DE1285910B

DE1285910B - Device for generating very small travel ranges of grinding wheel carriers on grinding machines

Info

Publication number: DE1285910B
Application number: DE1964O0010069
Authority: DE
Inventors: Becker Ernst-August; Moebius Hans-Gerold; Backe Wolfgang
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1964-04-08
Filing date: 1964-04-08
Publication date: 1968-12-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen sehr kleiner Stellwege von Schleifscheibenträgem an Schleifmaschinen in Abhängigkeit von pneumatischen Steuerdrücken mit einer auf dem Maschinengestell vorgesehenen Führung für den Schleifscheibenschlitten und mit einer Dehnbuchse, die einerseits mittels eines Kupplungsstutzens mit dem Schleifscheibenschlitten starr verbunden und andererseits gegen ein am Maschinengestell befestigtes Gehäuse während der Feinstellbewegung abgestützt ist.The invention relates to a device for generating very small Travel ranges of grinding wheel carriers on grinding machines depending on pneumatic ones Control pressures with a guide provided on the machine frame for the grinding wheel slide and with an expansion sleeve, which on the one hand by means of a coupling piece with the Grinding wheel carriage rigidly connected and on the other hand against one on the machine frame attached housing is supported during the fine adjustment movement.

In der modernen Fertigungstechnik ist eine stetige Entwicklung zu immer- engeren Fertigungstoleranzen in Einzel- und Serienfertigung zu beobachten. Um diese Maßtoleranzen einzuhalten, sind beispielsweise Spanabnahmen erforderlich, die im Bereich zwischen einem Hundertstel bis herab zu einigen Zehntausendstel eines Millimeters liegen. Vorschubbewegungen mit derart kleinen Zustellwegen infolge derartiger Genauigkeitsanforderungen sind mit den bisher bekannten Mitteln des Werkzeugmaschinenbaues nicht ohne weiteres zu erzielen.There is a constant development in modern manufacturing technology to observe ever closer manufacturing tolerances in single and series production. In order to comply with these dimensional tolerances, for example, chip removal is required, those ranging from a hundredth down to a few ten thousandths of a Millimeters. Feed movements with such small feed paths as a result of such Accuracy requirements are with the previously known means of machine tool construction not easily achieved.

Der heutige Stand der mechanischen Stellsysteme erlaubt eine Stehgenauigkeit von bestenfalls einem Tausendstel Millimeter, wobei allerdings nur sehr geringe Reibungs- und Verstellkräfte vorliegen dürfen. Diese mechanischen Stellsysteme sind nach dem Prinzip der Klinkensteuerung ausgelegt und arbeiten in Verbindung mit Zahnrad-, Schnecken- oder Kurventrieben. Auch die Verwendung von feingängigen Vorschubspindeln oder Kugelrollspindeln können keine gleichmäßige Zustellung bei großen Kräften in der geforderten Genauigkeit auf die Dauer einhalten, weil sie nicht genau genug gefertigt werden können und nicht genügend steif sind.The current state of the mechanical positioning systems allows a standing accuracy of a thousandth of a millimeter at best, although only very small Frictional and adjusting forces are allowed. These mechanical actuating systems are designed according to the ratchet control principle and work in conjunction with gear, Worm or cam drives. Also the use of fine feed screws or ball screw spindles cannot provide a uniform infeed with large forces in the required accuracy in the long run, because it is not accurate enough can be manufactured and are not sufficiently rigid.

Hydraulische Getriebe mit Drosselung des Druckmittels sind für feinste Zustellwege ungeeignet, weil die Viskosität in hohem Maße von der Temperatur abhängt und dadurch die Stellgenauigkeit stark beeinflußt wird. , Auch Vorschubbewegungen, die als Differenz zweier entgegengesetzt bewegter Systeme erzeugt werden, sind für sehr kleine Stellwege im Bereich von einigen Zehntausendstel eines Millimeters nicht geeignet, weil sie infolge der vielen an diesem System beteiligten Einzelelemente mit zu großen Fehlern behaftet sind. Die hohen Anforderungen an höchste Stellgenauigkeit sind also nur dann wirkungsvoll zu erreichen, wenn die Steifigkeit zwischen Maschinenschlitten und Stellsystem sehr groß ist und wenn vor allem Zwischenelemente vermieden werden, die infolge ihrer Fertigung stets Längen- oder Formfehler aufweisen.Hydraulic transmissions with throttling of the pressure medium are for the finest Infeed paths unsuitable because the viscosity depends to a large extent on the temperature and thereby the setting accuracy is strongly influenced. , Also feed movements, which are generated as the difference between two oppositely moving systems are for very small travel ranges in the range of a few ten thousandths of a millimeter are not suitable because they are due to the many individual elements involved in this system are fraught with errors that are too great. The high demands on the highest positioning accuracy can only be achieved effectively if the rigidity between the machine slides and positioning system is very large and if, above all, intermediate elements are avoided, which always have length or shape errors as a result of their manufacture.

