DE1502416C2

DE1502416C2 - Schleifvorrichtung für die Schleifscheibe einer Walzenschleifmaschine. Ausscheidung aus: 1427485

Info

Publication number: DE1502416C2
Application number: DE1502416A
Authority: DE
Inventors: Peter Milford Hold; Alfred Theodore Newtown Parella
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1961-10-18
Filing date: 1962-10-18
Publication date: 1973-01-04
Also published as: JPS511872B1; GB1001843A; GB1001844A; DE1427485B1; US3088250A; GB1001842A; DE1502416A1; DE1502416B2

Description

Die Anmeldung betrifft eine Steuervorrichtung für die Schleifscheibe einer Walzenschleifmaschine mit einem am Schleifspindelkopf federnd gelagerten Werkstücktaster, der in eine Stellung verschiebbar ist, die dem jeweiligen Radius der Schleifscheibe entspricht.

Bei Walzenschleifmaschinen, einer besonderen Maschinenart innerhalb der Gattung Rundschleifmaschinen, ist im allgemeinen weder der Durchmesser, den das Werkstück, nämlich die Walze, beim Schleifen -insbesondere beim Nachschleifen einer abgenutzten Walze — erhält, noch die Lage der Walzenachse in bezug auf die Schleifmaschine von vornherein genau bekannt. Zwar können Walzenschleifmaschinen ebenso wie gewöhnliche Rundschleifmaschinen Spitzen aufweisen, zwischen denen das Werkstück während des Schleifens gehalten ist; das Gewicht einer Walze ist aber im allgemeinen so groß, daß es nicht über die Spitzen auf das Maschinenbett übertragen werden kann. Bei Walzenschleifmaschinen ist die Walze daher üblicherweise an den Mantelflächen ihrer Lagerzapfen abgestützt. Der Durchmesser der Lagerzapfen liegt nicht fest, denn er kann sich von Walze zu Walze ändern und selbst bei jeder einzelnen Walze im Laufe ihrer Lebensdauer durch wiederholtes Nacharbeiten des Lagerzapfens abnehmen. Die Abstützung der Walzen an den Mantelflächen ihrer Lagerzapfen bringt es daher mit sich, daß die Drehachse der Walze von Fall zu Fall eine andere Lage hat.

Bei einer Walzenschleifmaschine ist es ebenso wie bei einer gewöhnlichen Rundschleifmaschine mit starren Spitzen wünschenswert, daß ein möglichst großer Teil der Zustellbewegung im Eilgang ausgeführt wird, wobei aber mit Sicherheit vermieden werden muß, daß die erste Berührung zwischen Schleifscheibe und Werkstück im Eilgang stattfindet. Diese Forderung läßt sich bei Walzenschleifmaschinen im Gegensatz zu gewöhnlichen Rundschleifmaschinen mit starren Spitzen noch nicht mit einem Gerät erfüllen, das einen Meßwert über den Werkstückdurchmesser liefert, denn die Größe jeder Zustellbewegung hängt außer vom Werkstückdurchmesser auch von der Lage der Werkstückachse ab, die bei einer Walzenschleifmaschine erst durch eine gesonderte, aufwendige Vorrichtung festgestellt werden müßte. Hinzu kommt,' daß bei einer Walzenschleifmaschine schon der Aufwand für eine Durchmessermeßvorrichtung im allgemeinen nicht gerechtfertigt ist, da es meist nicht auf den letzten Endes erreichten Walzendurchmesser ankommt sondern jede einzelne Walze um soviel nachgeschliffen werden muß, wie sie sich an ihren am stärksten beanspruchten Stellen abgenutzt hat; eine Walzenschleifmaschine hat daher im allgemeinen nur die Aufgabe, eine bestimmte zylindrische oder ballige Form der Walze wieder herzustellen, unabhängig davon, welchen Durchmesser die Walze letzten Endes erhält, wobei natürlich die Durchmesserverkleinerung auf das unbedingt nötige Maß beschränkt bleiben soll.

