DE1937300B2

DE1937300B2 - Baueinheit zum Innenrundschleifen

Info

Publication number: DE1937300B2
Application number: DE1937300A
Authority: DE
Inventors: Bertrand La Chaux-De-Fonds Neuenburg Voumard (Schweiz)
Original assignee: Voumard Machines Co SA La Chaux De Fonds Neuenburg Schweiz
Current assignee: Voumard Machines Co SA La Chaux De Fonds Neuenburg Schweiz
Priority date: 1968-08-14
Filing date: 1969-07-23
Publication date: 1980-08-07
Also published as: US3623274A; CH494618A; DE1937300A1; GB1243888A; FR2015620A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Baueinheit zum Innenrundschleifen, mit einem Unterbau, mindestens einer Schleifspindel- und mindestens einer Werkstückspindelvorrichtung, die von dem Unterbau direkt oder über Zwischenelemente getragen sind.

Herkömmliche Innenschleifmaschinen bestehen aus einem Grundständer, auf welchem die Tische und darauf aufgebaute Schleifspindel- und Werkstückspindelvorrichlungen befestigt sind. Die Führungen der Tische bzw. dieser Vorrichtungen bilden mit dem Grundständer ein Ganzes. Es war bisher üblich, für die Bearbeitung einer großen Anzahl bestimmter Werkstücke eine spezifische, nur für diese Bearbeitung geeignete Innenschleif maschine von Fall zu Fall zu bauen. Es wurde also von Fall zu Fall eine Maschinenbauform angestrebt, die höchsten Anforderungen der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe genügen sollte. Solche Innenschleifmaschinen sind daher, je nach der ihnen zugedachten Art der Bearbeitung, voneinander sehr verschieden. Diesen spezifischen Bauformen von innenschleifmaschinen haftet jedoch der große Nachteil an, daß, wenn die durch sie bearbeiteten Werkslücke nicht mehr benötigt werden, diese Maschine nicht ohne weiteres zum Bearbeiten von andersartigen Werkstükken umgebaut werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baueinheit der eingangs erwähnten Gattung so auszubilden, daß sie nicht nur auf rationelle Weise hergestellt werden kann und sich für die Bearbeitung von bestimmten Werkstücken eignet, sondern auch bei Bedarf ohne großen Aufwand zur Bearbeitung von andersgeformten Werkstücken umbauen läßt, wobei keinesfalls die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert werden soll. Weiter wird bezweckt, die Herstellungszeit derartiger Baueinheiten wesentlich zu verkürzen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß der Unterbau aus mehreren kastenförmigen Grundelementen zusammengesetzt ist, die zur Erzielung unterschiedlich gewünschter Maschinenbauformen untereinander auswechselbar durch lösbare Befestigungselemente verbindbar sind und daß die Spindelvorrichtungen oder die Zwischenelemente, ohne Anordnung von Führungen auf den Grundelementen, mit diesen durch weitere lösbare Befestigungselemente starr verbunden sind.

Im Buch »Betriebshütte«, Band 2, 6. Auflage, Ernst & Sohn-Verlag, Berlin, 1964 ist zwar auf den

S. 292 ff. im Zusammenhang mit Sondermaschinen auf das Baukastenprinzip hingewiesen, wobei z. B. auf S. 307 Unterteile, Ständer u. a. m. gezeigt sind die durch lösbare Befestigungselemente miteinander verbindbar sind. Jedoch handelt es sich hierbei nicht um Maschinen zum Innenrundschleifen, sondern um solche zum Bohren, Drehen Plandrehen Fräsen und Gewindebohren. Die dort dargestellten Unterbauteile weisen im Gegensatz zur Erfindung Führungen für Spindeleinheiten auf. In der deutschen Patentanmeldung G 82 12 XII/67a ist die Rede von Baukasteneinheiten, die auf einem Untergestell aufgebaut sind. Dieses dient jedoch als Schaltschrank, ist also keinesfalls nur als Tragelement ausgebildet. Dazuhin ist der Hauptantrieb noch in

is diesem Untergestell befestigt, wodurch ein leichtes Anoder Ausbauen zusätzlicher Unterbau-Grundelemente verunmöglicht ist.

