DE10100871C1

DE10100871C1 - Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken

Info

Publication number: DE10100871C1
Application number: DE2001100871
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Klopmeier
Original assignee: SMS Eumuco GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: WO2002055262A1

Abstract

Bei einer Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifeinheit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im Maschinengehäuse von Rollen bzw. Vorschubscheiben und/oder Linealen bzw. Leisten gestützten Werkstück anstellbaren, von einem Support getragenen angetriebenen Schleifscheibe, ist in Durchlaufrichtung des Werkstückes ein von dem ersten Schleifscheibensupport unabhängiger zweiter Schleifscheibensupport angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifein heit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im Maschinengehäuse von Rollen, Vorschubscheiben und/oder Linealen oder Leisten gestützten Werk stück anstellbaren, von einem Schleifscheibensupport getragenen angetriebenen Schleifscheibe.

Eine Spitzenlos-Schleif-, Bürst- und/oder Poliermaschine dieser Art ist durch die DE 296 11 638 U1 bekannt geworden. Bei dieser Schleifmaschine ist sowohl die Schleifscheibe als auch die dieser gegenüberliegende Vorschub- bzw. Regel scheibe oberhalb der Arbeitsebene aufgehängt, um diese Teile von starker Ver schmutzung freizuhalten. Der pendelnd angeordneten Schleifscheibe kann zur Mittelachse symmetrisch eine weitere Schleifscheibe zugeordnet werden, so daß der Abtrag an zwei gegenüberliegenden Stellen des Werkstückes erfolgt. Es wird dort auch eine Schleifmaschinen-Linie vorgeschlagen, bei der auf einem gemein samen Grundständer zwei separate Maschinengehäuse mit entweder einer oder - in gegenüberliegender Anordnung - zwei Schleifscheiben vorgesehen sind.

Aus der DE 33 08 586 C2 ist es zur spitzenlosen, spanenden Außenfeinbearbei tung von länglichen, eine äußere Krümmung aufweisenden Werkstücken bekannt, drei das Werkstück berührende Bearbeitungswerkzeuge vorzusehen, von denen zumindest zwei um zueinander im wesentlichen parallele Achsen drehbar sind. Die Werkzeuge sind in einer Dreieckskonfiguration mit radialem Abstand vonein ander so angeordnet, daß sie einen zentralen Werkstückaufnahmeraum für den Durchlauf des Werkstückes bilden. Zumindest eines der Bearbeitungswerkzeuge ist zum Erzeugen einer Drehbewegung mit einer Antriebseinrichtung versehen.

Die beiden gebräuchlichen Maschinenanordnungen zum spitzenlosen Durch gangsschleifen basieren zum einen auf Vorschubgetriebe und gegenüberliegen den Schleifscheiben sowie auf einer Schleifscheibe mit Stabführung und Vorschu bantrieb über eine Regelscheibe. In jedem Fall ist jedoch problematisch, daß das Werkstück auf der gerade bearbeiteten Oberfläche geführt wird. Dadurch ergeben sich Formabweichungen und somit unerwünschte Unrundheiten, die von der Be arbeitung (Zustellung) und der Geometrie der Führung (Berührungspunkte/-linien) abhängig sind. Um die Formgenauigkeit zu verbessern, bestehen übliche Maß nahmen darin, mit einer geringeren Spanabnahme bzw. in mehreren Durchgängen zu arbeiten, die Werkstücke bzw. Stäbe um die Längsachse zu wenden oder die Bearbeitung auf unterschiedlichen Maschinentypen mit veränderter Führungs geometrie vorzunehmen. Die Maschinenleistung - installierte Schruppleistung - kann bei Anwendung dieser Maßnahmen nur zu einem geringen Teil ausgenutzt werden, was zur Einhaltung der hohen Rundheitsforderungen gleichwohl in Kauf genommen wurde. Beim Betrieb dieser Maschinen wird zum Schruppen und Schlichten im Regelfall dieselbe Schleifscheibenqualität eingesetzt, um Wechsel zeiten zu sparen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spitzenlos- Schleifmaschine in einfacher Bauweise zu schaffen, die trotzdem einerseits eine höhere Produktionsleistung und andererseits dennoch eine bessere geometrische Schleifgenauigkeit ermöglicht sowie zudem variablere Betriebsweisen erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß (bei der gattungsgemäßen Spitzenlos-Schleifmaschine) in Durchlaufrichtung des Werkstückes ein von dem ersten Schleifscheibensupport unabhängiger zwei ter Schleifscheibensupport angeordnet ist. Indem somit zwei in Reihe beabstan dete Supporte mit unabhängigen Zustellantrieben für die Schleifscheiben vorgesehen sind, läßt sich mit nur einer Maschine ein Kombibetrieb ermöglichen, d. h. Schruppen und Schlichten bzw. Feinschleifen in einem Durchgang. Bei gleichzei tiger Schrupp- und Schlichtbearbeitung ergibt sich trotz einer reduzierten Schruppleistung eine Leistungssteigerung gegenüber der Bearbeitung in zwei Durchgängen auf einer oder mehreren Maschinen. Es wurde erkannt, daß die Lei stungssteigerung möglich ist, weil die Leistungsgrenzen beim Schlichten nicht durch die Maschinenkapazität, sondern aus technologischen Gründen begrenzt sind, d. h. in der Praxis die Abtragsrate beim Schlichten durch Anforderungen an die Oberflächengüte und vor allem an die Rundheit eingeschränkt ist. Die sich hieraus ergebende Reserve, die im Kombibetrieb auf der ersten Schleifstation eine zusätzliche Bearbeitung und eine Leistung wie bei einem konventionellen Schlichtprozeß ermöglicht, kann für eine leistungsreduzierte Schruppbearbeitung genutzt werden. Hierdurch läßt sich beim Kombibetrieb aufgrund des geringeren Verschleißfaktors beim Schruppen mit geringerer Abtragrate der Werkzeugver schleiß deutlich verringern.