Um den gestellten Forderungen nachkommen zu können, müssen somit Maschinenschlitten und Stellsystem unmittelbar starr miteinander verbunden werden.In order to be able to meet the demands made, machine slides must and actuating system are directly and rigidly connected to one another.

Es sind mehrere brauchbare Systeme bekannt, die den oben gestellten Forderungen entsprechen. Sie arbeiten entweder nach dem Prinzip der Magnetostriktion, der Hochfrequenz-Induktionserwärmung oder mittels hydraulischer oder pneumatischer Druckmittel. Ein großer Nachteil aller Systeme liegt jedoch in dem erheblichen Aufwand an Wandlern und elektronischen Steuergeräten.Several useful systems are known that include those set forth above Meet requirements. They either work on the principle of magnetostriction, the high-frequency induction heating or by means of hydraulic or pneumatic Pressure medium. A major disadvantage of all systems, however, is the considerable effort involved on converters and electronic control units.

Bei dem magnetostriktiven Stellsystem wirkt sich die Stromwärme nachteilig aus, d. h., der Strom kann nur kurzfristig eingeschaltet bleiben. Allein zur Durchführung eines Vorschubschrittes sind sechs Operationen notwendig, von denen vier Spann- und Entspannungsoperationen sind. Obwohl die Klemmvorrichtungen zum Halten und Lösen des Stabes als »hydraulische Klammern« konstruktiv einfach ausgeführt sind, ist der Stehvorgang recht kompliziert und verlangt eine aufwendige Steuerung, um durch mehrfache Längung oder Kürzung einen bestimmten Zustellbereich überstreichen zu können.In the case of the magnetostrictive actuating system, the current heat has a disadvantageous effect off, d. That is, the power can only be left on for a short time. Alone for implementation one feed step requires six operations, four of which are clamping and relaxation operations are. Although the clamping devices for holding and releasing of the rod are designed as "hydraulic brackets" in a structurally simple manner the standing process is quite complicated and requires a complex control to get through multiple lengthening or shortening to cover a certain delivery area can.

Das System der Wärmedehnung verlangt ein Aufheizen des Heizstabes auf ein bestimmtes Wärmeniveau, um von diesem Wert wirkungsvoll stellen zu können. Ein Hochfrequenzgenerator sorgt für das Einhalten dieses Wärmeniveaus in bestimmten Grenzen. Außerdem muß ein geregeltes Kühlsystem vorgesehen sein, damit eine erforderliche Kürzung des Stabes möglichst schnell erfolgt, was jedoch maximal mit nur zwei Zehntausendstel eines Millimeters pro Sekunde geschehen kann. Ein zusätzlicher Kühlkreislauf muß die unerwünschte Wärmeableitung in den Werkzeugschlitten und somit in die Maschine verhindern. Durch den Heizstab wird an der Hochgenauigkeitsmaschine eine zusätzliche Wärmequelle geschaffen, die zu einer erheblichen Störgröße gerade im Bereich feinster Stellbeträge werden kann.The system of thermal expansion requires the heating element to be heated up to a certain heat level in order to be able to set this value effectively. A high-frequency generator ensures that this heat level is maintained in certain areas Limits. In addition, a regulated cooling system must be provided so that a required The rod is shortened as quickly as possible, but this is a maximum of only two ten-thousandths one millimeter per second can happen. An additional cooling circuit must the unwanted heat dissipation in the tool slide and thus in the machine impede. With the heating rod, an additional Heat source created, which leads to a considerable disturbance variable, especially in the finest range Adjustment amounts can be.

Bei den hydraulischen oder pneumatischen Stellsystemen ist es bekannt, mittels hydraulischer oder pneumatischer Druckmittel eine starr am Maschinenbett befestigte, sich auf dem Werkzeugträger verklemmende Spreizvorrichtung zu dehnen und die einseitige Verschiebung auf den Werkzeughalter zu.übertragen. Die Spreizvorrichtung besteht aus einem Zustellgehäuse mit einem breiten parallelwandigen, nach außen ragenden Flansch, innerhalb dessen sich eine ringförmige Ausdehnungskammer befindet. Um den als Welle ausgebildeten Werkzeugträger zu verschieben, muß zunächst eine in entgegengesetzter Richtung zur Verschieberichtung des Werkzeugträgers gelegene Klemme gelöst, anschließend das Gehäuse gedehnt und die gelöste Klemme wieder gespannt werden. Dann muß die andere, in Verschieberichtung gelegene Klemme gelöst, das Gehäuse zusammengezogen und die gelöste Klemme gespannt werden.In the case of hydraulic or pneumatic actuating systems, it is known one rigid on the machine bed by means of hydraulic or pneumatic pressure medium attached spreading device jammed on the tool carrier to stretch and transfer the one-sided displacement to the tool holder. The spreader consists of a delivery housing with a wide, parallel-walled, outwardly protruding flange, within which there is an annular expansion chamber. In order to move the tool carrier, which is designed as a shaft, one must first located in the opposite direction to the direction of displacement of the tool carrier Clamp released, then the housing stretched and the released clamp tightened again will. Then the other clamp located in the direction of displacement must be released, the housing pulled together and the released clamp tightened.

