Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zur Schleifbearbeitung von Werkstücken, mit einer Werkstückaufnahme, einem Maschinenbett, einer mit einer Steuerung versehenen Antriebseinrichtung, welche mit einer Schleifspindel verbunden ist, wobei durch die Schleifspindel eine translatorisch bewegbare Schleifscheibe rotatorisch antreibbar ist, einer Kühlmittelzufuhr, durch die Kühlmittel in einen Eingriffsbereich der Schleifscheibe mit dem Werkstück bringbar ist, sowie einem Schleifscheibenschutz, zur Ausbildung eines Schleifscheibenraumes, in dem die Schleifscheibe angeordnet ist.
Derartige Schleifmaschinen werden in der Regel mit einem Schleifscheibenschutz versehen, der die Schleifscheibe der Maschine umgibt. Zweck des Schleifscheibenschutzes ist es zum einen, das während des Schleifprozesses verwendete Kühlmittel zu sammeln, um eine Verschmutzung der Maschine zu verhindern. Zum anderen soll der Schleifscheibenschutz Bedienungspersonen vor abgelösten Schleifscheibenpartikeln oder vor einer eventuell sogar gebrochenen Schleifscheibe schützen. Um diese Funktionen möglichst zu erfüllen, sind solche Schleifscheibenschutze stets in unmittelbarer Nähe der Schleifscheibe angeordnet. Aus diesem Grund ist unter einem "Schleifscheibenschutz" auch grundsätzlich etwas anderes zu verstehen als beispielsweise eine Maschinenraumkapselung.
Wie deren Name schon andeutet, unterscheidet sich diese von einem Schleifscheibenschutz dadurch, dass sie den gesamten Maschinenraum - einschliesslich der Werkstückhalterung und dem Schleifspindelstock - umgibt.
Es ist seit langem vorbekannt und üblich, den Schleifscheibenschutz gegenüber der Schleifscheibenspindel zu fixieren. Dazu weist der Schleifscheibenschutz - je nachdem, ob die Spindel ein- oder beidseitig gelagert ist - eine bzw. zwei sich gegenüberliegende, kreisrunde \ffnungen auf, durch welche die Spindel hindurchgeführt ist. Aufgrund dieser Fixierung ergibt sich, dass der Schleifscheibenschutz bei einer translatorischen Bewegung der Schleifscheibe mitgenommen wird. Solche translatorischen Bewegungen sind beispielsweise nach einem Abrichten als Zustellbewegung in Richtung des Werkstückes erforderlich, um die mit dem Abrichten verbundene Verkleinerung des Durchmessers der Scheibe zu kompensieren.
Die zuvor beschriebene Ausbildung von Schleifmaschinen kann jedoch in Bezug auf das Einfangen des Kühlmittels nicht zufrieden stellen. Der Schleifscheibenschutz ist nämlich auf den Anfangsdurchmesser der grössten verwendeten Schleifscheibe abgestimmt. Werden kleinere Schleifscheiben eingesetzt oder hat sich der Durchmesser einer Schleifscheibe nach mehrmaliger Verwendung und Abrichtung stark verringert, so wird der Abstand der Scheibe zum Schleifschutz grösser. Das von der Schleifscheibe mitgenommene Kühlmittel wird deshalb nur teilweise gegen den Schleifscheibenschutz geschleudert. Der andere Teil kann aus dem Schutz austreten und verschmutzt somit die Maschine.
Handelt es sich hierbei um Rundschleifmaschinen, dann kommt hinzu, dass das Kühlmittel, wegen der Ausgleichsbewegung der Schleifscheibe zusammen mit dem Schleifscheibenschutz, auch auf ein rotierendes Werkstück auftrifft. Wie es sich gezeigt hat, verschmutzt das von dem Werkstück unkontrolliert abprallende Kühlmittel die Schleifmaschine.