Durch Verwenden einer geringen Anzahl einfacher, voneinander verschiedener solcher Grundelemente können Unierbaue in verschiedensten Ausgestaltungen zusammengesetzt werden, die den jeweiligen Anforderungen am besten entsprechen. Demzufolge können Maschinen mit solchem Unterbau preisgünstiger und mit verkürzten Lieferfristen angeboten werden. Durch Verwenden eines erfindungsgemäß zusammengesetzten Maschinenunterbaues wird die Starrheit der Maschine nicht etwa herabgesetzt, sondern mit einem solchen Unterbau kann eine höhere Präzision der Maschine erzielt werden, weil die mechanischen Elemente von diesen Grundelementen entfernt sind. Auf diese Weise wird irgendeine unregelmäßige Dehnung und/oder andere Deformation des Unterbaus vermieden.

Die Grundelemente weisen keine Führungen für die Spindelvorrichtungen oder Zwischenelemente auf. Die Möglichkeit, daß das System den Führungen angepaßt oder geändert werden kann, hat mehrere Vorteile. Die Art der Führungen kann in ihrer Konzeption geändert werden. So sind ζ Β. hydrostatische oder hydrodynamische, aorostatische oder Kugellagerführungen von verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Auf diesen Grundelementen können beliebige dieser angeführten Arten von Führungen verwendet werden, wobei die Länge und die Breite der Führungen mit Rücksicht auf die Anzahl der auswechselbaren, miteinander verbundenen Grundelemente variieren kann.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung keineswegs in einer einfachen Übertragung des Baukastenprinzips auf die Ausbildung von Schleifmaschinen erschöpft. Dadurch, daß der Unterbau aus lösbar aneinander befestigten, nur als Tragelemente dienenden bzw. ausgebildeten (kastenförmigen) Grundelementen zusammengesetzt ist, hat zwar das Baukastenprinzip unter zielbewußter Ausnützung seiner wesenseigenen Vorteile Anwendung gefunden. Die Anwendung dieses Prinzips im Schleifmaschinenbau für die Ausbildung des Unterbaues widersprach jedoch der althergebrachten Lehre, die für den Unterbau von Hochpräzisionsmaschinen Einstückigkeit verlangt zwecks Gewährleistung maximaler Starrheit und Dimensionsstabilität unter wechselnder Betriebstemperatur.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend anhand

der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es r.eigt Fig. 1 eine Ansicht einer einfachen Innenschle fmaschine in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Innenschleifmaschine mit Zwischenelementen in derselben Darstellungsart,

F i g. 3 eine Schleifmaschine mit zwei Tischelementen

und zwei Werkstückspindelvorrichtungen in der Draufsicht,

Fig.4 eine Innenschleifmaschine mit Zwischenelementen und einer Brücke in der Ansicht,

Fig.5 eine Seitenansicht der Innenschleifmaschine nach F i g. 4 von links und

Fig.6 bis 16 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten für den Aufbau von Innenschleifmaschinen zum Bearbeiten der verschiedensten Werkstückformen.

Bei der Herstellung von Präzisonsschlcifmaschinen, die sich speziell für die Bearbeitung von bestimmten, nur geringe Form- und Größenabweichungen aufweisenden Werkstücken mit höchster Genauigkeit eignen, wurden bisher auch die 'Grundrahmenkonstruktionen jeweilen völlig auf das Endziel ausgerichtet, so daß es notwendig war, für relativ wenige Schleifmaschinen von Grund auf neue Zeichnungen und Gießformen zu erstellen. Die Fachwelt glaubte, das Ziel — höchste Bearbeitungspräzision — nur erreichen zu können, wenn die Spindeistöcke für die Werkstücke und für die Schleifscheiben auf einem aus einem Stück bestehenden Grundrahmen aufgesetzt werden. Entsprechende Versuche haben jedoch ergeben, daß dieses Vorurteil unbegründet ist

