DE19844242C2

DE19844242C2 - Universalschleifmaschine

Info

Publication number: DE19844242C2
Application number: DE19844242A
Authority: DE
Inventors: Albert Herrscher; Viktor Kopp
Original assignee: Schuette Alfred H & Co KG GmbH
Current assignee: Schuette Alfred H & Co KG GmbH
Priority date: 1998-09-26
Filing date: 1998-09-26
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2018-09-27
Also published as: US6126526A; DE19844242A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Universalschleifmaschine, insbeson dere zum Schleifen von Werkzeugen, mit einer Schleifstation, in der eine mit einer Werkzeugaufnahme versehene, mindestens axial zustellbare Schleifspindel und eine Kühlmittelzuführung angeord net sind, und mit einem Werkzeugmagazin, das mehrere, unter schiedliche Schleifwerkzeuge enthält, die alle in die Werk zeugaufnahme der Schleifspindel passen.

Universalschleifmaschinen, die für unterschiedliche Schleifbear beitungen eingesetzt werden, benötigen verschieden geformte Schleifwerkzeuge, um die gewünschten Bearbeitungsvorgänge durch führen zu können. Diese haben alle einen in gleicher Weise aus gebildeten Aufnahmedorn, der in das Spannfutter der Schleifspin del paßt, und sind in einem Werkzeugmagazin angeordnet, aus dem sie für einen Werkzeugwechsel entnommen und in das sie wieder eingesetzt werden können.

Der Werkzeugwechsel, der in der Regel von Hand vorgenommen wird, ist mühsam und zeitraubend. Außerdem besteht das Problem, für die Kühlung des Werkzeuges beim Schleifen dem Werkzeug an der richtigen Stelle Kühlmittel zuzuführen, da die Eingriffstelle zwischen Werkzeug und Werkstück und die höchste Beanspruchung des Werkzeuges bei unterschiedlich geformten Schleifwerkzeugen verschieden ist. Nach dem Wechsel eines Werkzeuges muß deshalb auch jedesmal die Kühlmittelzuführung neu ausgerichtet und nöti genfalls auch die Kühlmitteldüse ausgewechselt werden, um eine optimale Kühlung des Werkzeuges zu erreichen. Hierzu ist es bei Werkzeugmaschinen auch bekannt, die Kühlmittelzuführung zusammen mit dem Werkzeug am Werkzeugträger verstellbar und diesem gegen über schwenkbar anzuordnen (DE 196 07 176 A1). Aber auch in die sem Falle nimmt die genaue Einstellung der Kühlmittelzuführdüse zur Bearbeitungsstelle des Werkzeuges viel Zeit in Anspruch und erfordert eine komplizierte Steuereinrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Universalschleifmaschine der eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß ein Werkzeug wechsel rasch und einfach möglich ist und mit dem Wechsel auch die Kühlmittelzuführeinrichtung ihre richtige Stellung zum Werk zeug eingenommen hat.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das Werkzeugmagazin vor der Schleifspindel quer hin- und herbewegbar ist und Halter aufweist, von denen jeder sowohl ein Schleifwerkzeug als auch eine jeweils hierzu gehörige Kühlmit telzuführeinrichtung aufweist und in einer Lage hält, in der das Schleifwerkzeug axial in die Werkzeugaufnahme und die Kühlmit telzuführeinrichtung in eine Einführöffnung eingeführt werden können, und dem Schleifwerkzeug im Betrieb Kühlmittel an der richtigen Stelle zugeführt werden kann.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das Werkzeug und die diesem angepaßte Kühlmittelzuführeinrichtung gleichzeitig und gemeinsam mit der gleichen Bewegung gegen ein anderes Werkzeug mit Kühlmittelzuführeinrichtung ausgewechselt werden können, da jedem Werkzeug eine eigene Kühlmittelzuführeinrichtung zugeord net ist, die an das jeweilige Werkzeug speziell angepaßt ist und schon im Werkzeugmagazin in ihrer richtigen Lage zum Werkzeug bereitgestellt wird. Durch Hin- und Herfahren des Werkzeugmaga zins kann das jeweils gewünschte Werkzeug unmittelbar vor die Werkzeugaufnahme der Schleifspindel gebracht werden, die durch eine einfache Zustellbewegung in Axialrichtung den Aufnahmedorn des Werkzeuges überfährt und dieses in ihrem Futter einspannt.

