen ergibt.
Um auch bei hohen Umlaufszahlen des Drehkopfes zur Vermeidung des Auftretens von Vibrationen die durch das Gewicht der exzentrisch gelagerten Schleifspindel verursachte Umwucht auszugleichen, ist zweckmässig im Drehkopf 2 spindelseitig eine Aussparung 22 ausgebildet, deren Form in den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Flächenschleifmaschine wird die Antriebswelle 11 von einem nicht dargestellten Motor über die Antriebsriemenscheibe 16 angetrieben. Das Zahnritzel 21 treibt hiebei einerseits über das Zahnrad 7 die Schleifspindel 5 mit dem Segmentschleifkopf 6 und anderseits über die Zwischenräder 12,13 den Zahnkranz 9 und den mit diesem fest verbundenen Drehkopf 2 an. Der Drehkopf 2 und die Schleifscheibe haben hiebei die gleiche Drehrichtung, wobei die Schleifscheibe ausser ihrer eigenen Drehbewegung auch eine Umlaufbewegung um die Drehachse des Drehkopfes ausführt.
Das in den Zeichnungen nicht dargestellte Werkstück braucht beim Flächenschleifenkeine Hubbewegung auszuführen, weil der Schleifkopf bzw. die ganze Flächenschleifmaschine durch irgendeine bei Werkzeugmaschinen übliche, nicht dargestellte Vorschubeinrichtung gegen das Werkstück zugestellt werden kann.
Die Zähnezahlen der miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder werden zweckmässig so gewählt, dass die Drehzahl des Drehkopfes vorzugsweise etwa 1/3-1/12 der Drehzahl der Schleifspindel beträgt. Um während des Schleifens das Auftreten von Schwingungen nach Möglichkeit zu vermeiden, soll das Gewicht des Drehkopfes mindestens das Fünffache des Gewichtes der Schleifspindel und aller mit dieser auf Drehung verbundenen Teile betragen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flachenschleifmaschine miteinerdrehbarenSchleifspindel, die an ihrem vorderen Ende eine Stirnschleifscheibe trägt, wobei die Schleifspindel in einem Drehkopf exzentrisch gelagert ist, gekenn- zeichnet durch ein Antriebsritzel (21), das sowohl mit einem dem Schleifspindelantrieb dienen-
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13) kämmt.Schleifscheibe (6, 19) abgewendeten Seite des Drehkopfes (2) ein Innen-Zahnkranz (9) drehfest verbunden ist, in den mindestens ein mit dem Antriebsritzel (21) kämmendes Zwischenrad (12, 13) eingreift.