Wenn folglich vorzugsweise die Supporte mit Schleifscheiben unterschiedlicher Qualität bestückt sind, lassen sich erfindungsgemäß auf einer Maschine zwei un abhängige Bearbeitungsschritte bei einem Werkstück-Durchlauf durchführen. Gleichwohl ist es optional möglich, nur zu schruppen oder nur zu schlichten. Beim Kombibetrieb mit Schruppen und Schlichten empfiehlt es sich für ein automati sches Zustellen der Supporte bzw. Schleifscheiben, daß zumindest hinter dem Schruppsupport, d. h. der in Durchlaufrichtung vorderen Einheit ein Durchmesser meßgerät vorgesehen ist. Dies gilt auch für das Schruppen und Feinschleifen. Ei ne automatische Zustellung empfiehlt sich auch beim reinen Schruppbetrieb, wenn nach dem Einrichten (Ankratzen) der Schleifscheiben beide Schleifscheiben ent sprechend der gewünschten Durchmesserabnahme zugestellt werden sollen. Während der Bearbeitung lassen sich beide Supporte entsprechend dem gemes senen Verschleiß um den gleichen Betrag zustellen. Gleiches gilt im Grunde auch für den reinen Schlichtbetrieb, und grundsätzlich wenn mit unterschiedlichen Ab tragraten gearbeitet wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schleifscheibensupporte als Schleifschwin gen ausgebildet sind. Dies bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, das Ein stellen des Schleifspaltes durch Verschränken der Schleifschwingen vorzuneh men. Eine solche Einstellung kann gegebenenfalls auch im Schnitt vorgenommen werden. Alternativ ist es möglich, die Zustellung der Schleifscheiben als Linearfüh rung auszubilden.

Eine weitere Ausgestaltungsmaßnahme besteht darin, daß die Schleifscheiben oberhalb des Werkstücks angeordnet sind. Dies trägt zur Verbesserung der Über sichtlichkeit bei und ermöglicht einen guten Zugang zu allen Einstellelementen.

Nach einer Ausführung der Erfindung sind die den beiden Schleifscheibensup porten gegenüberliegenden Werkstück-Stütz- und Führungsmittel mit unterschied licher Führungsgeometrie eingestellt. Die Werkstückführung läßt sich damit so optimieren, daß der verbleibende Formfehler ohne sonstige Maßnahmen minimal wird. Mit der Einstellung könnte am ersten Support. z. B. ein "Dreifachfehler" provo ziert und am zweiten Support könnte dieser Fehler gezielt abgebaut werden. Bei der Anordnung von Vorschubscheiben in Kombination mit einem Führungslineal kann ein ruhiger Lauf dadurch begünstigt werden, daß die Vorschubscheiben den Stab bzw. das Werkstück gegen das Führungslineal drücken. Die Führungsleisten und/oder Lineale können während der Bearbeitung verstellt werden.

