Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibenaufnahme gemäss
Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die
Schleifscheibenaufnahme dient zur Aufnahme von abrichtbaren Schleifscheiben,
insbesondere von Schleifschnecken.
Stand der Technik
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Bei der Bearbeitung von Werkstücken auf Schleifmaschinen ist
eine wichtige Voraussetzung für das Erreichen einer hohen
Schleifqualität, dass die Schleifspindel einen möglichst
vibrationsarmen Lauf hat. Da die Schleifspindel mittels einer
Schleifscheibenaufnahme mit einer Schleifscheibe, insbesondere
einer Schleifschnecke, verbunden ist, lässt sich dies nur
erreichen, wenn die Schleifscheibe und die sie tragende
Schleifscheibenaufnahme gemeinsam eine hohe Wuchtgüte aufweisen.
Deshalb erfolgt das Auswuchten von Schleifscheibe und
Schleifscheibenaufnahme in montiertem Zustand auf einer
Auswuchtmaschine und/oder, sofern die Schleifmaschine über eine
Auswuchteinrichtung verfügt, in einem auf der Schleifspindel
montierten Zustand auf dieser selber.
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Derartige auf der Schleifmaschine befindliche
Auswuchteinrichtungen besitzen normalerweise aber nur einen kleinen
Wuchtbereich. Zudem ist das Auswuchten auf der Schleifmaschine auf
nur eine einzige Wuchtebene beschränkt, so dass nur ein
statisches Auswuchten möglich ist. Deshalb müssen die
Schleifscheiben, insbesondere breite schwere Schleifschnecken,
üblicherweise in auf der Schleifscheibenaufnahme montiertem Zustand
auf einer Auswuchtmaschine dynamisch, d. h. in zwei
Wuchtebenen, mit möglichst hoher Wuchtqualität vorgewuchtet werden.
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Ferner gibt es Fälle, in denen sich der Wuchtzustand der
Schleifscheibe während des Schleifens verändert. Dies kann
beispielsweise durch Materialabtrag beim späteren Abrichten
infolge von Inhomogenitäten in der Schleifscheibe oder infolge
von Geometrieänderungen am Schleifscheibenumfang verursacht
werden. Ein Beispiel hierfür sind Schleifschnecken, welche zum
kontinuierlichen Wälzschleifen von Zahnrädern eingesetzt
werden. In diesen Fällen muss auch bei Vorhandensein einer
Auswuchteinrichtung auf der Schleifmaschine der Schleifprozess
von Zeit zu Zeit unterbrochen und der dynamische
Auswuchtvorgang auf der Auswuchtmaschine wiederholt werden.
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Um ein dynamisches Auswuchten zu ermöglichen, weisen die
Schleifscheibenaufnahmen an ihren Stirnseiten je eine
konzentrische Ringnut auf, in welcher Wuchtsteine verschiebbar und
in ihrer gewünschten Lage fixierbar sind. Durch die
Veränderung der Lage der Wuchtsteine lässt sich eine Veränderung des
Wuchtzustands erreichen. Die Verschiebung der Wuchtsteine
erfolgt dabei von Hand, wobei sie nach Massgabe einer von der
Auswuchtmaschine angezeigten Unwucht in der entsprechenden
Winkelposition festgeklemmt werden. Die Wuchtsteine sind
gewöhnlich von etwa gleicher Grosse ohne Einhaltung von
Toleranzvorschriften.
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Da insbesondere bei grössermoduligen Schleifschnecken die
Anfangsunwucht nach der Montage der Schleifschnecke auf dem
Aufnahmekörper infolge der Ausläufe der Schleifschneckengänge an
den Stirnflächen beträchtlich sein kann, werden Wuchtsteine
mit relativ grosser Masse benötigt. Damit mit diesen grossen
Massen jedoch noch eine hohe Wuchtqualität erreicht werden
kann, müssen die Winkelpositionen der Wuchtsteine sehr exakt
der von der Auswuchtmaschine angezeigten Position entsprechen.