An einer Schleifmaschine ist eine Meß vorrichtung mit einem am Schleifspindelkopf federnd gelagerten Werkstücktaster bekannt, der in eine Stellung verschiebbar ist, die dem jeweiligen Radius der Schleifscheibe entspricht (USA.-Patentschrift 2,363,946). Bei dieser Meßvorrichtung, die insbesondere an einer Flächenschleifmaschine vorgesehen ist, ist der Werkstücktaster Bestandteil einer Meßuhr, die am Schleifspindelkopf befestigt und gegenüber diesem in einer zur Zustellrichtung der Schleifscheibe parallelen Richtung derart einstellbar ist, daß die Spitze des Werkstücktasters in derselben, zum Maschinentisch der Flächen- schleifmaschine parallelen Ebene liegt wie die Berührungslinie von Schleifscheibe und Werkstück. Der Taster ist gegen diese Berührungslinie soweit parallel zum Maschinentisch versetzt angeordnet, daß die erste Zustellbewegung in der Weise ausgeführt werden kann, daß sich zunächst nur der Taster dem Werkstück nä hert, wobei vom Benutzer, der diese Zustellbewegung von Hand bewirkt, keine besondere Aufmerksamkeit verlangt wird, da eine etwaige Überschreitung der Nullstellung der Meßuhr nicht zu einem Anprall der Schleifscheibe am Werkstück führt. Erst wenn an der Meßuhr der Sollwert der Schleifzugabe eingestellt ist, wird der Maschinentisch in seiner eigenen Ebene derart verschoben, daß anstelle des Tasters die Schleifscheibe selbst am Werkstück angreift.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Begrenzen der Zustellbewegung der Schleifscheibe einer Schleifmaschine zum Abschleifen der äußeren harten Gußhaut von unrunden walzenförmigen Hartgußstücken be-

kannt (Deutsche Patentschrift 434,771), bei der in der Berührungslinie von Schleifscheibe und Werkstück beiderseits der Schleifscheibe am Schleifspindelkopf je ein Taster einstellbar befestigt ist. Der Schleifspindelkppf ist hierbei an einem durch Federn gegen das Werkstück vorgespannten Schlitten angeordnet, so daß ,die Eindringtiefe der Schleifscheibe von der Einstellung der Taster abhängt; sie ist so gewählt, daß die Gußhaut des Werkstücks gerade abgeschliffen wird, und zwar wegen der Steuerung des Schlittens durch die Taster ι ο an allen Seiten des unrunden Werkstücks. Die Unrundheit des Werkstücks bleibt hierbei erhalten. Diese bekannte Vorrichtung ist deshalb zum Schleifen von Walzen, die völlig rund werden sollen, nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine π Steuervorrichtung für die Schleifscheibe einer Walzenschleifmaschine zu schaffen, die imstande ist, die Schleifscheibe und die Schleifscheibenzustellung selbsttätig zu überwachen und zu steuern, ohne daß der Durchmesser und die Achslage der Walze bekannt zu sein oder gesondert gemessen zu werden brauchen.

Ausgehend von einer Schleifscheibensteuervorrichtung der eingangs genannten Art ist die beschriebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in. 2 an sich bekannter Weise in der Berührungslinie von Schleifscheibe und Walze neben der Schleifscheibe angeordnete Spitze des Tasters bei zurückgezogener Schleifscheibe über deren Umfang hinausragt, und daß an dem Taster mindestens ein Schaltelement vorgesehen ist, durch das infolge Verschiebung des Tasters gegenüber der Schleifscheibe beim Anstellen der Schleifscheibe an die Walze mittels eines Schleifschlittens oder während des Schleifvorgangs über am Schleifspindelkopf angeordnete Schalter Signale entweder zur Änderung der Schleifschlitten-Zustellgeschwindigkeit, zum Einleiten einer der Feinzustellung dienenden Kippbewegung des Schleifspindelkopfes oder zum Einleiten eines Abrichtvorgangs bei abgenutzter Schleifscheibe auslösbar sind.

Wenn auf der Walzenschleifmaschine auch größere und durch Abnutzung stark unregelmäßig gewordene Walzen geschliffen werden sollen, kann dies ohne Unterbrechung nur dann geschehen, wenn die Schleifscheibe selbsttätig abgerichtet wird, sobald ein bestimmter Schleifscheibenschwund aufgetreten ist und wenn die Stellung des Tasters in bezug auf das bzw. jedes Schaltelement selbsttätig dem neuen Durchmesser der Schleifscheibe angepaßt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist deshalb der auf einem Träger befestigte Taster durch ein erstes Getriebeteil eines im Schleifspindelkopf angeordneten Getriebes verschiebbar, das ein zweites Getriebeteil aufweist, das den Halter eines rückseitig an der Schleifscheibe angeordneten Abrichtwerkzeugs um gleiche Beträge aber in entgegengesetzter Richtung wie den Träger des Tasters verstellt. Dabei weist das Getriebe vorzugsweise eine Gewindespindel mit zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten gleicher Steigung auf.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten an einem in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Schleifspindelkopf und die ihn tragenden Teile einer Walzenschleifmaschine im Aufriß;

