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Einrichtung zum Aufrechterhalten der Schnittgeschwindigkeit von Schleifmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Schnittgeschwindigkeit
von Schleifmaschinen, deren Scheiben an dem ersten Arm eines zweiarmigen Pendelsystems
gelagert sind, wobei durch eine zum Ausgleich der Scheibenabnutzung zwischen Scheibe
und Werkstück vorgenommene Abstandsverstellung mit Hilfe eines durch die Lageänderung
des zweiten Arms beeinflußbaren stufenlosen Regelgetriebes eine Erhöhung der Scheibendrehzahl
herbeiführbar ist.
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Da bei den nicht zur Erfindung gehörigen Einrichtungen dieser Art
mit einfacher Hebelform die gegebenenfalls mittels einer Spindel vorgenommene Abstandsverstellung
einer linearen Verstellcharakteristik folgt und die Charakteristik der gleichzeitig
damit erfolgenden Verstellung des Getriebes logarithmisch ist, bleibt die konstant
zu haltende Schnittgeschwindigkeit hinter der zulässigen Höchstschnittgeschwindigkeit
zurück.
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Durch die Erfindung wird dieser Mangel behoben, so daß bei jeder Nachstellung
der Schleifscheiben die zulässige Höchstschnittgeschwindigkeit absolut und genau
aufrechterhalten wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unter Ausbildung des
zweiarmigen Pendelsystems als Winkelhebel dessen zweiter Arm über eine Bolzen-Kulissen-Verbindung
mit dem ersten Arm eines weiteren Winkelhebels in Verbindung gesetzt ist, wobei
einerseits durch die beim Verstellvorgang eintretende Lageänderung des zweiten Arms
dieses Winkelhebels das Regelgetriebe beeinflußbar und andererseits das Längenverhältnis
der ineinandergreifenden Arme der beiden Winkelhebel so gewählt ist, daß das Regelgetriebe
beim Verstellvorgang derart beeinflußt wird, daß sich die maximale Umfangsgeschwindigkeit
der Scheibe immer wieder genau einstellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung ist im
folgenden an Hand der Abb. 1 der Zeichnung erläutert. In dieser ist nur eine Schleifscheibe
einer Rundschleifmaschine mit ihren Anstell-, Antriebs-und Regelorganen dargestellt,
jedoch kann auch eine zweite mit ihren zugehöriger. Organen spiegelbildlich gleich
aufgebaute Schleifscheibe vorgesehen sein.
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Es ist 1 die Schleifscheibe einer spitzenlosen Rundschleifmaschine
für zylindrische Werkstücke 2, die, auf einer Auflage 3 liegend, unter Drehvorschub
in ihrer Achsrichtung fortbewegt und von der Scheibe 1 bearbeitet werden. Die Scheibe
1 ist mit ihrer Antriebsscheibe 21 mittels der Welle 4 in Hebeln 5 gelagert, die
über ihre Drehachse 6 hinaus verlängert sind. Die Schleifscheibe wird zu Beginn
des Schleifens und nach eingetretener Abnutzung durch die Spindel 7 gegen das Werkstück
3 angestellt. Die Spindel 7 ist im Maschinenkörper 8 ab- ; gestützt und gelenkig
mit dem Schutzgehäuse 15 verbunden, das zusammen mit den Hebeln 5 starr auf der
Drehachse 6 befestigt ist. Der elastische Zug 9, der mit einem Ende am Schutzgehäuse
15 und mit dem anderen Ende an einem Festpunkt 10 der Maschine befestigt ist, bildet
eine Gegenhaltung zur Vermeidung eines Spiels in der Stellspindel.
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Erfindungsgemäß bildet der Hebel 5 mit der über seine Drehachse 6
hinausgehenden Verlängerung einen Winkelhebel mit seinen beiden Armen 51 und 52.
Das freie Ende 52 des letzteren besitzt die Kulisse 16, in die ein Gleitbolzen 17
eingreift, der am Ende des einen Armes 181 eines gesonderten zweiten Winkelhebels
18 mit der Drehachse 19 sitzt. In dem freien Ende des anderen Armes 18, des Winkelhebels
18 ist die Welle 11 gelagert, die die Antriebsscheibe 12' des Riementriebes 12 für
die Schleifscheibe und eine Keilriemenscheibe 13 trägt, die von dem Keilriemen 14
eines stufenlosen Regelgetriebes mit selbstspannender Motorregelscheibe 20 bekannter
Art angetrieben wird.
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Wird die Schleifscheibe 1 infolge Abnutzung zum Werkstück 2 mit Hilfe
der Spindel 7 nachgestellt, so bewegt sich der Winkelhebel 5 in Richtung F1, und
der Winkelhebel 18 wird um seinen Drehpunkt 19 in Richtung F2 gedreht. Das Längenverhältnis
der ineinandergreifenden Arme der Winkelhebel s, 18 ist so gewählt, daß das Regelgetriebe
beim Verstellvorgang derart beeinflußt wird, daß sich immer wieder genau die maximale
Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe einstellt. Bei der Verstellung bewegt sich der
untere Hebelarm 18, des Winkelhebels 18 in Richtung der selbstspannenden Regelscheibe
20, die in bekannter Art auf dem Wellenstumpf des Motors befestigt ist. Durch die
momentan eingetretene
Lockerung des Keilriemens drückt die selbstspannende
Regelscheibe den Riemen auf den entsprechend wirksamen Durchmesser, so daß die Drehzahl
der Schleifscheibe erhöht wird und die Umfangsgeschwindigkeit erhalten bleibt.