Das Hin- und Herfahren eines Werkzeugmagazins und die Aufnahme des gewünschten Werkzeuges durch eine Zustellbewegung des Werk zeugträgers ist bei Bearbeitungsmaschinen an sich bekannt (DE 44 32 612 A1).

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist neben der Werkzeug aufnahme der Schleifspindel zweckmäßig eine Anschlußstelle für die Kühlmittelzuführeinrichtung des jeweils einzusetzenden Werk zeuges vorgesehen, die eine sich parallel zur Werkzeugaufnahme erstreckende Einführöffnung für einen Anschlußnippel der Kühl mittelzuführeinrichtung hat. Diese Ausgestaltung hat den Vor teil, daß bei der Zustellbewegung der Schleifspindel zum aufzu nehmenden Werkzeug auch der Anschlußnippel der Kühlmittelzufüh reinrichtung in die Einführöffnung gleitet und zugleich mit dem Festspannen des Werkzeuges auch ein dichter Anschluß und eine feste Halterung der Kühlmittelzuführeinrichtung erreicht werden kann, wodurch die richtige Lage der Kühlmitteldüse zum Werkzeug gesichert wird.

Die Kühlmittelzuführeinrichtungen und die Werkzeuge sind in al len Haltern gleich und derart angeordnet, daß Werkzeugachse und Anschlußnippelachse zueinander parallel sind und den gleichen Abstand voneinander haben wie die Werkzeugaufnahme und die Ein führöffnung in der Schleifspindel. Hierdurch ist es möglich, die unterschiedlichsten Werkzeuge schnell und sicher mit Hilfe der ohnehin in der Schleifmaschine vorhandenen Antriebe zusammen mit ihren jeweiligen Kühlmittelzuführeinrichtungen zu wechseln, die selbst unterschiedlich gestaltet und an das jeweilige Werkzeug angepaßt sein können.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich, wenn al le Halter zur gleichen Seite hin offene Aufnahmeöffnungen für das Werkzeug und für die Kühlmittelzuführeinrichtung haben. Es ist dann möglich, das in der Schleifspindel eingespannte Werk zeug und die neben der Schleifspindel eingespannte Kühlmittelzu führeinrichtung durch eine Bewegung der Schleifspindel quer zu ihrer Drehachse aus dem Halter im Magazin herauszuziehen und in Arbeitsstellung zu bringen, während die Halter im Magazin verbleiben, das dann in seine Ausgangslange zurückgefahren werden kann.

Um die Werkzeuge einerseits sicher im Magazin zu halten und an dererseits zusammen mit ihren angepaßten Kühlmittelzuführein richtungen mühelos aus dem Magazin entnehmen zu können, sind die Werkzeuge und Kühlmittelzuführeinrichtungen zweckmäßig mit Federklemmen in den Aufnahmeöffnungen der Halter gehalten, so daß sie nach dem Einführen in die Werkzeugaufnahme und in die Kühlmittel-Anschlußstelle bei der Bewegung der Schleifspindel quer zur Spindelachse leicht aus ihren Haltern herausgleiten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevor zugte Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläu tert sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Universalschleifmaschine nach der Erfindung in einer Vorderansicht;

Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1 in einer Seitenansicht;

Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 1 in vergrößertem Maß stab, welche das vor die Schleifspindel gefahrene Werkzeugmagazin in Wartestellung im Querschnitt zeigt;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, bei der die Schleifspindel mit ihrer Werkzeugaufnahme über das einzusetzende Werkzeug gefahren ist;

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Teildarstellung, bei der die Schleifspindel mit eingesetztem Werkzeug und eingesteckter Kühlmittelzuführeinrichtung nach oben aus dem Halter herausgefahren ist;

Fig. 6 eine den Fig. 3 und 4 entsprechende Darstellung, bei der das Werkzeugmagazin entfernt ist und sich das in der Schleifspindel eingespannte Werkzeug und dessen Kühlmittelzuführeinrichtung in der Ar beitsstellung befinden;

Fig. 7 eine Teilansicht des Werkzeugmagazins mit zwei Werkzeughaltern, von denen der rechte mit einem Werkzeug und zugehöriger Kühlmittelzuführeinrich tung bestückt ist, während bei dem linken Werk zeughalter Werkzeug und Kühlmittelzuführeinrich tung entnommen sind;

Fig. 8 den Gegenstand der Fig. 7 in einer Stirnansicht in Richtung des Pfeiles VIII gesehen.