Fig. 2 den zugehörigen, teilweise als Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 dargestellten Seitenriß;

Fig. 3 den zugehörigen Grundriß;

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt in der senkrechten Ebene IV-IV in F i g. 1;

Fig. 5 einen noch weiter vergrößerten Teilschnitt in der Ebene V-V in Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt in der waagerechten Ebene VI-VI in Fig. 5; und

Fig. 7 einen Teilschnitt in der senkrechten Ebene VII-VII in Fig. 5.

In Fig. 1 und 2 ist der obere Teil des Maschinenbetts einer Walzenschleifmaschine mit Bettführungen

II und 12 und einer darüber angeordneten Schleifscheibenbaugruppe dargestellt. Die zu schleifende Walze 14 ist in Fig. 5 angedeutet..

Zur Schleifscheibenbaugruppe 13 gehört eine bei 153 gelagerte Schleifscheibe 38, die von einem Motor Λ/2 über einen Treibriemen 41 angetrieben wird. Zum Steuern der Schleifscheibe ist ein Taster 42 vorgesehen, der beim Zustellen der Schleifscheibe jeweils schon vor dieser die Walze 14 berührt.

Die Schleifscheibenbaugruppe ist mit einem Längsschlitten 43 längs der Bettführungen 10, 11 und 12 verschiebbar, die sich parallel zur Längsachse der Walze 14 erstrecken. Auf dem Längsschlitten 43 ist ein Schleifschlitten 86 längs einer Führung 87 in Richtung auf die Walze 14 und von ihr weg verschiebbar. Der Antrieb zum Verstellen des Schleifschlittens 86 umfaßt eine am Längsschlitten 43 befestigte Gewindespindel 88, auf die eine im Schleifschlitten drehbar gelagerte Mutter 85 aufgeschraubt ist. An der Mutter ist ein mit der Spindel 88 gleichachsiges Schneckenrad 89 befestigt, das mit einer Schnecke 91 von einer Welle 92 antreibbar ist. Die Welle 92 ist ihrerseits wahlweise von einem umsteuerbaren Motor M8 mit einer hohen Drehzahl und von einem ebenfalls umsteuerbaren Motor M9 mit einer niedrigeren Drehzahl antreibbar. Der Motor M8 bewirkt somit die Eilzustellung der Schleifscheibe 38, während der Motor M9 eine Langsamzustellung bewirkt.

Auf dem Schleifschlitten 86 ist mit einem Bolzen

93 ein Schleifspindelkopf 94 mit der Schleifscheibe 38 schwenkbar gelagert: Diese schwenkbare Lagerung ermöglicht eine Feinzustellung der Schleifscheibe 38, die sich an die Eilzustellung und die langsame Zustellung anschließen kann. Für die Feinzustellung ist ein umsteuerbarer Motor Ml 1 vorgesehen, der eine Gewindespindel 101 über einen Treibriemen 102 und zwei jeweils nur in einer Prehrichtung wirksame Kupplungen 103 und 104 antreibt. Auf die Gewindespindel 101 ist eine Mutter 106 aufgeschraubt, die mit dem einen Ende eines Hebels 107 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 107 ist an seinem von der Mutter 106 abgewandten Ende auf einer Schneide 108 am Schleifschlitten 86 gelagert. Mit dem Hebel

107 ist zwischen der Mutter 106 und der Schneide

108 ein.zweiter Hebel 109 bei 124 gelenkig verbunden, der mit seinem vom Hebel 107 entfernten Ende

III auf einer Kurvenscheibe 112 gelagert ist und über eine Lagerschneide 100 den Schleifspindelkopf

94 abstützt. Infolge dieser Anordnung bewirkt eine Drehung der Gewindespindel 101 im Sinne einer nach oben gerichteten Verstellung der Mutter 106, daß der Schleifspindelkopf 94 im Sinne einer Zustellung der Schleifscheibe 38 um den Bolzen 93 geschwenkt wird. Eine etwa erwünschte Balligkeit der Walze 14 läßt sich dadurch erzeugen, daß durch Drehen der Kurvenscheibe 112 während der Bewegung des Längsschlittens 43 das Ende 111 des He

bels 109 und damit bei gegebener Stellung der Mutter 106 auch die Schneidenlagerung 100' und mit ihr der Schleifspindelkopf 94 allmählich auf- und abbewegt wird.