Bei dieser bekannten Vorrichtung zum Erzeugen einer aus kleinsten Schritten zusammengesetzten Bewegung an einem durch eine lediglich axial verschiebbare Welle zustellbaren Werkzeugmaschinenschlitten, z. B. einen Schleifschlitten, sind ebenso wie bei dem magnetostriktiven Stellsystem allein zur Durchführung eines Vorschubschrittes sechs Operationen notwendig, von denen vier Spann- und Entspannungsoperationen sind. Obwohl die Klemmvorrichtungen zum Halten und -Lösen der die Schleifscheibe tragenden Welle als »hydraulische Klammern« konstruktiv einfach ausgeführt sind, ist der Stellvorgang recht kompliziert und verlangt eine aufwendige Steuerung; -um- durch mehrfache Längung oder Kürzung einen bestimmten Zustellbereich bewältigen zu können.In this known device for generating one of the smallest Steps compound movement at one by only axially displaceable Shaft deliverable machine tool slide, z. B. a grinding carriage are just like with the magnetostrictive positioning system only to carry out a feed step six operations required, four of which are tension and relaxation operations. Although the clamping devices for holding and releasing the grinding wheel carrying Shaft as »hydraulic brackets« are designed with a simple design, is the actuating process quite complicated and requires a complex control; -um- through multiple elongation or shortening a certain delivery area.

An einer spitzenlosen Rundschleifmaschine ist ferner eine Vorrichtung zum schrittweisen Verstellen des Werkzeugträgers mit einem in sich längs starren-Gehäuse bekannt, das mit dem Maschinengestell fest verbunden ist. Der mit dem Werkzeugschlitten starr verbundene Werkzeugträger ist in dem Gehäuse zwischen zwei hydraulisch spann- und lösbaren Klammern geführt und festlegbar. Zum Verstellen des Werkzeugschlittens ist der Werkzeugträger zum Teil als Dehnbuchse ausgebildet. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung zum schrittweisen Verstellen des Werkzeugträgers sind zur Durchführung eines Vorschubschrittes sechs Arbeitsgänge erforderlich, von denen vier Spann- und Entspannungsvorgänge sind. Obwohl auch hier die Klemmvorrichtungen zum Halten und Lösen der mit dem Werkzeugschlitten starr verbundenen Antriebsstange als hydraulische Klammern konstruktiv einfach ausgebildet sind, ist der Stellvorgang umständlich und verlangt eine aufwendige Steuerung, um durch mehrfache Längung und Kürzung einen bestimmten Zustellweg bewältigen zu können.There is also a device on a centerless cylindrical grinding machine for the step-by-step adjustment of the tool carrier with a longitudinally rigid housing known, which is firmly connected to the machine frame. The one with the tool slide rigidly connected tool carrier is in the housing between two hydraulically clamping and releasable brackets guided and fixable. For adjusting the tool slide is the tool carrier for Part designed as an expansion sleeve. Even in this known device for the step-by-step adjustment of the tool carrier six operations are required to carry out a feed step, from which are four tension and relaxation processes. Although here too the clamping devices for holding and releasing the drive rod rigidly connected to the tool slide are designed as hydraulic clamps structurally simple, is the setting process cumbersome and requires a complex control in order to by multiple elongation and To be able to cope with shortening a certain delivery route.