In den Zeichnungen ist mit 10 eine Universalschleifmaschine be zeichnet, die für verschiedene Schleifarbeiten, insbesondere zum Werkzeugschleifen eingesetzt werden kann. Die Schleifmaschine 10 hat ein Maschinenbett 11, auf dem eine Schleifstation 12 und ein Werkstückträger 13 angeordnet sind, der im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel eine drehend angetriebene Werkstückspindel 14 auf weist und mit einem Werkstückspindelschlitten 15 auf einer Werk stückschlittenführung 16 vor der Schleifstation 12 in Querrich tung 17 hin- und herverfahrbar ist. Für diese Querbewegung wird der Werkstückträger 13 von einer Spindel 18 bewegt, die von einem Spindelantrieb 19 gedreht wird und durch einen Faltenbalg 20 vor Verunreinigung geschützt wird.

Die Schleifstation 12 besteht aus einer Säule 21, die von einem Linearantrieb 22 mit einem Säulenschlitten 23 auf einer Säulen schlittenführung 24 gegen den Werkstückträger 13 in Richtung der Pfeile 25 vor- und zurückbewegt werden kann. Die Säule 21 hat eine Vertikalschlittenführung 26, an der ein Werkzeugträger 27 in Vertikalrichtung verfahrbar ist, der eine an ihm schwenkbar gelagerte Schleifspindel 28 trägt. Die Schleifspindel 28 ist durch eine kombinierte Bewegung von Säulenschlitten 23 und Werk zeugträger 27 in Richtung der Spindelachse verstellbar, wie dies durch den Doppelpfeil in Fig. 2 angedeutet ist. Die Schleifspin del 28 hat eine Werkzeugaufnahme 29, die ein Spannfutter, oder eine andere, vorzugsweise hydraulisch betätigbare Klemmvorrich tung aufweist, mit der der Haltedorn 30 eines Schleifwerkzeuges 31 eingespannt werden kann.

Um mit der Universalschleifmaschine 10 nach der Erfindung verschie dene Schleifarbeiten ausführen zu können, sind verschieden ge staltete Werkzeuge 31 erforderlich, die gegeneinander ausgewechselt werden können und in einem Werkzeugmagazin 32 untergebracht sind (Fig. 3).

Das Werkzeugmagazin 32 besteht aus einem Werkzeugschlitten 33, der auf einer Werkzeugschlittenführung 34 ebenso wie der Werk stückträger 13 vor der Schleifstation 12 und der Schleifspindel 28 in Querrichtung 17 verfahrbar ist. Die Werkzeugschlittenfüh rung 34 befindet sich zwischen der Schleifspindel 28 und der Werkstückschlittenführung 16 und verläuft parallel zu dieser.

Man erkennt aus den Fig. 3 bis 7, daß die Werkzeugschlittenfüh rung 34 gegenüber der Horizontalen unter dem gleichen Winkel α nach hinten geneigt ist, den auch die Schleifspindelachse 35 mit der Horizontalen einschließt.

Auf dem Boden des Werkzeugschlittens 33 sind mehrere Halter 36 in Längsrichtung nebeneinander angeordnet, die alle gleich aus gebildet sind und je ein Schleifwerkzeug 31 und eine auf dieses angepaßte Kühlmittelzuführeinrichtung 37 aufnehmen können. Die verschiedenen Schleifwerkzeuge 31 haben unterschiedlich ausge bildete Schleifköpfe 38, sind aber alle mit gleichen Haltedornen 30 ausgerüstet, so daß sie alle in die Werkzeugaufnahme 29 der Schleifspindel 28 passen. Sie haben eine V-förmige, umlaufende Nute 40, in die ein entsprechend gestalteter Wulst 39 eingreift, der sich am Innenrand einer an ihrer Oberseite 41 offenen Auf nahmeöffnung 42 befindet, in der das jeweilige Werkzeug durch eine Federklemme 43, beispielsweise eine gebogene Blattfeder ge halten wird. Oberhalb des Schleifwerkzeuges 31 ist in die Auf nahmeöffnung 42 eine an das Schleifwerkzeug 31 angepaßte Kühl mittelzuführeinrichtung 37 mit einer Halteplatte 44 eingesteckt, die ebenfalls durch eine Federklemme 45 in der Aufnahmeöffnung 42 gehalten wird. Die Federklemme 45 hat an ihrem freien Ende 45a einen Noppen 46 mit kegelstumpfförmiger Spitze 47, die in eine entsprechend ausgebildete Vertiefung 48 der Halteplatte 44 eingreift, aus dieser aber leicht ausrasten kann, wenn die Kühl mittelzuführeinrichtung 37 mit ihrer Halteplatte 44 aus der Auf nahmeöffnung 42 nach oben herausgezogen wird (Fig. 7).