Da es insbesondere bei Rundschleifmaschinen üblich ist, die Kühlmittelzufuhr aussen am Schleifscheibenschutz zu befestigen, ist es des Weiteren nachteilig, dass durch die Verkleinerung des Durchmessers der Scheibe das Kühlmittel nicht mehr auf die Mantelfläche der Scheibe auftrifft. Da somit zumindest kein bzw. keine ausreichende Menge an Kühlmittel in den Wirkbereich zwischen Werkstück und der Schleifscheibe gelangt, entstehen am jeweiligen Werkstück Brandspuren, wodurch solche Werkstücke zum Ausschuss werden. Dies lässt sich nur dadurch vermeiden, dass die Ausrichtung der Kühlmittelzufuhr dem jeweiligen Schleifscheibendurchmesser angepasst wird. Da Schleifmaschinen oftmals als Automaten ausgebildet werden, sind dazu relativ aufwändige motorisch angetriebene Verstelleinrichtungen notwendig.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Schleifmaschine so zu gestalten, dass die oben genannten Funktionen des Schleifscheibenschutzes besser gewährleistet werden.
Diese Aufgabe wird bei einer eingangs erwähnten Schleifmaschine dadurch gelöst, dass der Schleifscheibenschutz, während der translatorischen Bewegung der Schleifscheibe, in Bezug auf das Maschinenbett ortsfest angeordnet ist.
Da durch diese Lösung der Schleifscheibenschutz nicht mehr zusammen mit der Schleifscheibe am Schleifspindelstock befestigt ist, wird die durch den Schleifspindelstock zu bewegende Masse erheblich reduziert. Insbesondere in Verbindung mit Rundschleifmaschinen, bei denen der Schleifscheibenschutz üblicherweise im Wirkbereich zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück einseitig offen ausgestaltet ist, ergibt sich auch eine wesentliche Verbesserung beim Einfangen des Kühlmittels. Somit kann die bisher kaum zu vermeidende Verschmutzung der Maschine bei wechselnden Schleifscheibendurchmessern reduziert werden.
Wie bereits erwähnt wurde, ist es bei Rundschleifmaschinen üblich, die Kühlmittelzufuhr aussen am Schleifscheibenschutz anzubringen. Da erfindungsgemäss der Schleifscheibenschutz der Schleifscheibe bei deren translatorischen Bewegung nicht mehr folgt, kann ein Nachführen der Düse der Kühlmittelzufuhr entfallen und aufwändige Verstell- und Nachführmechanismen für die Kühlmittelzufuhr vermieden werden. Gleich welchen Durchmesser die Schleifscheibe aufweist, die Kühlmitteldüse ist stets auf den Eingriffsbereich der Mantelfläche der Schleifscheibe mit dem Werkstück gerichtet, wodurch die Gefahr von Brandspuren wesentlich verringert werden kann.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung kommen zwar in Verbindung mit Rundschleifmaschinen, wie beispielsweise Innen-, Aussen- und Spitzenlos-Rundschleifmaschinen, besonders gut zum Tragen. Selbstverständlich können aber auch andere Schleifmaschinen, insbesondere Flachschleifmaschinen, erfindungsgemäss ausgebildet sein.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung einer ausschnittsweise gezeigten vorbekannten Schleifmaschine;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung einer ausschnittsweise dargestellten erfindungsgemässen Schleifmaschine
Zur Erläuterung der Unterschiede zwischen bisherigen Schleifscheibenschutzen und einem erfindungsgemässen Schleifscheibenschutz wird nachfolgend zunächst eine in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte und dem Stand der Technik entsprechende Schleifmaschine erläutert. Wie durch einen Pfeil angedeutet ist, ist hier ein Schleifscheibenschutz 1 gegenüber einem Maschinenbett 2 beweglich angeordnet. Eine Schleifscheibe 3 befindet sich in einem durch den Schleifscheibenschutz 1 gebildeten Schleifscheibenraum 4. Der geschnitten dargestellte Schutz 1 ist um eine Schleifspindel an einem verfahrbaren Schleifspindelstock fixiert.
Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemässe numerisch gesteuerte Rundschleifmaschine ist mit einem Schleifscheibenschutz 11 versehen, der an dem Maschinenbett 12 mit geeigneten Befestigungsmitteln 14, beispielsweise mit Schrauben, lösbar befestigt ist. Der Schleifscheibenschutz 11 ist somit fixiert und kann keine translatorischen Bewegungen ausführen.
Die sich auf einer Schleifspindel 15 befindende Schleifscheibe 13 ist innerhalb eines durch ein Gehäuse 16 des Schleifscheibenschutzes 11 gebildeten Schleifscheibenraumes 17 angeordnet. In der Darstellung von Fig. 2 ist die Schleifscheibe 13 durch eine gepunktete Kreislinie auch in einer zweiten Position in dem Schleifscheibenraum gezeigt. Wie zu erkennen ist, ist die Höhe H des Schleifscheibenraumes 17 nur unwesentlich grösser als der Durchmesser D der grössten verwendeten Schleifscheibe 13. Die Länge des Schleifscheibenschutzes 11 ist hingegen weitaus grösser als der Durchmesser D der Schleifscheibe 13.
