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Schleifmaschine Die Erfindung betrift eine Schlifmaschine zum Bearbeiten
des Umfanges von plattenförmigen Werkstücken, bestehend aus einem Maschinenständer
mit einem Trog, in dem auf einer vertikalen Spindel eine motorisch angetriebene,
mit ihrer Stirnseite arbeitende Schleifscheibe befestigt ist und an dessen Rand
mindestens eine Spannvorrichtung, die den Umfang des Werkstückes freilässt, angeordnet
ist, dem er ein G.-triebe eine Drehbewegung erteilt wird, wobei die Lage des Werkstückes
während seiner Drehbewegung gegenüber der Stirnfläche der Schleifscheibe von einer
synchron mit den Worksttick rotierenden Steuerkurve abgeleitet wird. Die zu bearbeitenden
Werkstücke können aus Sintermetallen bestehen und als Schleifscheibe kann eine Diamantenschleifscheibe
eingesetzt werden.
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Als plattenförmige Werkstücke werden bevorzugt Weneplatten bearbeitet.
Das Konturschleifen der Schnittflächen an den Wndenplatten wird oft behelfsmössig
auf bekannten Flachschleifmaschinen
vorgenommen, wobei das Radienschleifen'der
Wendeplatten in der Regel in einem zweiten Arbeitsgang mittels Formschleifscheiben
oder aber mittels zusätzlichen Schwenkapparaten erfolgt. Es sind auch schon Versuche
unternommen worden, um auf Sondermaschinen, die einspindelig gebaut wllrden, an
Kombinattonsbchleifen der Konturen zu ermöglichen.
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Die Steuerung erfolgt in diesen Fall er, in n der Regel mittels Schablonen
im Verhältnis 1 1 : 1, wodurch die Masshaltung beim schleifen erschwert wird. Zudem
ist die Mensung der Sollmassa der Wendeplatten an solchen Behelfemaschinen nur ausserhalb
des Arbeitsraumes möglich. Unter diesen Voraussetzungen ist eine rationelle Fertigung
der Wendeplatten gleichzeitig optimaler Massgenauigkeit nur schwer erreichbar. Diesem
Nachteil zu begegnen, der bis nun auch bei Maschinen der eingangs erwähnten Art
nicht vermieden werden konnte, ist eines der Hauptziele der Erfindung, die dadurch
gekennzeichnet ist, dass die an einem Gehause angeordnete Spannvorrichtung mit dem
Gehäuse zumindest in vertikaler Richtung an einem am Maschinenständer befestigten
Ftlhrungskörpor verschiebbar gelagert ist, wobei zur Steuerung der Verschiebung
des Gehäuses ein Hebel vorgesehen ist, der an rwei im Abstand voneinander gelegenen
Stellen einerseits mit dem Gehäuse und anderseite mit einem der Bewegung der Steuerkurve
folgenden GestAnge gelenkig verbunden ist, und wobei in dem' Ftihrungskörper ein
Lenker schwenkbar gelagert ist, dessen Anlenkpunkt am Hebel längs des Hebels verstellbar
ist.
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Die erfidungsgemässe Ausbldung der Schleifmaschine ermöglicht eine
wirtschaftliche und masskonforme Bearbeitung der Schnittflächen der Wondeplatten.
Zud kann mittels einor Standard-Steuerkurve und dem Steuermechanismus für ein bastimmtes
Profil der Kantenradius innerhalb einem grösseren
Bereich beliebig
verändert werden, wodurch für eine Vielzahl von Wendeplattenkonturen bloss eine
beschränkte Anzahl Steuerkurven benötigt wird. Die Schleifeinheiten können je nach
der zweckmässigsten Arbeitsmethode wahlweise im automatischen Zyklus für Umlaufschleifen
oder im. seitliche Binstechschleifen eingesetzt werden Das Kühlmittel kann zentral
durch die Schleifspindel und über ein Düser-erteilsystem, das auf der oberen Schleifscheibenfläche
angeordnet ist, gefördert werden, um eine wirksame Kühlung der Schleifzone sicherzustellen.