Wendet man sich nun den Fig. 3 bis 6 zu, so erkennt man, daß ne ben der Werkzeugaufnahme 29 der Schleifspindel 28 in einer Schleifspindelhalterung 49 eine Anschlußstelle 50 für die Kühl mittelzuführeinrichtung 37 des jeweils einzusetzenden Schleif werkzeuges 31 vorgesehen ist. Die Kühlmittelzuführeinrichtung 37 hat für diesen Anschluß einen Anschlußnippel 51, der beim Ein führen in die Anschlußstelle 50 flüssigkeitsdicht mit dieser verbunden wird. Hierbei ist die Ausbildung derart, daß die An schlußnippelachse 52 und die Werkzeugachse 53 schon im Halter 36 und natürlich auch nach dem Einführen von Werkzeug 31 und Kühl mittelzuführeinrichtung 37 in die Schleifspindel 28 zueinander paral lel sind und den gleichen Abstand a voneinander haben, wie die Schleifspindelachse 35 und die Achse 54 der Einführöffnung 55 für den Anschlußnippel 51.

Man erkennt aus den Fig. 3 bis 6, daß das Kühlmittel durch eine Kühlmittelleitung in der Schleifspindelhalterung 49 zugeführt wird und durch den Anschlußnippel 51 in die Kühlmittelzuführein richtung 37 gelangt, die ein oder mehrere gebogene Kühlmittel röhrchen 56 mit Spritzdüse 57 aufweisen, welche auf die zu küh lenden Stellen des Schleifkopfes 38 gerichtet sind. Kühlmittel röhrchen 56 und Spritzdüse(n) 57 haben diese für die Bearbei tung richtige Lage schon dann, wenn sie in ihrem Halter 36 sitzen. Sie behalten diese Lage auch dann bei, wenn der Halte dorn 30 und der Anschlußnippel 51 in die Werkzeugaufnahme 29 bzw. in die Anschlußstelle 50 eingeführt und dort arretiert worden sind und ihr Halter 36 abgezogen wurde.

Man erkennt aus Fig. 4, daß der Werkzeugschlitten des Werkzeug magazins 32 mit dem Werkstückspindelschlitten 15 durch einen axial verschiebbaren Zapfen 58 gekoppelt werden kann. Hierdurch ist es möglich, den Antrieb des Werkstückspindelschlittens 15 für den Antrieb des Werkzeugschlittens 33 mit zu benutzen und durch eine Axialbewegung des Werkstückspindelschlittens 15 den Werkzeugschlitten 33 längs der Werkzeugschlittenschlittenführung 34 zu bewegen und das jeweils gewünschte Schleifwerkzeug 31 vor die Werkzeug aufnahme 29 der Schleifspindel 28 zu bringen. Sobald dann der Haltedorn 30 der Werkzeugaufnahme 29 der Schleifspindel 28 ge genüberliegt und gleichzeitig auch der Anschlußnippel 51 der Kühlmittelzuführeinrichtung 37 der Anschlußstelle 50 gegenüber liegt, wird die in ihrer Grundstellung befindliche Schleifspin del 28 mit ihren Schlitten 23 und 26 axial gegen das Schleif werkzeug 31 gefahren, bis die Werkzeugaufnahme 29 den Haltedorn 30 und die Anschlußstelle 50 den Anschlußnippel 51 übergreift. Schleifwerkzeug 31 und Kühlmittelzuführeinrichtung 37 werden dann durch Schließen des Spannfutters bzw. der Dichtung für den Anschlußnippel 61 festgespannt und abgedichtet. Dieser Zustand ist in Fig. 4 und 5 dargestellt.

Danach fährt die Schleifspindel durch eine senkrechte Bewegung des Werkzeugträgers 27 und eine horizontale Bewegung der Säule 21 senkrecht zur Schleifspindelachse 35 nach oben, wodurch die Kühlmittelzuführeinrichtung 37 mit ihrer Halteplatte 44 und das Schleifwerkzeug 31 aus ihrem Halter 36 nach oben herausgezogen werden, während ihre Federklemmen 43 und 45 seitlich zurückwei chen (Fig. 5).