Dies lässt sich nur schwer erreichen und erfordert ein
zeitraubendes wiederholtes Nachmessen und Nachkorrigieren bei
jedem Vor- und Nachwuchten.
Darstellung der Erfindung
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu
schaffen, welche ein einfaches, schnelles und doch präzises
Auswuchten einer Schleifmaschinenaufnahme mit ihrer
Schleifscheibe ermöglicht.
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Diese Aufgabe löst eine Schleifscheibenaufnahme mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Die erfindungsgemässe Schleifscheibenaufnahme weist mindestens
zwei Gruppen Wuchtsteine auf, welche auf derselben Stirnseite
der Schleifscheibenaufnahme angeordnet sind, wobei die Gruppen
unabhängig voneinander in beliebigen Winkelpositionen
verschiebbar und fixierbar sind. Hierfür sind die einzelnen
Gruppen Wuchtsteine in derselben Auswuchtebene oder in dicht
nebeneinander liegenden Auswuchtebenen angeordnet.
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Dadurch lässt sich der Auswuchtvorgang in ein Vorwuchten mit
einer ersten Gruppe von Wuchtsteinen und einem Feinwuchten mit
einer zweiten Gruppe von Wuchtsteinen unterteilen.
Vorzugsweise wird das Vorwuchten mit schwereren Wuchtsteinen
durchgeführt als das Feinwuchten.
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In einer ersten Ausführungsform sind diese Auswuchtebenen in
Achsrichtung untereinander angeordnet, indem die Wuchtsteine
in einer umlaufenden stufenförmigen Ringnut geführt sind. In
einer anderen Ausführungsform sind die Ringnuten in radialer
Richtung nebeneinander angeordnet, indem jedes Paar
Wuchtsteine in einer eigenen Ringnut geführt ist und die Ringnuten
konzentrisch nebeneinander angeordnet sind.
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Die einzelnen Gruppen Wuchtsteine unterscheiden sich durch die
Massen der einzelnen Wuchtsteine, welche vorzugsweise ein
Verhältnis von 1 : 5 bis 1 : 20 aufweisen.
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Vorzugsweise ißt auf der Stirnfläche der
Schleifscheibenaufnahme eine Winkelskalierung vorhanden, welche eine annähernd
genaue Positionierung der Wuchtsteine ermöglicht. Dadurch
lässt sich im allgemeinen auch bei hohen Ansprüchen an eine
Wuchtgüte eine Nachkorrektur der Lage der Wuchtsteine
vermeiden.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den
abhängigen Patentansprüchen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von
bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in der beiliegenden
Zeichnung dargestellt sind, erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 einen Achsschnitt einer erfindungsgemässen
Schleifscheibenaufnahme mit einer darauf befestigten
Schleifscheibe;
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Fig. 2 eine Frontansicht der Schleifscheibenaufnahme gemäss
Fig. 1;
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Fig. 3a eine vergrösserte Darstellung der Einzelheit A gemäss
Fig. 1;
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Fig. 3b eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit B gemäss
Fig. 1;
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Fig. 4a eine perspektivische Darstellung eines ersten
Wuchtsteins mit grosser Masse;
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Fig. 4b eine perspektivische Darstellung eines zweiten
Wuchtsteins mit kleiner Masse;
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Fig. 5a eine Frontansicht des Wuchtsteins gemäss Fig. 4b;
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Fig. 5b einen Querschnitt durch den Wuchtstein gemäss Fig.
4b und
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Fig. 6 eine Frontansicht der erfindungsgemässen
Schleifscheibenaufnahme in einer zweiten Ausführungsform.