Damit die Schleifscheibe 13 in dem Schleifscheibenschutz 11 in horizontaler Richtung translatorisch bewegbar ist, weist dieser in seinem, einem Schleifspindelstock 18 gegenüber liegendem, Blech 20 eine horizontal ausgerichtete langlochartige Ausnehmung 21 auf, durch die die Schleifspindel 13 in den Schleifscheibenraum 17 ragt und in der die Schleifspindel in horizontaler Richtung bewegbar ist. Solche translatorischen Bewegungen werden - ebenso wie die Rotationsbewegung der Schleifscheibe - von ausserhalb des Schleifscheibenraumes 17 angeordneten Antriebseinrichtungen erzeugt. Diese sind in einem Schleifspindelstock 18 angeordnet, in dem ausserdem die Schleifspindel 15 gelagert ist.
Das Gehäuse 16 des Schleifscheibenschutzes 11 hat im Wesentlichen die Form eines Quaders, bei dem Endstücke einer Seitenfläche 22 zum Schleifscheibenraum hin abgewinkelt sind. Der Schleifscheibenschutz 11 ist mit Ausnahme der Ausnehmung 21 und seiner, einer nicht dargestellten Werkstückaufnahme gegenüberliegenden, \ffnung 23 vollständig geschlossen. Im Bereich der \ffnung 23 ist an dem Schleifscheibenschutz 11 eine Kühlmittelzufuhr 24 angebracht. Die Anordnung der Kühlmittelzufuhr 24 ist dabei so vorgenommen, dass eine Kühlmitteldüse 25 auf einen Abschnitt 26 der Mantelfläche der Schleifscheibe 13 gerichtet ist. Dieser Abschnitt 26 ragt aus der \ffnung 23 des Schleifscheibenschutz 11 heraus.
Wie Fig. 2 entnommen werden kann, trifft das Kühlmittel dabei in etwa im Bereich einer (nicht dargestellten) Schnittgeraden auf die Schleifscheibe auf, die durch die Mantelfläche der Schleifscheibe 11 und einer vertikal ausgerichteten und die Schleifscheibe 13 tangential berührenden (imaginären) Ebene gebildet wird. Die Schleifscheibe 13 steht während einer Bearbeitung entlang dieser Schnittgeraden mit einem Werkstück in Eingriff.
Wie Fig. 2 zeigt, ist in die Kühlmittelzufuhr eine Blende 27 integriert, die die \ffnung 23 oberhalb des Eingriffsbereiches der Schleifscheibe 13 bis auf einen im Wesentlichen konstant breiten Spalt 29 verschliesst. Zwar bleibt die Breite des Spaltes 29 bei kleiner werdendem Durchmesser der Schleifscheibe nicht konstant. Da sich jedoch die Eingriffsstelle der Schleifscheibe 13 stets am gleichen Ort befindet, verändert sich der Abstand zwischen der Eingriffsstelle der Scheibe 13 und der Blende 27 nicht. Damit bleibt aber auch die sich durch diesen Abstand ergebende Austrittsöffnung für lose Schleifscheibenstücke und/oder von der Scheibe 13 mitgenommenem Kühlmittel unverändert klein.
Zur Verringerung der Verschmutzung trägt ausserdem bei, dass, wie bereits erläutert wurde, die Kühlmitteldüse 25 stets auf den Bereich gerichtet ist, in dem die Schleifscheibe mit dem Werkstück in Eingriff steht. Anders als bei vorbekannten Schleifmaschinen ist somit die Kühlmitteldüse 25, auch ohne dass diese nachgeführt werden müsste, bei einer Verringerung des Schleifscheibendurchmessers nicht auf das Werkstück gerichtet.
Verkleinert sich der Durchmesser der Schleifscheibe 13, beispielsweise durch Abrichten oder durch Abnutzung während des Schleifprozesses, so wird die Schleifscheibe in horizontaler Richtung (Pfeil 31) innerhalb des ortsfesten Schleifscheibenschutzes 11 translatorisch zu dem Werkstück hin zugestellt, um die Durchmesserverkleinerung der Schleifscheibe 13 zu kompensieren.
