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Die Erfindung betrifft eine Schleifhilfe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Werkzeugmaschine mit einer Schleifhilfe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.
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Wenngleich heutzutage vollautomatisiert arbeitenden Präzisionsschleifmaschinen, bei denen die relative Positionierung von Schleifwerkzeug und dem zu schleifenden Werkzeug der Werkstück computergesteuert und nach Vorgabe eines geeigneten Modells oder Bewegungsablaufs vollautomatisch durchgeführt wird, weite Verbreitung gefunden haben, werden insbesondere aus Kostengründen noch immer viele Schleifprozesse manuell ausgeführt, wenn dies möglich ist. Dies ist insbesondere oft der Fall, wenn ohnehin eine Werkzeugmaschine mit einer angetriebenen Spindel verfügbar ist, an der dann ein Schleifmittel angeordnet werden kann, um den Schleifprozess auszuführen. Dabei erfolgt insbesondere das Schleifen von Schneiden üblicherweise auf der Umfangsfläche des Schleifmittels.
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Ein konkretes Beispiel für eine solche Maschine ist eine Drechselmaschine, bei deren Betrieb regelmäßig die Notwendigkeit entsteht, die Drechselwerkzeuge nachzuschleifen.
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Allerdings ist beispielsweise beim Schleifen von Schneiden der Winkel, unter dem geschliffen wird, von wesentlicher Bedeutung für die gewünschte Funktion der Schneide und Abweichungen können die Eigenschaften des Werkzeugs deutlich beeinflussen. Insbesondere aus diesem Grund stellt man Schleifhilfen bereit, die man an der Werkzeugmaschine mit einem Befestigungsabschnitt haltert und die eine Auflagefläche oder Halterung für das zu schleifende Werkstück aufweisen, die dem Werkzeugbediener das Halten eines gewünschten Winkels während des Schleifprozesses erleichtert. Beispiele für solche Schleifhilfen sind z.B. die SVD-186 oder die SVS-50 der Firma Tormek.
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Allerdings folgt aus der Geometrie, in der ein Schleifen an der Umfangsfläche des Schleifmittels erfolgt, dass unterschiedliche Winkel an unterschiedlichen Positionen geschliffen werden. Flachere Winkel werden bevorzugt im oberen Bereich des Schleifmittels geschliffen, zu größeren Winkeln hin wandert man entlang der Umfangsfläche abwärts, was gleichzeitig eine Bewegung in der Horizontalen in Richtung von der Drehachse weg bedeutet. Das führt dazu, dass es schwierig ist, die jeweiligen Schleifpositionen reproduzierbar einzustellen, was aber von herausragender Bedeutung ist, um ein Werkzeug so nachzuschleifen, dass es dieselben Bearbeitungsergebnisse liefert wie nach dem vorangegangenen Nachschleifen.
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Um dieses Problem zu lösen, ist ein seit langem angewendeter Ansatz, einem gegebenen Werkzeug eine Schablone, z.B. aus Holz, zuzuordnen und bei jedem Nachschleifen zur Positionierung der Schleifhilfe diese Schablone zu verwenden. Wegen der notwendigen individuellen Zuordnung zwischen Schablone und Werkzeug ist diese Vorgehensweise aber mit recht hohem Aufwand verbunden.
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Eine neuere Lösung besteht darin, Einstelllehren zu verwenden, die eine definierte Schleifhilfenposition für einen gegebenen Schleifwinkel vorgeben, wie sie beispielsweise aus der
EP 0 957 331 A1 oder der
EP 1 818 138 A1 bekannt sind. Auch mit einer solchen Einstelllehre bleibt aber der Wechsel zwischen unterschiedlichen Winkelpositionen aufwändig.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schleifhilfe bereitzustellen, mit der der Wechsel zwischen unterschiedlichen Schleifpositionen weiter vereinfacht und hinsichtlich seiner Reproduzierbarkeit weiter verbessert wird bzw. eine Werkzeugmaschine mit einer solchen Schleifhilfe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schleifhilfe mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 und eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.
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Die erfindungsgemäße Schleifhilfe weist einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen der Schleifhilfe an einer Werkzeugmaschine und eine Halterung oder einen Auflageabschnitt zur Aufnahme oder Auflage eines Werkzeugs oder Werkstücks beim Schleifen an der äußeren Umfangsfläche eines an einer angetriebenen Achse der Werkzeugmaschine befestigten Schleifmittels, z.B. eines Schleifsteins, auf. Dabei ist die Position des Auflageabschnitts relativ zum Befestigungsabschnitt zur Einstellung unterschiedlicher Bearbeitungspositionen veränderbar.
