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Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Rundschleifen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Beim Rundschleifen wird ein Werkstück mittels einer Schleifscheibe bearbeitet. Wie bei allen trennenden Bearbeitungsverfahren entsteht auch beim Rundschleifen in der Bearbeitungszone eine Temperaturerhöhung. Üblicherweise wird deshalb die Bearbeitungszone mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt.
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Beispielsweise zeigt die Druckschrift
EP1063058B1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, eine Schleifmaschine mit einer kombinierten Kühl- und Reinigungseinrichtung. Die Schleifmaschine weist einen Arm auf, auf dem zwei Düsen angeordnet sind, wobei die eine Düse als Kühldüse auf die Bearbeitungszone zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück und die andere Düse als Reinigungsdüse auf die Schleifscheibe zum Reinigen der Schleifscheibe gerichtet ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schleifmaschine vorzuschlagen, welche ein verbessertes Betriebsverhalten aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine Schleifmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schleifmaschine, welche zum Rundschleifen von Werkstücken geeignet und/oder ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist das Rundschleifen als ein Einstechschleifen ausgebildet. Prinzipiell kann das Werkstück von einem Träger definiert gehalten werden. Beispielsweise kann dieses zwischen Spitzen, insbesondere Zentrierspitzen, eingespannt sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Schleifmaschine für ein spitzenloses Einstechschleifen und/oder Centerless-Schleifen ausgebildet ist.
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Die Schleifmaschine weist ein Schleifrad, insbesondere eine Schleifscheibe, auf, welches zum Bearbeiten des Werkstücks dient, wobei sich Schleifrad und Werkstück in einer Bearbeitungszone kontaktieren, in der die trennende Bearbeitung, insbesondere das Rundschleifen stattfindet. Insbesondere kontaktiert das Schleifrad das Werkstück mit einem umlaufenden Außenumfang. Es kann vorgesehen sein, dass die Schleifmaschine ein Regelrad, insbesondere eine Regelscheibe, und eine Auflageschiene aufweist, wobei das Schleifrad und das Regelrad das Werkstück gemeinsam, insbesondere unzentriert und/oder centerless, auf der Auflageschiene halten. Beispielsweise weisen sowohl das Schleifrad als auch die Regelscheibe das Negativprofil des zu fertigenden Werkstücks auf. In dieser Ausgestaltung können am Werkstück alle zu schleifenden Durchmesser zeitgleich bearbeitet werden. Ein Axialanschlag auf der ebenfalls profilierten Auflageschiene sichert eine richtige Werkstückposition.
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Die Schleifmaschine weist eine Kühldüse zum Kühlen des Werkstücks und/oder des Schleifrads bei der Bearbeitung mit einem Kühlfluid auf. Vorzugsweise ist die Kühldüse auf die Bearbeitungszone oder auf einen Bereich des Schleifrads in Rotationsrichtung vor der Bearbeitungszone gerichtet.
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Ferner weist die Schleifmaschine mindestens oder genau eine Reinigungsdüse zum Reinigen des Schleifrads bei der Bearbeitung mit einem Reinigungsfluid auf. Das Kühlfluid und/oder das Reinigungsfluid ist bzw. sind vorzugsweise als eine Flüssigkeit ausgebildet.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Einstrahlrichtung der mindestens einen Reinigungsdüse in einer Radialebene zu der Drehachse des Schleifrads liegt. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Einstrahlrichtung in einem Winkel zwischen -20 Grad und 20 Grad relativ zu der Radialebene ausgerichtet ist. Insbesondere ist die Einstrahlrichtung auf den Außenumfang des Schleifrads gerichtet.
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Durch diese verbesserte Einstrahlrichtung der Reinigungsdüse wird erreicht, dass das Schleifrad deutlich besser von Rückständen bei der Bearbeitung des Werksstücks befreit werden kann, wodurch der Verschleiß des Schleifrads reduziert und folglich die Standzeit des Schleifrads erhöht werden kann. Zudem wird die Qualität der Bearbeitung des Werkstücks erhöht, sodass die Funktion der Schleifmaschine in der Gesamtheit verbessert ist. Insgesamt ergibt sich ein besseres Betriebsverhalten der der Schleifmaschine.
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Vorzugsweise weist das Schleifrad eine Drehgeschwindigkeit am Außenumfang von mehr als 50 m/s, insbesondere von mehr als 55 m/s auf.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die mindestens eine Reinigungsdüse unabhängig von der mindestens einen Kühldüse positionierbar. Insbesondere sind die Kühldüsen und die Reinigungsdüse auf unterschiedlichen Trägern angeordnet, welche sich unabhängig voneinander sich auf einem Gestell der Werkzeugmaschine abstützen. Mit dieser Weiterbildung ist es möglich, die mindestens eine Reinigungsdüse prozessoptimiert zu positionieren.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das Kühlfluid und das Reinigungsfluid als das gleiche Fluid ausgebildet. Auf diese Weise muss bei der Bearbeitung keine Trennung der Fluide erfolgen.