The invention relates to a grinding machine for grinding workpieces, with a workpiece holder, a machine bed, a drive device provided with a control, which is connected to a grinding spindle, wherein a grinding wheel that can be moved in translation is rotatably driven by the grinding spindle, a coolant supply through which the coolant an engagement area of the grinding wheel with the workpiece can be brought, as well as a grinding wheel protection, for forming a grinding wheel space in which the grinding wheel is arranged.
Such grinding machines are usually provided with a grinding wheel protector which surrounds the grinding wheel of the machine. The purpose of grinding wheel protection is, on the one hand, to collect the coolant used during the grinding process in order to prevent contamination of the machine. On the other hand, the grinding wheel protection is intended to protect operators from detached grinding wheel particles or from a possibly even broken grinding wheel. In order to fulfill these functions as far as possible, such grinding wheel guards are always arranged in the immediate vicinity of the grinding wheel. For this reason, "grinding wheel protection" is also to be understood in principle as something different than, for example, a machine room encapsulation.
As its name suggests, this differs from grinding wheel protection in that it surrounds the entire machine room - including the workpiece holder and the grinding headstock.
It has long been known and customary to fix the grinding wheel guard in relation to the grinding wheel spindle. For this purpose, depending on whether the spindle is supported on one or both sides, the grinding wheel guard has one or two opposing, circular openings through which the spindle is passed. This fixation means that the grinding wheel protector is taken along when the grinding wheel moves translationally. Such translatory movements are required, for example, after dressing as a feed movement in the direction of the workpiece in order to compensate for the reduction in the diameter of the disk associated with the dressing.
The design of grinding machines described above, however, cannot be satisfactory with regard to the trapping of the coolant. The grinding wheel protection is in fact matched to the initial diameter of the largest grinding wheel used. If smaller grinding wheels are used or if the diameter of a grinding wheel has decreased significantly after repeated use and dressing, the distance between the wheel and the grinding protection increases. The coolant entrained by the grinding wheel is therefore only partially thrown against the grinding wheel protection. The other part can escape from the protection and thus contaminate the machine.
If these are cylindrical grinding machines, then there is also the fact that the coolant, due to the compensating movement of the grinding wheel together with the grinding wheel guard, also strikes a rotating workpiece. As has been shown, the coolant that bounces off the workpiece in an uncontrolled manner contaminates the grinding machine.
Since it is customary, particularly in the case of cylindrical grinding machines, to fasten the coolant supply on the outside of the grinding wheel guard, it is further disadvantageous that, by reducing the diameter of the wheel, the coolant no longer strikes the outer surface of the wheel. Since at least no or not a sufficient amount of coolant reaches the effective area between the workpiece and the grinding wheel, burn marks occur on the respective workpiece, as a result of which such workpieces become rejects. This can only be avoided by adapting the orientation of the coolant supply to the respective grinding wheel diameter. Since grinding machines are often designed as automatic machines, relatively complex motor-driven adjustment devices are necessary for this.
The invention is therefore based on the object of designing a grinding machine in such a way that the abovementioned functions of grinding wheel protection are better guaranteed.
This object is achieved in a grinding machine mentioned at the outset in that the grinding wheel guard is arranged in a stationary manner with respect to the machine bed during the translatory movement of the grinding wheel.
Since this solution means that the grinding wheel guard is no longer attached to the grinding headstock together with the grinding wheel, the mass to be moved by the grinding headstock is considerably reduced. Particularly in connection with cylindrical grinding machines, in which the grinding wheel protector is usually designed to be open on one side in the effective area between the grinding wheel and the workpiece, there is also a significant improvement in the trapping of the coolant. This means that the contamination of the machine that has so far been unavoidable can be reduced with changing grinding wheel diameters.
As already mentioned, it is common with cylindrical grinding machines to attach the coolant supply to the outside of the grinding wheel guard. Since, according to the invention, the grinding wheel protection no longer follows the grinding wheel during its translatory movement, there is no need to track the nozzle of the coolant supply and expensive adjustment and tracking mechanisms for the coolant supply can be avoided. Regardless of the diameter of the grinding wheel, the coolant nozzle is always directed towards the area of engagement of the outer surface of the grinding wheel with the workpiece, whereby the risk of burn marks can be significantly reduced.
