Flächenschleifmaschine Die Erfindung betrifft eine Flächenschleifma schine mit einer drehbaren Schleifspindel, welche an ihrem freien Ende eine Stirnschleifscheibe trägt, wobei die Schleifspindel in einem Drehkopf exzen trisch gelagert ist.
Bei Flächenschleifmaschinen 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 zwi schen 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 Schleif scheibe hin- und herbewegt werden oder es muss die Schleifscheibe samt ihrem Support quer zur Dreh achse oder Schleifspindel auf der Werkstückoberflä che bewegt, z.
B. entlang eines Kreisbogens ver- schwenkt werden.
Diese Arbeitsweise hat den grossen Nachteil, dass verhältnismässig schwere Massen unter Entwicklung grosser Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte bewegt werden müssen. Dadurch sind den Bewe gungsgeschwindigkeiten des Tisches oder des Schleif- scheibensupportes enge Grenzen gesetzt, weil zur Aufnahme der hierbei abwechselnd in entgegenge setzter Richtung wirksamen Kräfte bereits bei mässi- gen Geschwindigkeiten, bei denen eine befriedigende Leistung noch nicht erzielt werden kann, die tragen den Maschinenteile zur Vermeidung von Vibrationen so schwer ausgebildet sein müssen,
dass schon durch den Materialaufwand unwirtschaftlich hohe Anschaf fungskosten der Maschine entstehen.
Zur Behebung der Nachteile einer solchen alter nierenden Bewegung ist bei Flächenschleifmaschinen der angegebenen Art, die zum Schleifen von Stein platten bestimmt sind, vorgeschlagen worden, die Schleifspindel in einem Drehkopf exzentrisch zu lagern.
Bei .den bisher .bekannten Flächenschleifma- schinen dieser Art ist in einem am Maschinengestell angeordneten Auslegerarm oder Tragbügel ein Dreh kopf gelagert, in dem eine Schleifspindel exzentrisch zu dessen Drehachse gelagert ist, die an ihrem un teren Ende eine Stimschleifscheibe und an ihrem oberen Ende ein Zahnrad trägt, das in ein in einem 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 Flä chenschleifmaschinen aus Materialersparnisgründen vorgesehene freitragende oder mindestens bis zu einem merklichen Ausmass schwingfähige Anord- nung,der ,an issch ,schon au kurzen Lagerung der An triebswelle des Drehkopfes und der Schleifspindel treten beim Planschleifen von Flächen unvermeidlich Vibrationen auf, die beim Planschleifen von Metall- oberflächen,
bei denen eine ausserordentlich hohe Genauigkeit gefordert wird, unbedingt vermieden werden müssen.
Die angeführten Nachteile und Mängel können durch eine Flächenschleifmaschine der weiter oben erläuterten Art vermieden werden, die gemäss der Erfindung gekennzeichnet ist durch ein Antriebsrit- zel, das sowohl mit einem dem Schleifspindelantrieb dienenden Zahnrad als auch mit mindestens einem dem Drehkopfantrieb dienenden Zahnrad kämmt.
Bei der gemäss der Erfindung ausgebildeten Flä- chenschleifmaschine wird bei verhältnismässig klei nem Materialaufwand eine ausserordentlich stabile Konstruktion erzielt, bei der im Gegensatz zu der bei den bekannten Maschinen gleicher Art angewende ten, 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 Schleifscheibe gewährleistet, so dass eine mengen- mässig und hinsichtlich der Oberflächengüte erhebli che Verbesserung der Schleifleistung erzielt wird.
Hierbei wird ferner auch die Abnützung des Schleif kornes beträchtlich vermindert, weil bei der erfin dungsgemässen Flächenschleifmaschine mit einem sehr kleinen, aber vollkommen gleichmässigen und kontinuierlichen Vorschub gearbeitet werden kann, bei dem mit verhältnismässig kleinem Kraftaufwand am feststehenden Werkstück, auch wenn dieses aus Metall besteht, ein Kreuzschliff mit hoher Geschwin digkeit erzeugt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist mit der der Schleifscheibe abgewandten Seite des Dreh kopfes ein Innen-Zahnkranz drehfest verbunden, in welchem mindestens ein mit dem Ritzel kämmendes Zwischenrad eingreift.
Eine sehr stabile Lagerung der Wellen bei raum sparender Konstruktion der Maschine wird bei einer Ausführungsform dadurch ermöglicht, dass der Drehkopf an seinem Umfang durch Wälzlager im Gehäuse drehbar gelagert ist, die Achse des An triebsritzels koaxial zur Drehkopf-Achse verläuft und das Antriebsritzel und die Zwischenräder zueinander gestaffelt angeordnet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Flächenschleifmaschine darge stellt. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemässe Flächenschleifma schine im axialen Längsschnitt, Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach der Linie II II bzw. III-III in Fig. 1.