In Fig. 5 und 6 sind Einzelheiten der Steuervorrichtung für die Schleifscheibe 38 dargestellt, wobei angenommen ist, daß sich die Schleifscheibe 38 in Fig. 5 der Walze 14 nähert. Der Taster 42 ist innerhalb eines Gehäuses 130 in Lagern 132 und 133 verschiebbar geführt; das Gehäuse 130 ist seinerseits auf ιό Führungsstangen 135 verschiebbar angeordnet. Solange die Schleifscheibe 38 die Walze 14 nicht berührt, ragt der Taster 42 über die Umfangsfläche der Schleifscheibe hinaus und wird erst bei der Annäherung der Schleifscheibe an die Walze gegen den Widerstand einer im Gehäuse 130 angeordneten Feder 136 aus seiner ursprünglichen, in Fig. 5 mit gestrichelten Linien angedeuteten Stellung 134 zurückgedrängt. Das Gehäuse 130 läßt sich mit einem hydraulischen Kolben 135a längs der Führungsstangen 135 verschieben.

Am Taster 42 sind drei Schaltelemente 137, 138 und 139 befestigt, denen am Gehäuse 130 angeordnete Schalter 141, 142 und 143 zugeordnet sind. Der Schalter 141 ist geschlossen, solange die Spitze 99 des Tasters 42 die Walze 14 nicht berührt; solange der Schalter 141 geschlossen ist, läuft der Motor M8 für die EilzusteÜung der Schleifscheibe 38. Sobald die konische Spitze 99 des Tasters 42 die Walze 14 berührt und der Schleifschlitten 86 sich noch ein kleines Stück weiter zur Walze 14 hin bewegt, wird der Taster gegenüber der Schleifscheibe und dem Gehäuse 130 nach rechts verschoben, bis der Schalter 141 vom Schaltelement 137 geöffnet wird und den Motor MS stillsetzt. Gleichzeitig schließt das Schaltelement 138 den normalerweise geöffneten Schalter 142 und setzt dadurch den Motor M9 für die langsame Zustellung der Schleifscheibe 38 in Gang. Bei einer weiteren Zustellbewegung der Schleifscheibe 38 wird der Taster 42 weiter nach rechts geschoben, bis das Schaltelement 138 den Schalter 142 wieder öffnet und dadurch den Motor M9 wieder stillsetzt; dies geschieht kurz bevor die Schleifscheibe 38 die Walze 14 berührt. Gleichzeitig wird der Motor MH zum Kippen des Schleifspindelkopfes 94 in Gang gesetzt, so daß der Schleifspindelkopf geringfügig um den Bolzen 93 gekippt wird. Die Kippbewegung des Schleifspindelkopfes 94 und die damit verbundene weitere Zustellbewegung der Schleifscheibe 38 wird unterbrochen, sobald der vom Antriebsmotor Ml der Schleifscheibe aufgenommene Strom einen bestimmten Betrag überschreitet.

Am Schleifspindelkopf 94 ist gemäß F i g. 5 ein Abrichtwerkzeug 140 angeordnet, das eine Diamantspitze 144 am Ende einer Gewindespindel 146 aufweist. Die Gewindespindel 146 ist in einen Klotz 147 eingeschraubt, der durch eine Schwalbenschwanzführung mit einem Schlitten 148 verbunden ist. Der Klotz 147 ist gegenüber dem Schlitten 148 mit einer Gewindespindel 149 verstellbar; die Gewindespindel 149 ist mit einem umsteuerbaren Motor M13 (Fig. 7) antreibbar, so daß die Diamantspitze 144 längs einer Mantellinie der Schleifscheibe 38 hin- und herbewegbar ist, beispielsweise auf ein Signal, das von einem Programmstreifen gegeben wird. Der Hub des Klotzes 147 ist durch Umsteuerschalter 151 und 152 für den Motor Ml 3 derart begrenzt, daß der Klotz 147 und mit ihr die Diamantspitze 144 sich zwischen der in Fig. 7 mit strichpunktierten Linien und der mit vollen Linien wiedergegebenen Stellung hin- und herbewegt.