The advantages of the present invention come into play particularly well in connection with cylindrical grinding machines, such as internal, external and centerless cylindrical grinding machines. Of course, other grinding machines, in particular surface grinding machines, can also be designed according to the invention.
Further preferred embodiments of the invention result from the dependent claims.
The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown schematically in the figures; show it:
Figure 1 is a partially sectioned illustration of a known grinding machine shown in sections.
Fig. 2 is a partially sectioned illustration of a grinding machine according to the invention shown in sections
In order to explain the differences between previous grinding wheel protectors and a grinding wheel protector according to the invention, a grinding machine shown in detail in FIG. 1 and corresponding to the prior art will first be explained below. As indicated by an arrow, here a grinding wheel guard 1 is movably arranged relative to a machine bed 2. A grinding wheel 3 is located in a grinding wheel space 4 formed by the grinding wheel protection 1. The protection 1 shown in section is fixed around a grinding spindle on a movable grinding headstock.
The numerically controlled cylindrical grinding machine according to the invention shown in FIG. 2 is provided with a grinding wheel protector 11 which is detachably fastened to the machine bed 12 with suitable fastening means 14, for example with screws. The grinding wheel protection 11 is thus fixed and cannot carry out any translatory movements.
The grinding wheel 13 located on a grinding spindle 15 is arranged within a grinding wheel space 17 formed by a housing 16 of the grinding wheel protection 11. 2, the grinding wheel 13 is also shown in a second position in the grinding wheel space by a dotted circular line. As can be seen, the height H of the grinding wheel space 17 is only insignificantly greater than the diameter D of the largest grinding wheel 13 used. The length of the grinding wheel guard 11, on the other hand, is far greater than the diameter D of the grinding wheel 13.
So that the grinding wheel 13 can be moved translationally in the grinding wheel protection 11, it has a horizontally oriented slot-like recess 21 in its sheet metal 20 opposite a grinding headstock 18, through which the grinding spindle 13 projects into the grinding wheel space 17 and in which Grinding spindle is movable in the horizontal direction. Such translatory movements - like the rotational movement of the grinding wheel - are generated by drive devices arranged outside the grinding wheel chamber 17. These are arranged in a grinding headstock 18, in which the grinding spindle 15 is also mounted.
The housing 16 of the grinding wheel protection 11 essentially has the shape of a cuboid, in which end pieces of a side surface 22 are angled toward the grinding wheel space. With the exception of the recess 21 and its opening 23 opposite a workpiece holder (not shown), the grinding wheel protection 11 is completely closed. A coolant supply 24 is attached to the grinding wheel guard 11 in the area of the opening 23. The arrangement of the coolant supply 24 is such that a coolant nozzle 25 is directed onto a section 26 of the outer surface of the grinding wheel 13. This section 26 protrudes from the opening 23 of the grinding wheel protection 11.
As can be seen in FIG. 2, the coolant strikes the grinding wheel approximately in the region of a cutting line (not shown), which is formed by the outer surface of the grinding wheel 11 and a vertically oriented (imaginary) plane touching the grinding wheel 13 . The grinding wheel 13 is in engagement with a workpiece during machining along this cutting line.
As FIG. 2 shows, a diaphragm 27 is integrated in the coolant supply, which closes the opening 23 above the engagement area of the grinding wheel 13 except for a gap 29 that is essentially constant in width. The width of the gap 29 does not remain constant as the diameter of the grinding wheel becomes smaller. However, since the point of engagement of the grinding wheel 13 is always at the same location, the distance between the point of engagement of the wheel 13 and the diaphragm 27 does not change. However, the outlet opening for loose grinding wheel pieces and / or coolant entrained by the wheel 13 resulting from this distance remains small.
The fact that the coolant nozzle 25 is always directed toward the area in which the grinding wheel engages with the workpiece also contributes to reducing the contamination. In contrast to previously known grinding machines, the coolant nozzle 25 is thus not directed toward the workpiece when the grinding wheel diameter is reduced, even without this having to be tracked.
If the diameter of the grinding wheel 13 decreases, for example due to dressing or wear during the grinding process, then the grinding wheel is moved in a horizontal direction (arrow 31) within the stationary grinding wheel guard 11 translationally towards the workpiece in order to compensate for the reduction in diameter of the grinding wheel 13.