Am Maschinenständer sind bevorzugt mehrere selbsttätige Schleifeinheiten kreisförmig
angebaut, die über ein kombiniertes Steuersystem in einer Aufspannung das Schleifen
der Konturen mit linearen Flächen und Radien der Wendeplatten, einschliesslich positiven
oder negativen Schnittwinkeln ermöglichen, wobei die Kontursteuerung mittels der
Steuerkurve, die in einem Verhältnis grösser als 1 : 1 massllch zum Werkstück vergrössert
ist, zwangsläufig gesteuert wird. Der automatische Schleifzyklus kann steuerungsmässig
wie bereits erwähnt wahlweise im Einstechschleifen oder Umiaufschleifen oder auch
in Koinbination beider Schleifverfahren erfolgen, wobei der Teilzyklus nur im Falle
des Einstechschleifens funktionell gesteuert wird. Die automatischenSchleifeinheiten
können voll hydraulisch-elektrisch gesteuert werden. In Weiterbildung der Erfindung
ist das Gehäuse der Spannvorrichtung gemeinsam mit seinem Führungskörper am Maschinenständer
in einer die Schleifspindelachse enthaltenden Ebene schwenkbar und feststellbar
gelagert. Im Endschleifzyklus und beim Ausfunken der Schleifscheibe im Werkstück
steht eine zusätzliche automatisch wirkende Vibrations-Pendelbowegung linear zur
Schleiffläche zur Verfügung, um eine optimale Oberflächengütr der: SchnlttflEchen
an den Wendenplatten si herzustellen.
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Zusätzlich ist mittels einer automatischen Messeinrichtung
eine
Nachkompensierung der Schleifscheibenabnützung zwecks Konstanthaltung der Profilmasse
der Wendeplatten an den Schleifeinheiten vorgesehen. Die Zuführung der gesinterten,
ungeschliffenen Wendeplatten erfolgt aus einem jeder Schleifeinheit zugeordneten
Magazin zur Arbeitsspindel volliotomatisch mittels einer Greifereinrichtung, ebenso
der Abtr:ansport der auf Mass geschliffenen Wendeplatten, so dass Eich die Bedienung
der mehrspindeligen Maschine ausschlie t zlich auf die Beschickung der Magazine
beschränkt. Die Magazins sind universell verstellbar ausgeführt, so dass fiir die
Vielzahl der Wendeplatten-Profile eine einfache und rasche Anpassung erreicht wird.
Die Bewegungsfunktionen der Schleifeinheiten sind elektrisch-hydraulisch gesteuert
und können den Schleif- und Produktionsbedingungen über eine zentrale Steueranlage
zuverlässig angepasst werden, die jeder Schleifeinheit separat zugeordnet ist. Durch
diese direkte und sparate Ansteuerung der einzelnen Schleifeinheiten kann jedes
Aggregat unabhängig für ein bestimmtes Wendeplattonprofil und Mass eingestellt werden,
so das an der Maschine eine der Anzahl der Schleifeinheiton entsprechende Anzahl
verschiedener Wendeplattenprofile geschliffen werdon kann. Die Anzahl Schleifeinheiten
an der Maschine wird nur vom Durchmesser der Diamantschleifscheibe bestimmt sowie
durch den benötigten Raum der Schleifeinheiten selbst. An der dargestellten Maschine
sind beispielsweise vier komplette Schleifeinheiten angeordnet.
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Die Erfndung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles einer Grfindungsgem&ssen Schleifmaschien näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 2 vier Beispiele von Wendeplstten mit verschiedenen Profilkenturen,
Fig.
2 einen Schnitt durch die Profilechleifmaschine mit den angebauten Schleifeinheiten,
Fig. 3 einen Schnitt duch das Universalmagazin, Fig. 4 einen Längsschnitt durch
eine Schleifeinheit mit den Antriebsorganen, Fig. 5 eine Teilansicht des Steuermeshanismus
für die Profilsteuerung der Schleifeinheiten und Radienveränderung, in einem Schnitt
nach der Linie C-C in Fig. B, Fig. 6 ein Schema der Bewegungen beim Umlauf schleifen,
Fig. 7 ein Schema der Bewegungen beim Eintechschleifen, Fig. 8 einen Schnitt nach
der Linie A-A in Fig. 4, mit der Schablonensteuerung, und Fig. 9 einen Schnitt nach
der Linie B-B in Fig. 4 mit der Lade- und Messeinrichtung.
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Die in den Zeichnungen dargestellte automatische Mehripindel-Profilschleifmaschine
ist für das vollautomatische Konturschleifen an Wendeplatten 1,2,3 und 4 aus Sintermetallen
vorgesehen, wobei im gleichen Arbeitsgang, abgesehen vom Schleifen der Flächen,
auch die Radien R geschliffen werden können.
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Die Maschine weist einen Ständer 5 mit einer vertikal angeordneten
Schleifspindel 6 mit Antriebsmotor 7 auf. Oben an der Schleifspindel 6 ist die Diamanteschleifscheibe
8 montiert.
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Die Schleifeinheiten, es sind in der Zeichnung deren drei 9,9' und
91 dargestellt, sind an Führungdkörpern 10 und 10' horizontal sowie vertikal beweglich
und schwenkbar am Maschinenständer 5 montiert Die Magazine 11,11' und 11" sind auf
den Schleifeinhaiten 9,t3' und 9 montiert und ermöglichen die automatische Beschickung
mit Wendeplatten in die Schleifposition 12 resp. 12'. Ein solches automatisches
Magazin ist in P'ig. 3 dargestellt. Es ermöglicht esre rasche Einstellung auf die
verschiedensten Wendeplattenprofile und deren Aussenmasse, z.B. für die in Fig.