Wege zur Ausführung der Erfindung
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In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemässen Schleifscheibenaufnahme S dargestellt. Sie dient
der Aufnahme einer Schleifscheibe 5, insbesondere einer
Schleifschnecke, und wird beispielsweise beim kontinuierlichen
Wälzschleifen eingesetzt. Die Schleifscheibenaufnahme S weist
einen zylinderförmigen Aufnahmekörper 1 auf, auf dessen Mantel
die Schleifscheibe 5 angeordnet ist. Der Aufnahmekörper 1 ist
von einer axialen gestuften Bohrung 2 zur Aufnahme einer
Schleifspindel durchsetzt. Wird die Schleifscheibenaufnahme S
zusammen mit der Schleifscheibe 5 auf einer Auswuchtmaschine
ausgewuchtet, so dient die Bohrung 2 zur Aufnahme eines
Wuchtdorns der Auswuchtmaschine, so dass eine dynamische
Auswuchtung bei voller Schleifdrehzahl unter gleichen
Aufspannbedingungen vorgenommen werden kann. Am Aufnahmekörper 1 ist an
einer Stirnseite ein Flansch 3 angeformt. An der anderen
Stirnseite ist ein Flanschdeckel 4 mittels Befestigungsschrauben 15
befestigt. Die Schleifscheibe 5 ist somit zwischen Flansch 3
und Flanschdeckel 4 gehalten.
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An mindestens einer Stirnseite der Schleifscheibenaufnahme S,
hier an beiden, ist eine umlaufende, konzentrische Ringnut 6,
8 vorhanden. Erfindungsgemäss weisen diese Ringnuten 6, 8 je
eine umlaufende beidseitige Stufung 7, 7' auf, so dass eine
untere und eine obere umlaufende Teilnut 60, 61 vorhanden ist.
In diesen stufenförmigen Ringnuten 6, 8 sind
ringsegmentförmige Wuchtsteine 9, 10 angeordnet, welche innerhalb der
Ringnuten 6, 8 verschiebbar und in jeder gewünschten Lage fixierbar
sind. Wie in den Fig. 4a und 4b sichtbar ist, weisen die
Wuchtsteine 9, 10 jeweils eine Bohrung 11 auf, in welcher ein
Exzenter 12 drehbar gelagert ist. Von der Bohrung 11 erstreckt
sich ein Stift 13 radial nach innen, wie dies in den Fig.
5a und 5b erkennbar ist. Durch Drehung des Exzenters 12
mittels eines geeigneten Werkzeuges, beispielsweise mittels eines
Inbusschlüssels, wird der Stift 13 an die Wandung der Ringnut
6, 8 gedrückt und der Wuchtstein 9, 10 somit in der Ringnut 6,
8 fixiert. Andere Arten von Klemmungen oder Fixierungen sind
jedoch auch möglich.
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Die Wuchtsteine 9, 10 lassen sich zu Paaren gruppieren, wobei
die Wuchtsteine 9, 10 desselben. Paares mindestens annähernd
dieselbe Masse aufweisen und die Wuchtsteine 9, 10 von
verschiedenen Paaren unterschiedliche Massen aufweisen.
Vorzugsweise unterscheiden sich die Massen desselben Paares um
maximal ±10 mg voneinander. Die Massen der Wuchtsteine 9, 10
verschiedener Paare unterscheiden sich vorzugsweise in einem
Verhältnis von 1 : 5 bis 1 : 20 voneinander. Es sind somit schwerere
und leichtere Wuchtsteine 9, 10 vorhanden.
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Im hier dargestellten Beispiel sind die schwereren Wuchtsteine
9 in der unteren Teilnut 61 und die leichteren Wuchtsteine 10
in der oberen Teilnut 60 geführt und geklemmt. Die schwereren
Wuchtsteine 9 sind deshalb, wie in den Fig. 3a und 4a
sichtbar ist, schmaler, dafür länger ausgebildet als die
leichteren Wuchtsteinen 10, welche in den Fig. 3b und 4b
dargestellt sind.
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Wie am besten in der Fig. 2 erkennbar ist, lassen sich die
Wuchtsteine 9, 10 für die Auswuchtung in beliebigen
Winkelpositionen fixieren. Die stufenförmige Ringnuten 6, 8 erlauben
zudem, dass die kleineren, leichteren Wuchtsteine 10 über den
schwereren Wuchtsteinen 9 angeordnet werden. Dadurch lässt
sich das Auswuchten in zwei Arbeitsschritte unterteilen: ein
Vorwuchten mit den unten liegenden schwereren Wuchtsteinen 9
und ein nachträgliches Feinwuchten mit den oben angeordneten
leichteren Wuchtsteinen 10. Zur sicheren Erreichung einer
hohen Wuchtgüte weisen die jeweiligen Massen der Wuchtsteine 9,
10 sehr enge Toleranzen und das oben angegebene
Massenverhältnis auf.