Schließlich ist eine hydraulische Zustelleinrichtung einer Werkzeug-, z. B. Schleifmaschine bekannt, bei der mit dem Zylinder des Zustellkolbens ein Injektorkolbentrieb, das ist ein weiterer Zylinder mit einem im Durchmesser wesentlich kleineren Kolben, verbunden ist. Der Injektorkolben veranlaßt bei hydraulischer Beaufschlagung von rückwärts und damit bewirkter Einspritzung des auf seiner Vorderseite befindlichen Druckmittels in den Arbeitsraum des Zustellzylinders den Zustellkolben zu einer besonders kleinen Zustellbewegung. Hier liegt aber keine Kraftübersetzung vor. Die Größe des Injektorkolbens hat gar keinen Einfluß auf den hydraulischen Druck oder die Kolbenkraft des Zustellkolbens. Der Injektorkolben mißt nur das Quantum der Druckflüssigkeit ab, das je Impuls in den hydraulischen Zylinder eingedrückt werden soll. Derartige Elemente in Verbindung mit einer Dehnbuchse anzuwenden, um durch Längen der Dehnbuchse nach Beaufschlagung und Verschiebung des kleineren Kolbens einen kleinen Zustellbetrag zu erhalten, ist aus dieser bekannten Zustelleinrichtung nicht herleitbar.Finally, a hydraulic feed device for a tool, z. B. known grinding machine in which an injector piston drive with the cylinder of the feed piston, this is another cylinder with a piston that is much smaller in diameter, connected is. The injector piston causes hydraulic loading of backwards and thus caused the injection of the one located on its front side Pressure medium in the working space of the feed cylinder to one the feed piston particularly small infeed movement. However, there is no force transmission here. the The size of the injector piston has no influence on the hydraulic pressure or the piston force of the feed piston. The injector piston only measures the quantity of the Hydraulic fluid that is pressed into the hydraulic cylinder with each pulse target. Such elements can be used in conjunction with an expansion sleeve to get through Length of the expansion sleeve after loading and moving the smaller piston To get a small delivery amount is from this known delivery device not deducible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen sehr kleiner Stellwege von Schleifscheibenträgern an Schleifmaschinen in Abhängigkeit von pneumatischen Steuerdrücken zu schaffen, die kleinste Vorschubbewegungen bei absolut starrem Stellglied ermöglicht, wobei zusätzliche Wärmequellen an der Hochgenauigkeitsmaschine und die Verwendung komplizierter elektronischer Geräte und aufwendiger Steuer- und Verteileinrichtungen vermieden werden und ein nur geringer Energiebedarf erforderlich ist.The invention is based on the object of a device for generating depending on very small travel ranges of grinding wheel carriers on grinding machines of pneumatic control pressures to create the smallest feed movements allows absolutely rigid actuator, with additional heat sources on the high-precision machine and the use of complex electronic devices and expensive control and Distribution facilities are avoided and only a small amount of energy is required is.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung zum Erzeugen sehr kleiner Stellwege von Schleifscheibenträgern an Schleifmaschinen in Abhängigkeit von pneumatischen Steuerdrücken dadurch gelöst, daß die Dehnbuchse an dem als geteilter Zylinder ausgeführten Gehäuse starr befestigt ist und in ihm in an sich bekannter Weise zwei durch eine mit einem inkompressiblen Medium gefüllte Druckkammer verbundene Stufenkolben axial hintereinander angeordnet sind, wobei die Dehnbuchse von der letzten Kolbenstufe beaufschlagt ist.According to the invention, this object is achieved in a device for generating depending on very small travel ranges of grinding wheel carriers on grinding machines solved by pneumatic control pressures that the expansion sleeve on the as a split Cylinder executed housing is rigidly attached and in it known per se Way two connected by a pressure chamber filled with an incompressible medium Stepped pistons are arranged axially one behind the other, the expansion sleeve from the last piston stage is applied.

Bei der praktischen Ausführung ist zwischen dem letzten Kolben des zweiten Stufenkolbens und dem mit dem Werkzeugschlitten über einen Deckel und den Kupplungsstutzen verbundenen Ende der Drehbuchse eine Kammer mit einem inkompressiblen Medium angeordnet. Dieser letzte Kolben ist von einer kreisringförmigen Buchse umgeben, die bei einer geänderten Ausführung mit einer parabolischen Übergangskontur ausgebildet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Kammer ein Ausgleichsring aus einem Druckmedium angeordnet, dessen Hysterese bei Entlastung gleich groß, aber entgegengesetzt der Hysterese des Druckübertragungsmediums ist. Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist die mittlere Druckkammer mittels zweier elastischer, aber nicht dehnbarer Membranen abgedichtet. Die Kolben der Stufenkolben sind in Wälzlagern oder pneumostatischen Lagern geführt: Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die bereits angeführten Nachteile der bekannten Systeme vermieden und die Zustellbewegungen über eine Dehnbuchse bewirkt, die den erforderlichen Kraftbedarf über mehrere Kolbenstufen erhält. Diese Dehnbuchse ist so ausgelegt, daß sie nur innerhalb des durch das Hookesche Gesetz umfaßten Bereiches gelängt wird, so daß keine bleibende Verformung auftreten kann. Die erste Kammer der Stufenkolben wird hierbei mit Druckluft normalen Betriebsdruckes zwischen 0,5 und 6 atü beaufschlagt, wogegen die mittlere Druckkammer mit einem inkompressiblen Medium gefüllt ist. Diese Kammer ist durch Membranen abgegrenzt, die eine axiale Verschiebung der Kolben in den erforderlichen Grenzen gestatten und einen gegen Verstellung vernachlässigbar geringen Eigenwiderstand haben, der über den ganzen Hub gleichbleibt.In the practical version, between the last piston of the second stepped piston and the one with the tool slide over a cover and the Coupling piece connected to the end of the rotary bushing a chamber with an incompressible Medium arranged. This last piston is surrounded by an annular sleeve, which, in a modified version, are designed with a parabolic transition contour is. In a preferred embodiment there is a compensating ring in the chamber Arranged from a pressure medium whose hysteresis is the same when relieved, but opposite to the hysteresis of the pressure transmission medium. According to another The feature according to the invention is the middle pressure chamber by means of two elastic, but inextensible membranes sealed. The pistons of the stepped pistons are in Rolling bearings or pneumostatic bearings out: With the device according to the invention the above-mentioned disadvantages of the known systems are avoided and the Infeed movements via an expansion sleeve causes the required force received over several piston stages. This expansion sleeve is designed so that they only is elongated within the range covered by Hooke's law, so that no permanent deformation can occur. The first chamber becomes the stepped piston pressurized with compressed air at normal operating pressure between 0.5 and 6 atü, whereas the middle pressure chamber is filled with an incompressible medium. These Chamber is delimited by diaphragms that allow axial displacement of the piston in Allow the necessary limits and negligible against adjustment have low intrinsic resistance that remains the same over the entire stroke.