Nach einem Vorschlag der Erfindung sind die Drehrichtungen des Werkstückes und der Schleifscheiben gegenläufig. Hierdurch können erstens die Führungsrol len optimal gereinigt werden, da unmittelbar vor dem Kontakt mit dem Werkstück kein Benetzen der Rollen mit verunreinigtem Kühlmittel stattfindet. Zweitens ergibt sich aus der resultierenden Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit eine verbesserte Oberflächenrauhigkeit und eine geringere spezifische Schnittkraft.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen sehr sche matisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer mit zwei unabhängigen Schleifscheiben- Supporten ausgerüsteten Spitzenlos-Schleifmaschine;

Fig. 2 die Schleifmaschine nach Fig. 1 von links, der Einlaufseite her gesehen;

Fig. 3 die Schleifmaschine nach Fig. 1 von rechts, der Auslaufseite her gesehen;

Fig. 4 ein Funktionsprinzip für eine Einstellung der Führungsgeometrie am vorde ren, einlaufseitigen Schleifscheibensupport; und

Fig. 5 ein Funktionsprinzip für die Einstellung der Führungsgeometrie am auslauf seitigen Schleifscheibensupport.

In einem Maschinengehäuse 1 einer Spitzenlos-Schleifmaschine 10 sind zum Be arbeiten eines in Durchlaufrichtung 11 auf nicht gezeigten Rollgängen zugeführten Werkstückes bzw. Stabes 2 zwei als Schleifschwingen ausgebildete Schleifscheibensupporte 9a bzw. 9b (vgl. die Fig. 2 und 3) mit von diesen jeweils getragenen Schleifscheiben 3 bzw. 4 im Abstand voneinander in Reihe hintereinander angeordnet. Die Schleifschwingen bzw. Schleifscheibensupporte 9a, b sind mit voneinander unabhängigen Zustellantrie ben (nicht gezeigt), z. B. an die Schwingen angreifende Verstellzylinder, versehen, die es ermöglichen, die Schleifscheiben 3 und 4 individuell und bearbeitungsge recht in Pfeilrichtung 12 gegen das Werkstück 2 anzustellen. Die nicht darge stellten Führungsrollen bzw. Rollgänge finden in der Schleifmaschine 10 quasi eine Verlängerung, indem den oberhalb der Arbeitsebene bzw. des Werkstücks 2 angeordneten Schleifscheiben 3, 4 gegenüberliegend Führungen zugeordnet sind, die sowohl für den vorderen Support 9a als auch für den hinteren Support 9b aus Führungsscheiben 5 bzw. 7 und Linealen 6 bzw. 8 (vgl. die, Fig. 4 und 5) bestehen.

Die in dem einen Maschinengehäuse 1 zwei voneinander unabhängige Schleif scheibensupporte 9a, 9b besitzende Kompakt-Kombi-Schleifmaschine 10 ermög licht durch unterschiedliche Qualitäten der Schleifscheiben 3 bzw. 4 eine variable Betriebsweise. So ist es bei einer Bestückung von vornherein mit einer Schrupp scheibe als Schleifscheibe 3 und einer Schlichtscheibe als Schleifscheibe 4 mög lich, entweder nur zu schruppen oder nur zu schlichten, vorzugsweise eine kombi nierte Schrupp- und Schlichtbearbeitung vorzunehmen. Wenn im Kombibetrieb zunächst geschruppt und dann im selben Durchlauf in dem folgenden Schleif scheibensupport 9b geschlichtet wird, läßt sich der Werkzeugverschleiß aufgrund eines geringeren Verschleißfaktors beim Schruppen mit geringerer Abtragrate ein grenzen.

Zur Optimierung einer automatischen Zustellung in Pfeilrichtung 12 empfiehlt es sich, zumindest hinter dem vorderen Schrupp-Schleifscheibensupport 9a ein Dic kenmeßgerät vorzusehen, das sich mittels der übergeordneten Steuerung mit dem Zustellantrieb verknüpfen läßt. Statt eines Verstellzylinders als Zustellantrieb empfehlen sich pro Schleifmaschinenssupport 9a, 9b zwei gekoppelte Spindelan triebe, die von der Oberkante des Ständers bzw. Maschinengehäuses 1 direkt auf die Schwinge wirken. Aufgrund des damit erreichten kurzen, nahezu geradlinigen Kraftflusses ergibt sich eine größe radiale Steifigkeit. Je günstiger der Kraftfluß ist, desto kleiner kann der Ständer bzw. das Maschinengehäuse 1 bauen.