3 dargestellten Dreieckprofile 2 und 2'. An einer Säule 13, die starr mit der Schleifeinheit
9 verbunden ist, ist mit Hilfe zweier Schieber 14, die mit einer Platte 15 verbunden
sind und mittels der Stellschraube 16 verschoben werden können, eine Fluchteinstellung
auf die Achse 17 möglich. Zugleich dienen als Frontführung zwei Rundstäbe 18 und
18', die an flaltestäben 19 und 19' angeordnet sind, welch letztere in den Haltern
20 und 20' verstellbar sind.
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Es können somit in diesem Universalmagazin Wendeplatten verschiedenster
Grössen und Konturformen gestapelt werden.
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Die Schleifeinheit 9 mit der eingespannten Wendeplatte 21 (Fig. 4)
und dem Magazin 11 besitzt ein Gehäuse 22 (Fig. 4 und 4), in dem einerseits eine
hydraulisch betätigte Pinole 23 und anderseits die Arbeitsspindel 24 eingebaut ist.
Pinole 23 und Arbeltsspindel 24 sind mit dem Gehäuse über einen Hubmechanismus für
die Schleifzustellung vertikal verstellbar, welche durch eine Steuerkiirve 25 zwangsläufig
gesteuert wird.
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Um die Achslageänderung im Schleifvorgang zwischen dem Getriebe 26
und 27 mit der Magnetkupplung 28 einerseits, und der Arbeitsspindel 24 anderseits,
auszugleichen, ist ein. Kreu:-scheibenkupplung 30 eingebaut, die einen Ausgleich
der Achelage der Wellen 24 und 29 mn ca. 20 mm ermöglicht. Der Antrieb
des
Getriebes 26,27,28 und 29 erfolgt über einen Motor 31.
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Die lineare Vorschubzustellung erfolgt mittels eines Motors 32 über
ein Getriebe 33 und eine Erzenterrolle 34 auf einen Zylinder 35, wobei der eingebaute
hydraulische Kolben 36 zusätzlich eine Pendelbewegung ausführen kann, so dass im
Endschleifzyklus ein Aus funken der Schleif scheibe im Werksttlck und damit eine
optimale Massgenauigkeit sichergestellt ist.
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Mit der Steuerkurve 25 ist eine Schaltscheibe 37 (Fig. 8) starr verbunden,
die über einen Mlkroschalter 38 und die Magnetkupplung 28 (Fig. 4) ein schrittweises
Nachachalten der Drehbewegung der Seenurkurve und auch des Werkstückes 21 ermöglicht.
Das Werkstück 21 wird nach dem Fertigachleifen durch den Kanal 39 im Maschinenständer
5 in den Sazinelbehälter 40 abgeführt. Die vertikale Bewegung der Schleifeinheit
9 (Fig. 5) erfolgt von der Steuerkurve 25 mit Sahaltscheibe 37 (Fig. 8) aus über
eine Folgsplatte 41, die über eine Stange 42 und eine Bride 43 mit der Kolbenstange
44 verbunden ist. Zum Druckausgleich auf die Folgeplatte 41 dient eine Feder 45.
Der Mikroschalter 38 für die Sektorteilung je nach Profilkontur der Wendeplatten
und der Mikroschalter 46 für die Vollteilung von 3600 werden über die schaltscheibe
37 betätigt und steuern die Magnotkupplung 28.
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An der Kolbenstange 44 (Fig. 5) ist mittels eines Bolzens 48 ein Hebel
49 gehalten. Dieser Hebel ist schwenkbar auf eines Lenker 50 einerseits, und am
Bügel 51 anderseits gelagert; er kann somit mittels einer Gewindespindel 52, die
in einem Support 53 drehbar eingebaut ist, das Gehäuse 22 mit der Arbeitsspindel
24 in der Achslage zu der Antriebswelle 29 und Steuerkurve 25 verschieben. Die Gewindespindel
52 ist mit ainem Zahnrad 54 starr verbunden, das seinerseits in eine Zahnstange
5 eingreift. Die Axialbewegung der Zahnstange 55 wird auf einer seite durch eine
Stellschraube 56 und auf
der Gegenseite durch eine Einstellspindel
57 begrenzt. Die maximale Hubbewegung der Zahnstange 55 bestimmt somit den maximal
mdglJ chen Abstand der Werkstücksachse 24 von der Schleifscheiben-Stirnfläche, wobei
zusätzlich eine Nachsteuerung zur Kompensation der Schleifscheibenabnützung mittels
eines Kompe1isationskolbens 58 erfolgt, der die Einstelispindel 57 zusätzlich reguliert.