In der letzten Kammer der Stufenkolben ist wegen der großen Übersetzung ein sehr hoher Druck vorhanden, so daß ein Druckübertragungsmedium erforderlich ist, das höchsten Drücken standhält. Hierfür ist ein Medium vorgesehen, dessen Querkontraktionszahl gleich 0,5 und dessen Kompressibilitätsfaktor gleich Null beträgt. Dieses höchsten Drücken standhaltende Druckübertragungsmedium kann beispielsweise Gummi, Kunststoff oder Quecksilber sein. Bei diesen Werkstoffen ist die innere Reibung sehr gering, so daß eine auftretende Hysterese sehr klein gegenüber der Stellgenauigkeit ist.The stepped piston is in the last chamber because of the large gear ratio a very high pressure exists, so that a pressure transmission medium is required is capable of withstanding the highest pressures. A medium is provided for this, its Poisson's ratio equal to 0.5 and its compressibility factor is equal to zero. This highest Pressure withstanding pressure transmission medium can, for example, rubber, plastic or be mercury. With these materials, the internal friction is very low, so that any hysteresis that occurs is very small compared to the positioning accuracy.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zwischen dem Schleifscheibenschlitten und seiner Führung ein schwingungsdämpfendes und längsstarres Element eingeschaltet, das mit einer hohen Ansprüchen genügenden Steifigkeit ausgelegt und mit einer steifen Halterung, die an der Schlittenführung befestigt ist, starr verbunden ist. Die durch die Längung der Dehnbuchse in der Länge veränderliche Vorrichtung überträgt alle erforderlichen Stehkräfte ohne irgendwelche Zwischenelemente unmittelbar auf den Schleifscheibenschlitten. Zur Verringerung der Reibungsverluste werden die Stufenkolben in Wälzlagern oder in pneumostatischen Lagern geführt.With the device according to the invention, between the grinding wheel slide and its guide switched on a vibration-damping and longitudinally rigid element, designed with a rigidity that meets high requirements and a stiff one Bracket, which is attached to the slide guide, is rigidly connected. By the elongation of the expansion sleeve in the length variable device transmits all required standing forces without any intermediate elements directly on the Grinding wheel slide. The stepped pistons are used to reduce friction losses guided in roller bearings or in pneumostatic bearings.

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fortschritt beruht zunächst auf dem Vorteil, daß mit vorgespannter Luft in den üblichen Druckbereichen hohe Stellkräfte die Längenänderung einer an sich längsstarren Vorrichtung bewirken, ohne daß aufwendige und komplizierte Geräte vorhanden sein müssen und große Energiemengen benötigt werden. Bei den üblichen Feinzustellungen von 2,5 Mikrometer pro Sekunde ist eine Leistung von nur etwa 5 Watt erforderlich. Selbst zum Stellen des maximalen Weges von beispielsweise 70 Mikrometer pro Sekunde muß eine Leistung von nur etwa 100 Watt für die die Verstellung bewirkende Druckluft aufgewendet werden. Gegenüber den bekannten Steheinrichtungen mit den hydraulischen Spannklammern ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung, weil die vier Spann-und Entspannungsvorgänge ersatzlos wegfallen. Damit entfällt aber auch die aufwendige Steuer- und Verteileinrichtung zur zeitgerechten und folgerichtigen Auslösung der Spann- und Entspannungsvorgänge.The technical progress that can be achieved with the invention is based initially on the advantage that with pretensioned air in the usual pressure ranges high Adjusting forces cause the change in length of a longitudinally rigid device, without the need for expensive and complicated devices and large amounts of energy are needed. With the usual fine infeeds of 2.5 micrometers per second a power of only about 5 watts is required. Even to put the maximum Path of, for example, 70 micrometers per second, an output of only about 100 watts are used for the compressed air causing the adjustment. Opposite to the known standing devices with the hydraulic clamps results a significant simplification, because the four tensioning and relaxing processes are not replaced fall away. This also eliminates the costly tax and Distribution device for the timely and consistent triggering of the tensioning and relaxation processes.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ferner jede gewünschte Stellcharakteristik erzeugt werden, weil mit bekannten pneumatischen Reglern eine leichte Anpassung im übertragungsverhalten an das Stellsystem und die Strecke erreicht werden kann. Wenn z. B. pneumatisch gemessen wird, so kann mit einfachen Mitteln ein pneumatischer Regelkreis unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufgebaut werden, ohne daß aufwendige Energiewandler notwendig sind. Die Regelabweichung wird hierbei durch verschiedene Störeinflüsse des Fertigungssystems und der Umwelteinflüsse bewirkt, und ein pneumatischer, linearer Regler bildet aus der Regelabweichung ein Signal als Eingangsgröße für die erfindungsgemäße Vorrichtung, die durch die Dehnung der Dehnbuchse die Lageabweichung des Schleifscheibenschlittens kompensiert.With the device according to the invention, any desired Adjusting characteristics are generated because with known pneumatic controllers a easy adaptation of the transmission behavior to the control system and the route achieved can be. If z. B. is measured pneumatically, so can with simple means a pneumatic control circuit using the device according to the invention can be set up without the need for expensive energy converters. The control deviation is caused by various interfering influences in the manufacturing system and environmental influences causes, and a pneumatic, linear controller forms a from the control deviation Signal as an input variable for the device according to the invention, which is caused by the expansion the expansion bushing compensates for the positional deviation of the grinding wheel slide.