Die beispielsweise dargestellte Flächenschleifma schine weist ein Rotorgehäuse 1 auf, in dem mittels Kugellagern 3, 4 ein Drehkopf 2 drehbar gelagert ist. In diesem Drehkopf 2 ist eine Schleifspindel 5 dreh bar gelagert, die an einem Ende einen fest mit der Spindel verbundenen Segmentschleifkopf 6 trägt, in den Schleifsegmente 19 eingesetzt sind, deren Stirn flächen die Arbeitsflächen bilden. Statt dessen kann auf der Schleifwelle natürlich auch eine Tapfschleif- scheibe aufgesetzt sein, deren ringförmige Stirnfläche als Schleiffläche dient.
Die Schleifspindel 5 ist beim dargestellten Aus- führungsbeispiel am werkzeugseitigen Ende mittels eines Kegelrollenschräglagers und eines Axialkugel lagers und am anderen Ende mittels eines Radial- wälzlagers im Drehkopf 2 gelagert.
Das werkzeugsei- tige Kugellager 4 des Drehkopfes 2 ist im Gehäuse 1 mittels eines an diesem befestigten Ringflansches 8 in axialer Richtung festgehalten und durch in Ringnuten dies Flansches angeordnete Dichtlungen gegen das Eindringen von Verunreinigungen oder Schleifstaub geschützt. Am gegenüberliegenden Ende des.
Dreh kopfes ist mit diesem ein Zahnkranz 9 mit Innenver- zahnung drehfest verbunden, der gleichzeitig auch denn Innenlaufring des, Kugellagers 3 des. Drehkopfes an diesem festhält.
Am Rotorgehäuse 1 ist ein den Zahnkranz 9 umschliessendes Antriebsgehäuse 10 befestigt, in dem .ebenfalls in Kugelhagern .eine An- triebswelle 11 drehbar gelagert isst, deren Drehachse kosaxial 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 der Innenverzahnung 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 Antriebs gehäuse 10 befestigt sind, oder sie sind mit diesen Achsen drehfest verbunden, die dann im Antriebsge häuse 10 drehbar gelagert und gegen axiale Verschie bung gesichert sind.
Am Rotorgehäuse 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 exzen trisch zu dessen Drehachse angeordnet, wobei die Exzentrizität gleich der Summe der halben Teilkreis durchmesser des Zahnritzels 21 und des Schleifspin- delzahnrades 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 Rotorgehäuse 1, wie aus Fig. 1 klar ersichtlich ist, ohne erhebliche Ver grösserung der Abmessungen der Maschine die Lage rungslänge beim Drehkopf und insbesondere bei der rasch laufenden Schleifspindel relativ gross gegen über dem Lagerungsdurchmesser gewählt werden kann, wird bis zu hohen Drehzahlen ein ausserodent- lich ruhiger Lauf erzielt,
wodurch sich eine sehr gute Oberflächenbeschaffenheit der geschliffenen Flächen ergibt.
Um auch bei hohen Umlaufzahlen des Drehkop fes zur Vermeidung des Auftretens von Vibrationen die durch das Gewicht der exzentrisch gelagerten Schleifspindel verursachte Unwucht 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 Flächen schleifmaschine wird die Antriebswelle 11 von einem nicht dargestellten Motor über die Antriebsriemen scheibe 16 angetrieben. Das Zahnritzel 21 treibt hierbei einerseits über das Zahnrad 7 die Schleifspin del 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 hierbei die gleiche Drehrichtung, wobei die Schleifscheibe ausser ihrer eigenen Drehbewegung auch eine Umlaufbewe gung um die Drehachse des Drehkopfes ausführt.
Das in der Zeichnung nicht dargestellte Werkstück braucht beim Flächenschleifen keine Hubbewegung auszuführen, weil der Schleifkopf bzw. die ganze Flä chenschleifmaschine durch irgendeine bei Werkzeug maschinen übliche, in der Zeichnung nicht darge stellte Vorschubrichtung gegen das Werkstück zuge stellt werden kann.
Die Zahnzahl der miteinander in Eingriff ste henden Zahnräder wird zweckmässig so gewählt, dass die Drehzahl des Drehkopfes vorzugsweise etwa 1/s bis'/" der Drehzahl der Schleifspindel beträgt. Um während des Schleifens das Auftreten von Schwingungen nach Möglichkeit zu vermeiden, soll das Gewicht des Drehkopfes mindestens das Fünffa che des Gewichtes, oder Schleifspindel und aller mit dieser auf Drehung verbundenen Teile betragen.