In Fig. 1 ist schematisch eine Innenschleifmaschine mit einem aus zwei Grundelementen 1 und 2 bestehenden Unterbau dargestellt. Auf dem C rundelement 1 ist eine Werkstückspindelvorrichtung 3 und auf dem Grundelement 2 eine Schleifspindelvorrichtung 4 angeordnet. An den Seitenflächen der Grundelemente J» sind in gleichmäßigen Abständen nicht mit Einzelheiten dargestellte Befestigungselemente 5 vorgesehen, so daß diese Grundelemente in vielfältiger Weise aneinandergesetzt und starr miteinander verbunden werden können. ss

Am aus der Werkstückspindelvorrichtung 3 hervorragenden Ende der Werkstückspindel 6 ist ein Spannkopf

7 zur Aufnahme der nicht dargestellten Werkstücke angeordnet. Die Werkstückspindel ist derart gelagert, daß sie nicht axial verschiebbar ist. Im Gegensatz dazu ίο ist dip Schleifspindel 8, die mit einer Schleifscheibe 9 versehen ist, bezüglich der Schleifspindelvorrichtung 4 beschränkt axial verschiebbar. Zum Bearbeiten von einfachen Werkstücken genügt diese beschränkte Verschiebbarkeit und die einfache Anordnung der '^r> Vorrichtung gemäß Fi g. 1.

Reicht die beschränkte Verschiebbarkeit der Schleifspindel zur Bearbeitung von anderen Werkstücken nicht aus, so werden die Schleif- und Werkstückspindelvorrichtungen 3 und 4 nicht unmittelbar auf die ^r><> Grundelemente aufgesetzt. Zwischen der Schleifspindelvorrichturig 4 und dem Grundelement 2 ist ein Zwischenstück 10 als Führung für den Tisch > 1, auf dem die Schleifspindelvorrichtung befestigt ist, zum Vergrößern des Arbeitsweges vorgesehen. Zwischen der « Werkstückspindelvorrichtung 3 und dem Grundclement 1 ist ein einfaches Zwischenstück 12 zum Ausgleichen der Spindelhöhen angeordnet. Diese Zwischenstücke 10 und 12 sind über einheitlich angeordnete und nicht im Detail dargestellte Befestigungselemente 13 starr mit <>o den Grundelementen verbunden. Eine solche Ausführung ist in der F i g. 2 schematisch dargestellt.

Die Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer hinenschleifinaschine in der Draufsicht. Die Grundelemente 1 und 2 sind in Winkelform aneinander befestigt. Ti Auf jedem (jrundelement sind Zwischenstücke 10 als Führungen fur den Tisch 11 befestigt. Die Schleifspindel

8 kann axial gegenüber in den Spannköpfen 7

befindlichen Werkstücken verschoben werden. Auf dem am Grundelement 1 befestigten Zwischenstück 10 sind zwei Werkstückspindelvorrichtungen 3 und 3' quer zur Schleifspindelachse verschiebbar angeordnet Diese Ausführung gestattet, daß während der Bearbeitung des einen Werkstückes ein schon bearbeitetes Werkstück im anderen Spannkopf gegen ein noch unbearbeitetes Werkstück ausgetauscht werden kann. Weiter ist auf der einen Seite des Grundelementes 2 ein Hilfsträger 14 zum Stützen einer Abrichtvorrichtung 15 für die Schleifscheibe 9 befestigt.

Fig.4 und 5 zeigen eine andere Ausführung einer Innenschleifmaschine in de^r Ansicht bzw. in der Seitenansicht Die Anordnung der Schleifspindelvorrichtung auf dem Grundelement 2 ist ähnlich, wie dies in F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Das zwischen der Werkstückspindelvorrichtung 3 und dem Grundelement 1 angeordnete Zwischenstück 16 weist zur Vergrößerung seiner Auflagefläche einen über das Grundelement 1 hinausreichenden Vorsprung 17 auf. Dieses Zwischenstück ist außerdem als eine Brücke, unter welcher andere Teile eingeschoben werden können, ausgebildet.