Zur weiteren Optimierung des Schleifbetriebes lassen sich neben der gegenläufi gen Drehrichtung von Werkstück 2 und Schleifscheibe 3 bzw. 4 (vgl. in den Fig. 2 und 3 die Drehrichtungspfeile) gemäß den Fig. 4 und 5 an den den beiden Schleifscheibensupporten 9a bzw. 9b gegenüberliegenden Werkstück-Stütz- und Füh rungsmitteln 5, 6 bzw. 7, 8 unterschiedliche Führungsgeometrien I bzw. II einstel len, so daß die Führungswinkel für die beiden Schleifscheiben 3 bzw. 4 geringfü gig (z. B. ca. 10°) voneinander abweichen. Eine solche Geometrieveränderung entspricht dem Wenden des Werkstücks bzw. Stabes 2 um 180° beim Beschicken für den nächsten Bearbeitungsschritt und trägt zur Verbesserung der Formgenau igkeit bei.

Die Geometrieveränderung ist in Fig. 4 für den vorderen Schleifscheibensupport 9a und Fig. 5 für den hinteren Schleifscheibensupport 9b stark überzeichnet dar gestellt. Die Führungsscheiben 5 und das Lineal 6 im Zusammenspiel mit der Schleifscheibe 3 sind bei der Führungsgeometrie I nach Fig. 4 in Bezug auf das Werkstück 2 so eingestellt, daß in sternförmiger Verteilung über den Umfang des Werkstückes 2 drei Stützpunkte bzw. -linien 12a, 12b und 12c vorliegen. Hingegen sind bei der Führungsgeometrie II nach Fig. 5 das Lineal 8 und die Führungs scheiben 7 so eingestellt, daß die Stützpunkte bzw. -linien 13a bzw. 13b zwischen einerseits Schleifscheibe 4 und Werkstück 3 und andererseits zwischen dem Werkstück 2 und den Führungsscheiben 7 nahezu auf einer Linie liegen und das Lineal 8 mit seinem Stützpunkt bzw. seiner Stützlinie 13c etwa in der Mitte zwi schen den Punkten 13a und 13b liegt. Der verbleibende Formfehler kann ohne sonstige Maßnahmen in der Weise minimiert werden, daß im ersten Bearbei tungsschritt am Schleifmaschinensupport 9b mit der Führungsgeometrie I ein typi scher Fehler provoziert wird, der dann im nächsten Bearbeitungsschritt am Schleifmaschinensupport 9b durch spezifisch abgestimmte Eingriffswinkel abge arbeitet wird.

Claims

1. Spitzenlos-Schleifmaschine zum Durchgangsschleifen von länglichen Werkstücken wie Stäben und Rohren, umfassend eine Schleifeinheit mit zumindest einer gegen das durchgeförderte, im. Maschinengehäuse von Rollen, Vorschubscheiben und/oder Linealen oder Leisten gestützten Werkstück anstellbaren, von einem Schleifscheibensupport getragenen angetriebenen Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung (11) des Werkstückes (2) ein von dem ersten Schleifscheibensupport (9a) unabhängiger zweiter Schleifscheibensupport (9b) angeordnet ist.

2. Spitzenlos-Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibenssupporte (9a, 9b) als Schleifschwingen ausgebildet sind.

3. Spitzenlos-Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifschwingen verschränkt angeordnet sind.

4. Spitzenlos-Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheiben (3, 4) oberhalb des Werkstücks (2) angeordnet sind.

5. Spitzenlos-Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Schleifscheibensupporten (9a, 9b) gegenüberliegenden Werkstück-Stütz- und Führungsmittel (5, 6; 7, 8) mit unterschiedlicher Füh rungsgeometrie (I, II) eingestellt sind.

6. Spitzenlos-Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibenssupporte (9a, 9b) mit Schleifscheiben (3, 4) unterschiedlicher Qua lität bestückt sind.

7. Spitzenlos-Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtungen des Werkstückes (2) und der Schleifscheibe (3, 4) gegenläufig sind.