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Es ist besonders bevorzugt, dass die Reinigungsdüse in Rotationsrichtung des Schleifrads hinter der Bearbeitungszone angeordnet ist. Auf diese Weise können Schleifpartikel auf dem Schleifrad unmittelbar nach der Bearbeitungszone abgespült werden.
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Besonders bevorzugt ist die Reinigungsdüse derart versetzt zu der Bearbeitungszone angeordnet, dass das Reinigungsfluid mit einem Winkelversatz in Bezug auf die Rotationsachse des Schleifrads zwischen 0 Grad und 60 Grad in Rotationsrichtung des Schleifrads hinter der Bearbeitungszone auf das Schleifrad auftrifft. Vorzugsweise ist der Winkelversatz größer als 20 Grad, so dass der Auftreffbereich beabstandet zu der Bearbeitungszone angeordnet ist.
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Zum Positionieren der mindestens einen Reinigungsdüse weist die Schleifmaschine einen Winkelaktor auf, wobei der Winkelaktor eine Winkelverstellung der Reinigungsdüse in einer Ebene parallel zu der Flächenerstreckung der Schleifscheibe ermöglicht. Alternativ oder ergänzend ermöglicht der Winkelaktor eine Winkelverstellung der Reinigungsdüse um eine Stellachse, welche parallel zur Rotationsachse des Schleifrads angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein Einstrahlwinkel auf das Schleifrad prozessabhängig eingestellt werden. Beispielsweise ist der Winkelaktor als ein Winkelrad mit einer Skala zum reproduzierbaren Einstellen der Winkelverstellung ausgebildet. Der einstellbare Winkel der Reinigungsdüse beträgt zwischen 0 Grad und 60 Grad.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Schleifmaschine einen Linearaktor auf, wobei der Linearaktor eine Abstandsänderung der Reinigungsdüse zu der Schleifscheibe ermöglicht. Beispielsweise ist der Linearaktor als ein Spindeltrieb ausgebildet, wobei der Spindeltrieb im Speziellen mit einem Handrad bedienbar ist.
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Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Reinigungsdüse und der Schleifscheibe zwischen 3 Millimeter und 30 Millimeter einstellbar ist.
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Besonders bevorzugt ist, dass der Winkelaktor auf dem Linearaktor angeordnet ist. Somit ist es möglich, über den Winkelaktor zunächst die Winkelstellung der Reinigungsdüse einzustellen und in einem nachfolgenden Schritt über den Linearaktor den korrekten Abstand zwischen der Reinigungsdüse und dem Schleifrad einzustellen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Schleifmaschine eine Pumpen- und/oder Filtereinrichtung zur Versorgung der Reinigungsdüse mit dem Reinigungsfluid auf. Es ist vorgesehen, dass die Pumpeneinrichtung einen Arbeitsdruck von 20 bar bis 35 bar erzeugen kann. Die Pumpeneinrichtung kann eine Vielzahl, beispielsweise zwölf Filterelemente aufweisen.
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Eine bevorzugte Kombination der Schleifmaschine sieht vor, dass die Reinigungsdüse unabhängig von der Kühldüse ausgebildet und/oder positionierbar ist. Die Reinigung des Schleifrads erfolgt jedoch mit dem gleichen Fluid wie die Kühlung. Der Arbeitsdruck des Reinigungsfluids aus der Reinigungsdüse beträgt vorzugsweise zwischen 25 und 20 bar. Der einstellbare Winkel der Reinigungsdüse beträgt zwischen 0 Grad und 60 Grad. Der Abstand zwischen der Reinigungsdüse und dem Schleifrad beträgt 5 bis zu 25 Millimeter. Der Betriebsdruck beträgt zwischen 5 und 35 bar.
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Vorzugsweise werden nicht nur eine, sondern mehrere, im Speziellen drei Reinigungsdüsen verwendet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Schleifmaschine mit Reinigungsdüsen als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen Detailausschnitt der Schleifmaschine in der 1 in einer dreidimensionalen schematischen Darstellung.
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Die 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Schleifmaschine 1 zum Rundschleifen eines Werkstücks 2. Das Werkstück 2 liegt auf einer Auflageschiene 3 zwischen einem Schleifrad 4 und einem Regelrad 5 auf. In der Schleifmaschine 1 wird insbesondere ein spitzenloses oder centerless Einstechschleifen durchgeführt. Zwischen dem Schleifrad 4 und dem Werkstück 2 ergibt sich eine Bearbeitungszone 6, wobei ein Außenumfang U des Schleifrads 4 eine trennende Bearbeitung an dem Werkstück 2 durchführt. Bei dem Rundschleifen entsteht aufgrund der trennenden Bearbeitung Wärme. Um diese Wärme abzutransportieren weist die Schleifmaschine 1 eine Kühldüse 7 auf, welche wahlweise in Rotationsrichtung des Schleifrads 4 kurz vor die Bearbeitungszone 6 auf den Außenumfang U des Schleifrads 4 oder unmittelbar auf die Bearbeitungszone 6 gerichtet ist.