Die F i g. 6 bis 8 stellen eine weitere Ausführungsform einer Innenschleifmaschine dar, wobei die Fig.6 eine Ansicht, die Fig. 7 eine Seitenansicht und die Fig.8 eine Draufsicht dieser Maschine zeigt. Das Grundelement Γ weist einen quadratischen Grundriß auf. Die Anordnung der Schleifspindelvorrichtung 4 auf dem Grundelement 2 ist ganz ähnlich wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen. Das Zwischenstück 16' besitzt ebenfalls eine Verlängerung 17'. Unterhalb dieser Verlängerung ist ein Hohlraum vorgesehen, in welchen hinein andere Anlageteile der Maschine hineinragen können. Die Führung 1Γ ist um einen Drehpunkt 18 schwenkbar auf dem Zwischenstück 16' angeordnet, so daß die Achse der Wcrkstückspindclvorrichtung 3 gegenüber der Schleifspindelvorrichtung 4 schräggestellt werden kann. Außerdem ist die Werkstückspindelvorrichtur.g 3 axial verschiebbar auf der Führung W angeordnet. Eine solche Maschine gestattet die Bearbeitung von konischen Flächen an einem Werkstück. In der Fig. 8 ist weiter ein Hilfsträger 14 mit einer Abricfitvorrichtung 15 eingezeichnet. Diese beiden Teile sind der Einfachheit halber bei den F i g. 6 und 7 weggelassen worden.

Eine weitere Ausführungsform einer Innenschleifmas^hine ist in der F i g. 9 in der Draufsicht dargesieiit. Auf dem nicht siLlilbc-on Grundelement 1 ist ein einfaches Zwischenstück 12, auf welchem d..c Werkstückspindelvorrichtung 3 angeordnet ist, aufgesetzt. Die ScMeifspindelvorrichtung 4 ist schwenkbar auf der Führung 11 angeordnet, womit auch mit dieser Maschine konische Innenflächen geschliffen werden können. Auf dem Grundelement 2 ist eine, sich insbesondere zum Abrichten der schräggestellten Schleifscheibe 9 geeignete Abziehvorrichtung 19 angeordnet.

In der Fig. 10 ist eine Weiterbildung einer Innenschleifmaschine in der Draufsicht aargestellt. Auf gegenüberliegenden Seiten eines Grundelementes 1" ist je ein Grundelement 2 mit der darauf angeordneten Schleifspindelvorrichtung 4 befestigt. Bei diesem Maschinentyp ist eine Werkstückspindelvorrichtung 3' mit /.we. Spannköpfen 7' je an einem Ende der Werkstückspindel 6 vorgesehen. Diese Ausführungsform gestattet, mit Hilfe nur einer Werkstückspindel und nur eines Antriebsmotors für diese Spindel gleichzeitig 2 Werkstücke zu bearbeiten. An jedem Grundelement 2 ist je ein Hilfsträger 14 vorgesehen. Auf diesen sind den

Schleifspindelvorrichtungen 4 zugeordnete Abrichtvorrichtungen 15 befestigt.

Fig. 11 zeigt eine weitere Aiist'ührungsmöglichkeit einer Innenschleifmaschine, wobei ein Grundelement Γ und ein Grundelement 2 aneinander befestigt sind. Auf ί dem Grundelement 2 ist eine Schleifspindelvorrichtung 4 mit einer Führung 11 und einem Zwischenstück 10 angeordnet. Seitlich dieses Grundträgers 2 ist der Hilfsträger 14 befestigt, und auf dem letzteren befindet sich die Abrichtvorrichtung 15. Neben der Werkstück- ι ο spindelvorrichtung 3, die über die Führung 11" mit dem Zwischenstück 16' verbunden ist, befindet sich eine Planschleifvorrichtung 20 mit der Führung W". Diese enthält eine Planschleifscheibe 21, welche über einen Schwenkarm. 22 mit dem Antrieb-steil der Planschleif- !5 vorrichtung verbunden ist. Diese gestattet, die Stirnseiten der Werkstücke zu bearbeiten.