Der Schlitten 148 weist eine Gewindebohrung auf, durch die sich eine Gewindespindel 156 erstreckt. Die Gewindespindel 156 ist mit einem Motor Ml 2 gekuppelt und durch ein in ihrer Mitte vorgesehenes Lager 159 gegenüber dem Schleifspindelkopf 94 axial festgelegt. Beiderseits des Lagers 159 weist die Gewindespindel 156 zwei gegenläufige Gewindeabschnitte 161 und 162 gleicher Steigung auf. Während der erste Gewindeabschnitt 161 in der beschriebenen Weise mit dem Schlitten 148 in Eingriff steht, ist der zweite Gewindeabschnitt 162 in eine Gewindebohrung 158 eines Trägers 157 eingeschraubt. Auf dem Träger 157 ist der Taster 42 über das verschiebbare Gehäuse 130 und dessen Lager 132 und 133 abgestützt. Der Träger 157 ist seinerseits auf einer Führung 94a des Schleifspindelkopfes 94 zur Walze 14 hin und von dieser weg verschiebbar geführt.

Wenn die Gewindespindel 156 gedreht wird, bewirkt sie nach Art eines Spannschlosses gegenläufige Verschiebungen des Abrichtwerkzeugs 140 und des Trägers 157. Der Motor M12 wird hierzu vom Schalter 143 derart gesteuert, daß er im Sinne einer gegensinnigen Annäherung des Abrichtwerkzeugs 140 und des Trägers 157 anläuft; wenn infolge des Schleifscheibenschwundes die Spitze 99 des Tasters 42 von der Walze 14 soweit verdrängt worden ist, daß das Schaltelement 139 den Schalter 143 über den Schaltarm 154 schließt. Die vom Motor M12 über die Gewindespindel 156 bewirkte, in Fig. 5 nach rechts gerichtete Verstellung des Gehäuses 130 mit den Schaltern 141, 142 und 143 bewirkt, daß der Schalter 143 wieder geöffnet und dadurch der Motor Ml 2 nach einer gewissen Zustellung der Diamantspitze 144 wieder stillgesetzt wird. Der eigentliche Abrichtvorgang findet dann infolge der programmgesteuerten, durch Drehung der Gewindespindel 149 bewirkten Querbewegung des Klotzes 147 statt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für die Schleifscheibe einer Walzenschleifmaschine mit einem am Schleifspindelkopf federnd gelagerten Werkstücktaster, der in eine Stellung verschiebbar ist, die dem jeweiligen Radius der Schleifscheibe entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise in der Berührungslinie von Schleifscheibe (38) und Walze (14) neben der Schleifscheibe (38) angeordnete Spitze (99) des Tasters (42) bei zurückgezogener Schleifscheibe über deren Umfang hinausragt, und daß an dtm Taster (42) mindestens ein Schaltelement (137, 138, 139) vorgesehen ist, durch das infolge Verschiebung des Tasters (42) gegenüber der Schleifscheibe beim Anstellen der Schleifscheibe an die Walze mittels eines Schleifschlittens (86) oder während des Schleifvorgangs über am Schleifspindelkopf (94) angeordnete Schalter (141, 142, 143) Signale entweder zur Änderung der Schleifschlitten-Zustellgeschwindigkeit, zum Einleiten einer der Feinzustellung dienenden Kippbewegung des Schleifspindelkopfes (94) oder zum Einleiten eines Abrichtvorgangs bei abgenutzter Schleifscheibe auslösbar sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 für eine Walzenschleifmaschine mit einer Schleifscheibenabrichteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der auf einem Träger (157) befestigte Taster (42) durch ein erstes Getriebeteil (161) eines im Schleifspindelkopf (94) angeordneten Getriebes (156) verschiebbar ist, das ein zweites Getriebeteil (162) aufweist, das den Halter eines rückseitig an der Schleifscheibe (38) angeordneten Abrichtwerkzeugs (140) um gleiche Beträge aber in entgegengesetzter Richtung wie den Träger (157) des Tasters (42) verstellt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (156) eine Gewindespindel mit zwei gegenläufigen Gewindeabschnitten (161, 162) gleicher Steigung aufweist.