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Bei dem Rundschleifen des Werkstücks 2 entstehen Schleifabfälle, insbesondere Schleifpartikel. Diese werden von dem Schleifrad 4 mitgetragen und verunreinigen dieses. Für den Fall, dass diese Schleifpartikel nicht entfernt werden, können diese die Standzeit des Schleifrads 4 verringern.
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Um die Schleifpartikel vom Schleifrad 4 abzuspülen weist die Schleifmaschine 1 eine Reinigungsdüse 8 auf, deren Einstrahlrichtung E auf die Umfangsfläche U des Schleifrads 4 gerichtet ist. Es ist eine Winkelaktorik 9 vorgesehen, welche es erlaubt, die Einstrahlrichtung E in einem Winkelbereich von +/- dreißig Grad zu verschwenken. Das Bündel von Vektoren für die Einstrahlrichtung E liegt in einer Radialebene zu der Rotationsachse R des Schleifrads 4. Der Auftreffpunkt von dem Reinigungsfluid auf dem Außenumfang U des Schleifrads 4 kann beispielsweise in einem Winkelbereich alpha zwischen 0 Grad und 60 Grad in Rotationsrichtung um die Rotationsachse R durch die Winkelaktorik 9 eingestellt werden.
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Der Winkelaktor 9 mit der Reinigungsdüse 8 ist auf einem Linearaktor 10 aufgesetzt, welcher eine Abstandsänderung in Bezug auf einen Abstand in radialer Richtung radial zu der Rotationsachse R des Schleifrads 4 ermöglicht. Hierdurch ist es möglich, die Reinigungsdüse 8 näher und weiter von dem Umfang U des Schleifrads 4 hin bzw. weg zu fahren. Durch die Kombination zwischen dem Winkelaktor 9 und dem Linearaktor 10 ist es somit möglich die Reinigungsdüse 8 hinsichtlich der Position und der Ausrichtung der Einstrahlrichtung E einzustellen. Insbesondere ist in Bezug auf eine Umlaufrichtung um die Rotationsachse R die Kühldüse vor der Bearbeitungszone 6 und die Reinigungsdüse 8 nach der Bearbeitungszone 6 angeordnet. Die Schleifmaschine 1 weist eine Pumpen- und/oder Filtereinrichtung 17 zur Versorgung der Reinigungsdüse 8 mit dem Reinigungsfluid auf.
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Die 2 zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung der Schleifmaschine 1 wobei jedoch die Regelscheibe 5 und die Auflageschiene 3 sowie das Werkstück 2 grafisch unterdrückt sind. Es ist zu erkennen, dass nicht nur eine Reinigungsdüse 8, sondern drei Reinigungsdüsen 8 vorgesehen sind, wobei jede der Reinigungsdüsen 8 auf den Außenumfang U des Schleifrads 4 gerichtet sind.
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Die Einstellung des Winkelaktors 8 erfolgt über einen Hebel 12, welcher eine Schwenkung einer Achse 13 ermöglicht, auf der die Reingungsdüsen 8 angeordnet sind. Zusätzlich ist ein Skalenrad 14 vorgesehen, auf der eine Skala 11 angeordnet ist, auf der sich die aktuelle Winkeleinstellung der Reinigungsdüsen 8 ablesen lässt.
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Der Linearaktor 10 weist eine Gewindespindel 15 auf, welche über ein Handrad 16 betätigt werden kann, sodass der Abstand der Reinigungsdüsen 8 zu dem Schleifrad 4 eingestellt werden kann. Insbesondere wird der Winkelaktor 9 gemeinsam mit den Reinigungsdüsen 8 verschoben.
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Typische Parameter für die Reinigungsdüse 8 sind ein Betriebsdruck zwischen 5 und 35 bar, wobei der Arbeitsdruck vorzugsweise zwischen 25 bar und 30 bar liegt und ein Abstand zwischen 5 und 25 Millimeter zwischen der Reinigungsdüse 8 und dem Schleifrad 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schleifmaschine
- 2
- Werkstück
- 3
- Auflageschiene
- 4
- Schleifrad
- 5
- Regelrad
- 6
- Bearbeitungszone
- 7
- Kühldüse
- 8
- Reinigungdüse
- 9
- Winkelaktorik
- 10
- Linearaktor
- 11
- Skala
- 12
- Hebel
- 13
- Achse
- 14
- Skalenrad
- 15
- Gewindespindel
- 16
- Handrad
- 17
- Pumpen- und/oder Filtereinrichtung
- U
- Umfang
- E
- Einstrahlrichtung
- alpha
- Winkelbereich
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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