In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform in der Draufsicht dargestellt. Sie unterscheidet sich gegenüber der in der F i g. 11 dargestellten Ausführung lediglich dadurch, daß sie zusätzlich noch eine Lade- und Entladeeinheit 23 besitzt. Diese Einheit ist auf einer Führung 11"" angeordnet und dient der automatischen Zuführung der Werkstücke zum Spannkopf 7 sowie dem automatischen Entnehmen des bearbeiteten Werkstükkes aus dem Spannkopf. Fig. 13 zeigt schematisch die Anordnung der Werkstückspindelvorrichtung 3, der Planschleifeinrichtung 20 und der Lade- und Entladeeinheit 23 von vorne. In dieser Darstellung ist die Schteifspindelvorrichtung sowie das Grundelement 2 mit dem Hilfsträger 14 weggelassen. Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform in der Draufsicht, wobei auf dem nicht sichtbaren Grundträger 1 — ein Zwischenstück 16' — aufgesetzt ist. auf welchem eine gemeinsame Führung 24 für die Werkstückspindelvorrichtung und die Lade- und Entladeeinheit vorgesehen ist.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführung in der Draufsicht. Auf dem nicht sichtbaren Grundelement Γ mit quadratischer Grundfläche ist das Zwischenstück 16' aufgesetzt, und auf diesem ist ein runder Führungstisch 25 zur Aufnahme von mehreren Werkstückspindelvorrichtungen drehbar angeordnet. Auf der rechten Seite ist das Grundelement 2 mit der Schleifspindelvorrichtung 4 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine Lade- und Entladeeinheit 23' vorgesehen. Bei dieser Ladeeinheit werden die zu bearbeitenden Werkstücke in das Spannfutter 7 eingesetzt, und nach Drehen des Führungstisches um 180° können die im Spannfutter eingesetzten Werkstükke durch die Schleifscheibe 9 der Schleifspindelvorrichtung 4 bearbeitet werden. Nachdem der Arbeitsvorgang durchgeführt worden ist, wird der Führungstisch 25 erneut um 180° gedreht, wodurch dann die Lade- und Entladeeinheit das bearbeitete Werkstück aus dem Spannfutter 7 herausnehmen kann.

Schließlich ist in Fig. 16 eine weitere Ausführungsmöglichkeit in der Draufsicht dargestellt. Aus dieser Figur ist klar ersichtlich, auf welche mannigfache Weise eine Innenschleifmaschine, die zur Durchführung von mehreren Arbeitsgängen fähig ist, aufgebaut werden kann. Um das Zwischenstück 16' herum sind verschiedene Stationen mit Grundelementen 2 und 2' aufgebaut, welchen die bei der Lade- und Entladeeinheit 23' in die Spannfutter 7 eingeführten Werkstücke durch Drehen des Führungstisches 25 nacheinander zur Durchführung von verschiedenen Arbeitsvorgängen zugeführt werden können.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß es möglich ist, ausgehend von Grundelementen und unabhängigen Einheiten Innenschleifmaschinen herzustellen, die sich spezifisch für die Durchführung von bestimmten Bearbeitungsschritten eignen, und daß diese Innenschleiimaschinen dennoch mit größtmöglicher Präzision arbeitende Maschinen sind, wobei jedoch die Herstellungskosten derselben wesentlich gesenkt werden können. Zusätzlich ist es möglich, die standardisierten Grundelemente mehrfach, also auf rationelle Weise, herzustellen und an Lager zu legen, wodurch die Herstellungszeit einer derartigen Schleifmaschine wesentlich verkürzt werden kann. Weiter ist es jederzeit möglich, bestehende Innenschleifmaschinen durch Wegnahme, Hinzufügen oder Ersetzen von Grundelementen und Einheiten auf einfache Art und Weise umzubauen und für die Hersteilung von anderen Werkstücken zu benützen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Baueinheit zum Innenrundschleifen, mit einem Unterbau, mindestens einer Schleifspindel- und mindestens einer Werkstückspindelvorrichtung, die von dem Unterbau direkt oder über Zwischenelemente getragen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbau aus mehreren kastenförmigen Grundelementen (1, 2; 1', 2; 1", 2; 2') zusammengesetzt ist, die zur Erzielung unterschiedlich gewünschter Maschinenbauformen untereinander auswechselbar durch lösbare Befestigungselemente (5) verbindbar sind und daß die Spindelvorrichtungen (3,4) oder die Zwischenelemente (10,12; 16, 16') ohne Anordnung von Führungen auf den Grundelementen, mit diesen durch weitere lösbare Befestigungselemente (1.3) starr verbunden sind.