In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zwei weitere abgeänderte Ausführungsformen der Dehnbuchse und Kammer dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt durch eine Dehnbuchse mit einer abgeänderten Kammerausführung und F i g. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Kammer mit Dehnbuchse gemäß F i g. 2. In der F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels eines Lagerdeckels 4 auf der Führung 3 eines Schleifscheibenschlittens 2 starr befestigt, wobei die Führung 3 wiederum auf einem Maschinengestell 1 angeordnet ist. Der Lagerdeckel 4 wird hierbei mittels ; bekannter Elemente festgezogen und gelöst, so daß die gesamte Vorrichtung der Erfindung leicht ausgewechselt werden kann. Die Vorrichtung selbst besitzt ein Zylindergehäuse 5, das in zwei Teile 5 a und 5 b aufgeteilt sein kann und an dem die Dehn- , buchse 6 mittels Schrauben 32 starr befestigt ist. Die beiden Gehäuseteile sind über Schrauben 31 miteinander verbunden.In the drawing, an embodiment of the device according to the invention and two further modified embodiments of the expansion sleeve and chamber are shown, namely FIG. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention, FIG. 2 shows a section through an expansion sleeve with a modified chamber design and FIG. 3 shows a further modified embodiment of the chamber with an expansion sleeve according to FIG. 2. In FIG. 1, the device according to the invention is rigidly attached to the guide 3 of a grinding wheel slide 2 by means of a bearing cover 4, the guide 3 in turn being arranged on a machine frame 1 . The bearing cap 4 is hereby means of; known elements tightened and loosened so that the entire device of the invention can be easily changed. The device itself has a cylinder housing 5 which can be divided into two parts 5 a and 5 b and to which the expansion sleeve 6 is rigidly attached by means of screws 32. The two housing parts are connected to one another via screws 31.

Der Gehäuseteil 5 a ist durch einen Einlaßdeckel 7 mittels Schrauben 30 abgedeckt und enthält den ersten Stufenkolben 11, 12 und das pneumostatische Lager 21 des Druckluftkolbens 11.The housing part 5 a is covered by an inlet cover 7 by means of screws 30 and contains the first stepped piston 11, 12 and the pneumostatic bearing 21 of the compressed air piston 11.

Der mit geringerem Durchmesser ausgebildete Kolbens 12 des Stufenkolbens 11,12 erstreckt sich in den Teil 5 b des Gehäuses 5 und ist an seiner Stirnfläche mit einer Membran 15 verbunden, die an ihrem Umfang zwischen den beiden Gehäusehälften 5 a und 5 b eingespannt ist. Eine zweite Membran 16 ist mittels eines Halteringes 24 ebenfalls innerhalb des Gehäuseteiles 5 b angeordnet und in der Mitte an einem Kolben 13 befestigt, der der Kolben mit dem größeren Durchmesser eines zweiten Stufenkolbens 13,14 ist. Der Kolben 14 dieses Stufenkolbens ist in einem pneumostatischen Lager 22 geführt, das von einer Buchse 10 umgeben ist und sich innerhalb der Dehnbuchse 6 befindet.The smaller diameter piston 12 of the stepped piston 11, 12 extends into the part 5 b of the housing 5 and is connected at its end face to a membrane 15 which is clamped at its periphery between the two housing halves 5 a and 5 b. A second membrane 16 is also arranged within the housing part 5b by means of a retaining ring 24 and is fastened in the center to a piston 13, which is the piston with the larger diameter of a second stepped piston 13, 14. The piston 14 of this stepped piston is guided in a pneumostatic bearing 22 which is surrounded by a bush 10 and is located inside the expansion bush 6.