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Zur Vereinfachung der Auswuchtung ist ferner auf der äussere
Stirnfläche von Flansch 3 und Flanschdeckel 4 eine umlaufende,
konzentrische Winkelskalierung 14 im Bereich der Ringnuten 6,
8 vorhanden. Diese Winkelskalierung 14 ermöglicht eine exakte
Plazierung der Wuchtsteine 9, 10 nach Massgabe einer
Winkelanzeige der Auswuchtmaschine. Hierfür weist die
Schleifscheibenaufnahme S beziehungsweise die Winkelskalierung 14 eine Null-
Grad-Marke 14' auf, welche sich beim Spannen der
Schleifscheibenaufnahme auf der Auswuchtmaschine mit einem Nullpunkt eines
Winkelmessgeräts der Auswuchtmaschine in Übereinstimmung
bringen lässt. Für diese genaue Einspannung werden bekannte, hier
nicht dargestellte Mittel verwendet.
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Zum Vorwuchten werden zunächst an Flansch 3 und Flanschdeckel
4 die leichteren zweiten Wuchtsteine 10 entfernt und nach
einer ersten Unwuchtmessung bei einer Drehzahl unterhalb der
Schleifdrehzahl die schwereren ersten Wuchtsteine 9 gemäss
Winkelanzeige der Auswuchtmaschine in Position gebracht.
Anschliessend werden nach erneuter Unwuchtmessung bei
Schleifdrehzahl die leichteren zweiten Wuchtsteine 10 in der von der
Auswuchtmaschine angezeigten Position exakt positioniert.
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In Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemässen Schleifscheibenaufnahme S dargestellt. Sie ist
im wesentlichen gleich aufgebaut wie die bereits beschriebene
Aufnahme. Anstelle der gestuften Ringnuten 6, 8 weist sie
jedoch zwei nebeneinander angeordnete umlaufende, konzentrische
Ringnuten 6, 6' auf. Die erste Nut 6 dient wiederum zur
Aufnahme der schwereren Wuchtsteine 9 für die Vorwuchtung. Die
Nebennut 6', welche vorzugsweise einen grösseren Radius
aufweist als die erste Ringnut 6 und diese somit umgibt, dient
der Aufnahme der leichteren Wuchtsteine 10 für die
Feinwuchtung. Es ist auch möglich, eine Stirnseite der
Schleifscheibenaufnahme S mit einer gestuften Ringnut und die andere mit
zwei nebeneinander angeordneten Ringnuten zu versehen.
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Obwohl in den hier dargestellten Beispielen je zwei Paare von
Wuchtsteinen beschrieben sind, ist es auch möglich, drei oder
vier Wuchtsteine in Gruppen gleicher Masse zusammenzufassen
und/oder mehr als zwei Gruppen von Wuchtsteinen in mehr als
zwei Ringnuten oder Teilnuten einzusetzen.
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Die erfindungsgemässe Schleifscheibenaufnahme ermöglicht eine
einfache, schnelle und doch hochgenaue dynamische Auswuchtung,
wobei ein wiederholtes Nachmessen und Nachkorrigieren nicht
mehr notwendig sind.
Bezugszeichenliste
S Schleifscheibenaufnahme
1 Aufnahmekörper
2 Axiale Bohrung
3 Flansch
4 Flanschdeckel
5 Schleifscheibe
6 Erste Ringnut
60 untere Teilnut
61 obere Teilnut
6' Erste Nebennut
7 Stufung
7' Stufung
8 Zweite Ringnut
9 Erster Wuchtstein
10 Zweiter Wuchtstein
11 Bohrung
12 Exzenter
13 Stift
14 Winkelskalierung
14' Nullmarke
15 Befestigungsschraube