Das Werkzeugmagazin 32 kann nun in Querrichtung mit Hilfe des Werkstückträgers 13 seitlich ausgefahren werden, der dann wieder vom Werkzeugmagazin 32 entkoppelt wird und in seine Arbeitsstellung gegenüber dem Schleifwerkzeug 31 vorfahren kann. Die Schleifspindel 28 mit dem eingespannten Schleifwerkzeug 31 und der hieran ange paßten Kühlmittelzuführeinrichtung 37 kann dann an das Werkstück zugestellt werden und die Schleifbearbeitung beginnen (Fig. 6).

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver lassen. Beispielsweise könnten die Halter im Werkzeugmagazin auch etwas anders angeordnet und so ausgebildet sein, daß die Schleifwerkzeuge und ihre Kühlmittelzuführeinrichtungen nicht nach oben, sondern seitlich herausgezogen werden. Ferner ist es möglich, die Kühlmittelzuführeinrichtungen mit mehreren Kühlmit telröhrchen- und -düsen auszustatten und auch mehrere Kühlmit telanschlüsse neben der Schleifspindel vorzusehen. Ferner könn te das Werkzeugmagazin mit eigenen Antrieben ausgerüstet sein.

Claims

1. Universalschleifmaschine, insbesondere zum Schleifen von Werkzeugen, mit einer Schleifstation, in der eine mit einer Werkzeugaufnahme versehene, mindestens axial zustellbare Schleifspindel und eine Kühlmittelzuführung angeordnet sind und mit einem Werkzeugmagazin, das mehrere unterschiedliche Schleifwerkzeuge enthält, die alle in die Werkzeugaufnahme der Schleifspindel passen, dadurch gekenn zeichnet, daß das Werkzeugmagazin (32) vor der Schleifspindel (28) quer hin- und herbewegbar ist und Halter (36) aufweist, von denen jeder sowohl ein Schleifwerkzeug (31) als auch eine jeweils hierzu gehörige Kühlmittelzuführeinrichtung (37) aufweist und in einer Lage hält, in der das Schleifwerkzeug (31) axial in die Werk zeugaufnahme (29) und die Kühlmittelzuführeinrichtung (37) in eine Einführöffnung (55) eingeführt werden können und dem Schleifwerkzeug (31) im Betrieb Kühlmittel an der richtigen Stelle zugeführt werden kann.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (32) mit einem Werkstückträger (13) koppelbar und zusammen mit diesem vor der Schleifspin del (28) hin- und herbewegbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Werkzeugmagazin (32) auf einem Werk zeugmagazinschlitten (33) in einer eigenen, zwischen Schleifstation (12) und Werkstückträger (13) angeordneten Werkzeugschlittenführung (34) verfahrbar ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß neben der Werkzeugaufnahme (29) der Schleifspindel (28) eine Anschlußstelle (50) für die Kühlmittelzuführeinrichtung (37) des jeweils einzusetzenden Werkzeuges (31) angeordnet ist, die eine sich parallel zur Werkzeugaufnahme (29) erstreckende Einführöffnung (55) für einen Anschlußnippel (51) der Kühlmittelzuführeinrichtung (37) hat.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführeinrichtungen (37) und die Werkzeuge (31) in allen Haltern (36) gleich und derart angeordnet sind, daß Werkzeugachse (53) und Anschluß nippelachse (52) zueinander parallel sind und den gleichen Abstand (a) voneinander haben, wie die Werkzeugaufnahme (29) und die Einführöffnung (50) in der Schleifspindel.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß alle Halter (36) zur gleichen Seite (41) hin offene Aufnahmeöffnungen (42) für das Werk zeug (31) und für die Kühlmittelzuführeinrichtung (37) ha ben.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Werkzeuge (31) und Kühlmittel zuführeinrichtungen (37) mit Federklemmen (43, 45) in den Aufnahmeöffnungen (42) der Halter (36) gehalten sind und nach dem Einführen in die Werkzeugaufnahme (29) und in die Einführöffnung (50) neben der Schleifspindel (28) durch de ren Bewegung quer zur Spindelachse (35) aus ihren Haltern (36) herausgezogen werden können.