Die Dehnbuchse 6 ist an ihrem freien Ende durch einen Deckel 8 mittels Schrauben 33 verschlossen, an dem ein Kupplungsstutzen 9 befestigt ist. Dieser Kupplungsstutzen 9 wird über Schrauben 34 starr in einer entsprechenden Aussparung am Schleifscheibenschlitten 2 festgeklemmt.The expansion sleeve 6 is at its free end by a cover 8 by means Screws 33 closed, on which a coupling piece 9 is attached. This coupling socket 9 is fixed by screws 34 in a corresponding recess on the grinding wheel slide 2 clamped.

Die Vorrichtung wird durch einen Drucklufteinlaß 25 mit Druckluft in den üblichen Druckbereichen beaufschlagt. Der dadurch in einer Druckluftkammer 17 sich einstellende Druck erzeugt entsprechend der Kolbenfläche 28 eine Kraft, die den Stufenkolben 11, 12 um einen bestimmten Betrag in Richtung einer Druckkammer 19 bewegt, die sich zwischen den beiden Stufenkolben 11,12 und 13,14 befindet. Durch diese Vorwärtsbewegung des Stufenkolbens 11,12 wird in der Druckkammer 19 ein Druck aufgebaut, der sich aus der Druckübersetzung entsprechend dem Verhältnis der wirksamen Flächen der Kolben 11 und 12 ergibt. Dieser Druck in der Druckkammer 19 wird auf die Fläche des Kolbens 13 des Stufenkolbens 13, 14 übertragen und bewegt diesen Kolben 13 um einen bestimmten Weg in Richtung auf eine Kammer 20, die sich zwischen dem Deckel 8 am Ende der Dehnbuchse 6 und dem Kolben 14 sowie der Buchse 10 ergibt. Aus der Vorwärtsbewegung des Kolbens 14 entsteht wiederum ein Druckanstieg in dieser Kammer 20, der, bezogen auf die Fläche des Deckels 8, eine sehr große Kraft ergibt, die die eine bestimmte Steifigkeit aufweisende Dehnbuchse 6 um einen bestimmten Betrag längt.The device is subjected to compressed air in the usual pressure ranges through a compressed air inlet 25. The resulting pressure in a compressed air chamber 17 generates a force corresponding to the piston surface 28, which moves the stepped piston 11, 12 by a certain amount in the direction of a pressure chamber 19, which is located between the two stepped pistons 11, 12 and 13, 14. As a result of this forward movement of the stepped piston 11, 12, a pressure is built up in the pressure chamber 19 which results from the pressure intensification corresponding to the ratio of the effective areas of the pistons 11 and 12. This pressure in the pressure chamber 19 is transmitted to the surface of the piston 13 of the stepped piston 13, 14 and moves this piston 13 by a certain distance in the direction of a chamber 20, which is located between the cover 8 at the end of the expansion sleeve 6 and the piston 14 as well as the socket 10 results. The forward movement of the piston 14 in turn results in a pressure increase in this chamber 20, which, based on the area of the cover 8, results in a very large force that elongates the expansion sleeve 6, which has a certain rigidity, by a certain amount.

Die Längung der Dehnbuchse 6 wird auf den Kupplungsstutzen 9 übertragen, der mit dem Schleif-Scheibenschlitten 2 fest verbunden ist, so daß sich dieser um den Betrag der Längung der Dehnbuchse 6 gegenüber der Führung 3 in Richtung der Längung bewegt. Hierbei wird ein mit dem Schleifscheibenschlitten 2 fest verbundener Schleifseheibenträger um den Betrag der Längung in Richtung eines Werkstückes bewegt und bewirkt somit einen Werkstoffabtrag im Bereich der Feinzustellung.The elongation of the expansion sleeve 6 is transferred to the coupling piece 9, which is firmly connected to the grinding wheel slide 2, so that it moves by the amount of the elongation of the expansion sleeve 6 relative to the guide 3 in the direction of the elongation. Here, a grinding wheel carrier firmly connected to the grinding wheel slide 2 is moved by the amount of elongation in the direction of a workpiece and thus causes material to be removed in the area of the fine infeed.

Die die Zustellung bewirkende Dehnbuchse 6 kann durch entsprechend tiefe Eindrehungen 23 auf eine bestimmte Steifigkeit gebracht werden, die zum Stellen des Sehleifscheibenschlittens 2 für Maschinen mit hoher Genauigkeit genügend groß ist.The expansion bushing 6 causing the delivery can be correspondingly deep indentations 23 are brought to a certain rigidity, which is necessary to set of the grinding disk slide 2 is sufficiently large for machines with high accuracy is.

Um den Stufenkolben 11,12 bei der Rückwärtsbewegung zu beschleunigen, kann Druckluft in den üblichen Druckbereichen auch durch eine Luftleitung 26 einer Rückstellkammer 18 zugeführt werden, in der die Druckluft auf die Kreisringfläche 29 des Druckluftkolbens 11 wirkt. Hierdurch wird eine doppeltwirkende Vorrichtung geschaffen.To accelerate the stepped piston 11, 12 during the backward movement, can compressed air in the usual pressure ranges also through an air line 26 a Return chamber 18 are supplied, in which the compressed air on the circular ring surface 29 of the compressed air piston 11 acts. This creates a double-acting device created.