Der Schwenkpunkt des Lenkers 50 kann auf dem Hebel 49 in Pfeilrichtung 60 verstellt
werden, so dass die Hubverhältnisseder Arbeitsspindel verändert werden und demzufolge
mit einer Steuerkurve 25 mit fixem Radius verschiedene Werkstückmasse der Wendeplatten
und deren Radien erfasst, bzw. geschliffen werden können.
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Die Schleifeinheit 9 (Fig, 8) ist längs Führungsschienen 61 und 61'
horizontal spielfrei verstellbar in dem FUhrungskörper 10 eingebaut und längsbeweglich.
Ein Messtaster 62 (Fig. 9) ist in einem Kolben 63 für horizontale, und in einem
Kolben 64 für vertikale Zustellung gehalten und ist in der Messposition mittels
eines Mikroringes 65 und einer Spindel 66 einstellbar. Diese Anordnung ermöglicht,
dass der Meßtaster 62 im Schleifzyklus der Maschine in die Aussenlage 67 zurückgefahren
werden kann, was im Zyklus der Maschinenschaltung erfolgt. Die Zustellung des Messtasters
62 in die Meesposition erfolgt bei Stillsetzung des Schleifaggregates vom Schleifvorgang,
jedoch noch bei eingespanntem Werkstück zwischen der Arbeitsspindel 24 und der Pinole
23, wobei ein eventuelles Uebermass der Wendeplatte 21 infolge der Schleifscheibenabnützung
durch die Kompensiereinrichtung bzw. den Kolben 58 für das folgende Werkstück nachgestellt
wird. Die Zufürung einer Wendeplatte 21 aus dem Magazin 11 erfolgt mittels eones
Greiferames 68m welcher schwenkbar mit der Säule 69 im Gehäuse gelagert ist und
einerseits
mittels eines Kolbens 70 linear, und anderseits über
einen Kolben 71 radial bewegbar ist. Der Greifer 72 und 72' für das Halten der Wendeplatten
21 wird mittels eines Kolbens 73 im Arbeitszyklus betätigt.
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Die Profilschleifmaschine kann im Steuerzyklus für das Umlaufschleifen
der Wendeplatten in Richtung 74 (Fig. 6) gesteuert werden, wobei die Flachen und
Radien im gleichen Arbeitsgang geschliffen werden. Die Profilschleifmaschine kann
aber auch im Steuerzyklus für das Einstechsohleifen in Richtung 75 (Fig. 7) gesteuert
werden, wobei vorerst im Einzelteilverfahren die Flächen 76, 76', 76" in Schleifrichtung
75, und sodann die Radien 77,77',779 im Umlaufverfahren in Richtung 74 geschliffen
werden.
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Die beschriebene Ausbildung und Anordnung der Profilschleifmaschine
ermöglicht somit das vollautomatische Konturschleifen von Wendeplatten einschliesslich
der Radien in einem Arbeitegang und mittels einer Steuerkurve. Zudem kann die Maschiene
sit mehreren selbsttätigen Einheiten um eine zentral angeordnete Diazantschleifscheibe
ausgerüstet werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Maschine erhöht wird. Im
weitern kann eine analoge Vielzahl von Profilkonturen entsprechend der Anzahl Schleifeinheiten
gleichzeitig auf der Maschine geschliffen werden, wobei die Umstellung der Schleifeinheiten
auf verschiedene Profile der Wendeplatten lediglich durch des Auswechseln der Steuerkurven
und die Tienfenzustellung auf die Schleifachse erfolgt. Sodann können mit einer
Steuerkurve einer bestimmten Konturform mittels der Bewegungseinstelulung verschiedene
Radien innerhalb eines festgelegten Bereiches an den Wendeplatten geschliffen werden.
Die Kombination der Bewegungen des Schleifsupports ermöglicht das
Schleifen
im Umlauf- oder Einstech-Schleifverfahren; zudem können Wendeplatten in einer Aufspannung
mit Negativ-oder Positiv-Schneidkanten geschliffen werden. Die hydraullsche und
elektrische Steuerung der einzelnen Bewegungen und des Gesamt-Funktionaablaufes
ist hier nicht näher beschrieben, da diese an sich kanne Probleme bieten. An die
Genauigkeiten der konturgeachlifçonen Wendeplatten werden sehr hohe Anforderungen
gestellt, die durch die hohe Starrheit im Maschinenaufbau und die Steuerfunktionen
erfüllt werden. Die Achse der Arbeitsspindel 24 kann durch Verschwenken des Führungskörpers
10 am Maschinenständer 5 in die in Fig. 4 mit 78 bezeichnete Lage gebracht werden,
in der sie mit der Schleiffläche der Schleifscheibe 8 einen spitzen Winkel einschliesst.