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Erfindungswesentlich ist, dass die Halterung oder der Auflageabschnitt mit einer ersten Anlagefläche verbunden ist, dass der Befestigungsabschnitt mit einer zweiten Anlagefläche verbunden ist, welche parallel zur ersten Anlagefläche verläuft, dass die Veränderung der Position der Halterung oder des Auflageabschnitts relativ zum Befestigungsabschnitt durch Verschiebung und Drehung der ersten Anlagefläche relativ zur zweiten Anlagefläche erfolgt und dass mindestens ein Fixiermittel zum lösbaren Fixieren der Position der ersten Anlagefläche relativ zur zweiten Anlagefläche in mehreren definierten Bearbeitungspositionen vorhanden ist.
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Die Anlageflächen werden in der Regel durch die der jeweils anderen Anlagefläche zugewandten Seitenfläche einer Platte oder eines plattenförmigen Abschnitts gebildet sein.
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Die Fixiermittel können beispielsweise als zu steckender Stift oder als Klemmschraube ausgeführt sein; an den entsprechenden definierten Bearbeitungspositionen sind dann entsprechende Aufnahmen zum Einführen von Stift oder Klemmschraube vorgesehen.
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Durch diese spezielle Ausgestaltung werden einerseits alle Justagefreiheitsgrade in die Anlageflächen bzw. die Verbindung zwischen den Platten verlegt. Es entfällt also die Notwendigkeit, diverse Längen und Winkel an unterschiedlichen Stellen der Schleifhilfe bzw. von deren Halterung einzustellen und dann zu fixieren, was unpraktisch, aufwändig und mit hohem Fehlerrisiko behaftet ist, sondern man muss lediglich noch die Anlageflächen relativ zueinander bewegen, bis eine Fixierung in der ausgewählten Bearbeitungsposition möglich ist.
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Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche direkt aneinander anliegen, weil dies die praktische Handhabung erleichtert.
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Insbesondere der Wechsel zwischen unterschiedlichen Bearbeitungspositionen kann noch weiter vereinfacht werden und noch zielgerichteter erfolgen, wenn mindestens eines der Fixiermittel in einer Kulissenführung geführt ist, so dass die Verschiebung der ersten Anlagefläche und der zweiten Anlagefläche relativ zueinander durch die Kulisse vorgegeben ist. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, dass die Kulissenführung an den Stellen, die das in ihr geführte Fixiermittel in einer der Bearbeitungspositionen einnimmt, jeweils ein lokales Minimum aufweist. Dies bringt eine Stabilisierung des Fixiermittels in der Bearbeitungsposition mit sich.
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Eine zusätzlich oder alternativ realisierbare andere Weiterbildung der Kulissenführung sieht vor, dass die Kulissenführung über das zum größten Bearbeitungswinkel gehörende lokale Minimum oder, allgemeiner formuliert, den zum größten Bearbeitungswinkel gehörenden Abschnitt der Kulissenführung mit einem Fortsatz in Richtung zu größeren Bearbeitungswinkeln hin hinausragt. Es hat sich erwiesen, dass auf diese Weise die Bewegung der Auflagefläche, insbesondere relativ zum Schleifmittel, erleichtert werden kann.
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Als besonders bevorzugtes Fixiermittel zum Führen in einer solchen Kulissenführung haben sich klemmend fixierbare Fixiermittel, z.B. Klemmschrauben, bewährt. Die Klemmung wird zum Wechsel zwischen Bearbeitungspositionen gelöst, so dass der Körper der Klemmschraube in der Kulissenführung bewegt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein zweites Fixiermittel vorhanden, das als steckbarer Stift ausgeführt ist und die erste Anlagefläche oder die zweite Anlagefläche ist an den Stellen, an denen sich das zweite Fixiermittel in einer der Bearbeitungspositionen befindet, jeweils von einer Bohrung zur Aufnahme des steckbaren Stifts durchsetzt sind.
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Zum Wechsel aus einer Bearbeitungsposition in eine andere Bearbeitungsposition muss in dieser Ausführungsform dann zunächst der steckbare Stift gezogen und die Klemmverbindung durch Lockern der Klemmschraube gelöst werden, während der Körper der Klemmschaube in der Kulissenführung verbleibt. Durch leichtes Anheben wird der Körper der Klemmschraube aus dem lokalen Minimum der Kulissenführung, das zu seiner aktuellen Bearbeitungsposition gehört, hinausgehoben und ist nun in der Kulissenführung verschiebbar.