Die Druckkammer 19 der Vorrichtung ist hierbei mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, gefüllt. Sie wird von den Membranen 15 und 16 hermetisch abgeschlossen, die eine axiale Bewegung der Kolben 12 und 13 in beiden Richtungen in einem erforderlichen Bereich gestatten. In der Kammer 20 ist wegen des hohen Druckes ein Druckübertragungsmedium vorgesehen, das hohen Drücken standhält und dessen Kompressibilitätsfaktor 0 beträgt. Dieses Medium kann beispielsweise ein geeigneter Gummi, Kunststoff oder Quecksilber sein.The pressure chamber 19 of the device is here with an incompressible Liquid such as oil. It is made up of membranes 15 and 16 Hermetically sealed allowing axial movement of pistons 12 and 13 in both Allow directions in a required area. In chamber 20 is due of the high pressure, a pressure transmission medium is provided that can withstand high pressures and its compressibility factor is 0. This medium can for example be a suitable rubber, plastic or mercury.

Um eine bessere Druckverteilung in der Kammer 20 zu erzielen, kann nach dem abgeänderten Ausführungsbeispiel in F i g. 2 die Buchse 10 und damit auch das Druckübertragungsmedium in der Kammer 20 mit einer parabolischen übergangskontur ausgebildet werden. Um weiterhin im Gesamtstellbereich der Vorrichtung beim Entlasten des Systems Wegverluste auf Grund der Hysterese des Druckübertragungsmediums auszugleichen, wird in der weiterhin abgewandelten Ausführung nach F i g. 3 zusätzlich zwischen der Dehnbuchse 6 und der parabolischen Buchse 10 ein Ausgleichsring 35 eines Druckmediums angeordnet, das seinerseits bei Entlastung eine Hysterese besitzt, die gleich groß, aber entgegengesetzt der Hysterese des Druckmediums in der Kammer 20 ist. Da hierdurch beim Entlasten der Vorrichtung die Summe der Hysteresen 0 wird, werden die Wegverluste im gesamten Stellbereich ausgeglichen.In order to achieve a better pressure distribution in the chamber 20, according to the modified embodiment in FIG. 2 the socket 10 and thus also the pressure transmission medium in the chamber 20 can be formed with a parabolic transition contour. In order to continue to compensate for path losses due to the hysteresis of the pressure transmission medium in the overall setting range of the device when relieving the load on the system, in the further modified version according to FIG. 3, a compensating ring 35 of a pressure medium is additionally arranged between the expansion sleeve 6 and the parabolic socket 10, which in turn has a hysteresis when the load is removed which is equal to but opposite to the hysteresis of the pressure medium in the chamber 20 . Since the sum of the hysteresis becomes 0 when the device is relieved, the path losses are compensated for in the entire adjustment range.

Claims

Claims: 1. Device for generating very small travel ranges of grinding wheel carriers on grinding machines as a function of pneumatic control pressures with a guide provided on the machine frame for the grinding wheel slide and with an expansion sleeve that is rigidly connected to the grinding wheel slide by means of a coupling piece on the one hand and against one on the machine frame on the other attached housing is supported during the fine adjustment movement, characterized in that the expansion sleeve (6) is rigidly attached to the housing designed as a split cylinder (5 a, 5 b) and in it in a manner known per se two filled with an incompressible medium Pressure chamber (19) connected stepped pistons (11, 12 and 13, 14) are arranged axially one behind the other, the expansion sleeve (6 ) being acted upon by the last piston stage (14).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the last piston (14) of the second stepped piston (13, 14) and the end of the expansion sleeve connected to the grinding wheel slide (2) via a cover (8) and the coupling piece (9) (6) a chamber (20) with an incompressible pressure transmission medium is arranged.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the chamber (20) a sleeve (10) surrounding the piston (14) in a circular ring shape is arranged.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the pressure transmission medium of the chamber (20) and the socket (10) with a parabolic transition contour are formed.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that that a compensating ring (35) made of a pressure medium is arranged in the chamber (20) whose hysteresis is the same when unloading, but opposite to the hysteresis of the pressure transfer medium.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the middle pressure chamber (19 ) is sealed by means of two elastic, but inextensible membranes (15, 16).

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the expansion sleeve (6) is formed with smooth walls or with indentations (23) is. B.

Device according to Claim 1, characterized in that the pistons (11 and 14) of the stepped pistons (11, 12 and 13, 14) are guided in roller bearings or pneumostatic bearings (21, 22).

9. The device according to claim 1, characterized in that on the opposite to the piston surface (28) lying circular ring surface (29) of the compressed air piston (11) with a pressure medium, for. B. compressed air, actable return chamber (18) is arranged.

10. The device according to claim 2, characterized in that rubber, plastic or the like is used as the pressure transmission medium in the chamber (20).