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Die Abb.2 zeigt schaubildlich die Abhängigkeit der Schleifscheibendrehzahl
ns vom Durchmesser der Schleifscheibe Ds für eine konstante Umfangsgeschwindigkeit
der letzteren von vs = 35 m/sec nach der Formel
Hiernach muß sich bei der durch Abnutzung der Schleifscheibe bedingten Verkleinerung
ihres Durchmessers Ds die Schleifscheibendrehzahl ns erhöhen, womit sich gleichzeitig
die Drehzahl der Welle 4 mit der Antriebsscheibe 21, der Antriebsscheibe 12' und
der Keilriemenscheibe 13 im gleichen Verhältnis erhöht. Dies bedingt die Veränderung
des wirksamen Durchmessers an der selbstspannenden Motorregelscheibe 20.
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Für eine konstante Umfangsgeschwindigkeit von vs = 35 m/sec bei einem
Schleifscheibendurchmesser von Ds = 500 mm ergibt sich eine Drehzahl der Schleifscheibe
von
Wird weiterhin angenommen, daß die Antriebsscheibe einen Durchmesser von 200 mm,
die Antriebsscheibe 12' einen Durchmesser von 183,5 mm und die Keilriemenscheibe
13 einen Durchmesser von 300 mm hat, so ergibt sich bei einer Motordrehzahl von
1430 Umdr./min für eine Schleifscheibendrehzahl von ns = 1337 Umdr. /min ein wirksamer
Regelscheibendurchmesser von
Der Regelscheibendurchmesser DR ist also abhängig von der Veränderung der Drehzahl
ns der Schleifscheibe und damit zwangläufig von dem Schleifscheibendurchmesser DS,
was gleichfalls in der Abb. 2 schaubildlich aufgezeichnet ist.
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Die mittlere Länge Lm des Keilriemens ist konstant. in einer
Weise bewegt Es muß also der werden, daß sich der gewünschte wirksame Regelscheibendurchmesser
DR einstellt. Nun berechnet sich der Abstand zwischen der Keilriemen- und der Regelscheibenachse
nach der bekannten Formel
wobei d der Durchmesser der Keilriemenscheibe 13 ist. Aus dieser Formel ist ersichtlich.
daß der Achsabstand AKR von dem wirksamen Durchmesser der Regelscheibe DR abhängt
und da dieser, wie bereits ausgeführt, vom Schleifscheibendurchmesser Ds abhängig
ist, ebenfalls eine Abhängigkeit zwischen diesem und dem Achsabstand AKR besteht.
Die angenähert logarithmische Abhängigkeit ist aus dem dritten Schaubild der Abb.
2 zu ersehen.
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Wird beispielsweise die mittlere Länge des Keilriemens = 1920 mm eingesetzt,
dann ergibt sich unter mit L Berücksichtigung obiger Werte ein Achsabstand von
Die Abb.3 zeigt die geometrische Ermittlung der Hebelarmlängen, der Winkel und die
Kulissenausbildung zur Anpassung der linearen Verstellcharakteristik des Spindeltriebes
an die Verstellung des Regeltriebes.
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Die Strecke A -B ist entsprechend der linearen Verstellcharakteristik
des Spindeltriebes in sechs gleiche Abschnitte unterteilt. Senkrecht zur Strecke
A-B wird im Abstand a der Punkt 6 (vgl. Abb. 1) angenommen, um den ein Kreisbogen
mit der Strecke a geschlagen wird. Die Strahlen von Punkt 6 gehen durch die Teilpunkte
der Strecke A -B, wobei die Winkel ß, ,BZ bis ßs entstehen.
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Der Punkt 19 wird entsprechend der Abb. 1 angenommen, die Strecke
C-D parallel zu A -B im Abstand b
vom Punkt 19 gezogen und logarithmisch gemäß
Abb. 2, AKR = f (D3), in sechs Abschnitte geteilt. Man schlägt einen Kreisbogen
um Punkt 19 mit der Strecke b und zeichnet von Punkt 19 Strahlen durch die Teilpunkte
der Strecke C-D, so daß die Winkel a1, a2 bis as entstehen. Alsdann ist ein Kreisbogen
um Punkt 19 mit der Strecke b in Richtung auf Punkt 6 zu ziehen. Der Anfangsstrahl
hegt auf der Verbindungslinie Punkt 19 - Punkt 6. Die übrigen Strahlen werden so
gezogen, daB Winkel a1 Winkel a6 = Winkel = Winkel Winkel a2 = Winkel as ist. Die
Strahlen um Punkt 6 auf die Strecke A-B werden in Richtung auf Punkt 19 gedreht,
so daB der Anfangsstrahl von Winkel ß,' mit dem Anfangsstrahl Winkel a1' zusammenfällt.
Dann ergeben die einander z. Die zugehörigen Strahlen die Schnittpunkte
t, u Strecke Punkt 19-t ergibt den Hebelarm 181, der den Bolzen 17 trägt.
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Um die Kulisse 16 zu ermitteln, ist um Punkt 19 mit der Strecke Punkt
19-t ein Kreisbogen zu schlagen. Es . . z'. Durch diese Punkte ist entstehen
die Punkte t',
auf den Strahlen 1 bis 7 die Lotrechte zu errichten. Es entstehen
die Punkte T-Z, die mit dem Abstand zu Punkt 6 auf den Strahl 1 zu übertragen sind.
Errichtet man in den Punkten T' bis T wiederum die Lotrechte man und überträgt die
zugehörige Höhe, dann Form und Lage der Kulisse im Hebelarm 5Z.
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An Stelle der beispielsweise verwendeten selbstspannenden Regelscheibe
kann auch ein stufenloses Regelgetriebe zur Anwendung kommen, wenn statt der Riemenscheibe
ein anderes Übertragungselement, wie Zahnstange od. dgl., verwendet wird.