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Bewährt hat es sich, die Bearbeitungspositionen so zu wählen, dass für jede Bearbeitungsposition für einen Winkel aus dem Winkelbereich zwischen 0° und 40° auch eine Bearbeitungsposition für das doppelte dieses Winkels vorhanden ist. Besonders bewährt hat es sich, Bearbeitungspositionen für Schleifwinkel von 22°,33°,44°,55°, 66° und 88° vorzusehen.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Schleifhilfe sieht vor, dass der Rand der zweiten Anlagefläche im Bereich zwischen der Bearbeitungsposition für den kleinsten Winkel und der Bearbeitungsposition für den drittkleinsten Winkel einen zurückspringenden Abschnitt, vorzugsweise einen konkaven Abschnitt aufweist. Durch diese Ausgestaltung des Rands der Anlagefläche, der durch die die Anlagefläche erzeugende Platte vorgegeben ist, die damit auch im Hinblick auf ihre in der Regel parallel zur Plattendicke verlaufende Schmalseite diese Eigenschaft in diesem Abschnitt aufweist, kann zusätzlicher Freiraum für die Bewegung des zu schleifenden Werkzeugs gewonnen werden, der dafür sorgt, dass man mit diesem oder einem am Werkzeug angeordneten Griff nicht an der Schleifhilfe hängen bleibt.
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Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine hat eine angetriebene Achse, an der ein Schleifmittel angeordnet ist. Erfindungswesentlich ist, dass die Werkzeugmaschine eine Aufnahme aufweist, in der eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifhilfe oder einer ihrer oben diskutierten Weiterbildungen mit ihrem Befestigungsabschnitt befestigt ist.
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Diese Aufnahme kann vorteilhafterweise an einem Schlitten der Werkzeugmaschine angeordnet sein.
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Besonders gut geeignet ist die Erfindung für Drechselmaschinen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert. Es zeigt:
- 1: Eine schematische Ausschnittsdarstellung einer Werkzeugmaschine mit aus der Bearbeitungsposition gefahrenem Schlitten, von der Seite gesehen;
- 2: eine schematische Aufsicht auf den Bereich des Schleifmittels der Werkzeugmaschine aus 1 mit in die Bearbeitungsposition gefahrenem Schlitten;
- 3: eine Ansicht eines ersten Teils einer Schleifhilfe mit Auflageabschnitt und erster Anlagefläche;
- 4: eine Ansicht der zweiten Anlagefläche einer Schleifhilfe mit Kulissenführung und Bohrungen, und
- 5a: eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels für die Fixiermittel mit einem Ausschnitt aus einer Schnittdarstellung der Schleifhilfe, und
- 5b: eine Seitenansicht des in 5a gezeigten Ausschnitts.
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Die Figuren betreffen alle dieselbe Ausführungsform der Erfindung, weshalb gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
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1 und 2 zeigen jeweils unterschiedliche Ansichten einer Werkzeugmaschine 1, die hier als Drehmaschine ausgeführt ist, in schematischer Darstellung.
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Die Werkzeugmaschine 1 hat ein Antriebsmodul 10 für eine angetriebene Achse 20, an der ein Schleifmittel 30 in Gestalt eines Schleifsteins angeordnet ist, an dessen äußere Umfangsfläche 31 ein zu schleifender Gegenstand in radialer Richtung zum Schleifen angedrückt wird.
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Die Werkzeugmaschine 1 hat ferner ein in 1 als gestrichelte Linie dargestelltes Maschinenbett 40, auf welchem ein Schlitten 50 mit darin angeordneter Aufnahme 51 in horizontaler Richtung verfahren und mit einem Feststellhebel 52 festgestellt werden kann. Der Schlitten 50 ist in 1 aus der Bearbeitungsposition herausgefahren gezeigt, um eine übersichtlichere Darstellung der Komponenten zu ermöglichen; in der Darstellung gemäß 2 ist eine Position, in der die tatsächliche Bearbeitung eines Werkzeugs oder Werkstücks erfolgt, abgebildet.
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Ferner ist eine Schleifhilfe 100 an der Werkzeugmaschine 1 angeordnet. Die Schleifhilfe 100 hat einen Auflageabschnitt 110, auf dem beim Schleifen das nicht dargestellte zu schleifende Werkzeug oder Werkstück aufgelegt und abgestützt wird. Alternativ kann auch eine Halterung vorgesehen sein, in der das zu schleifende Werkzeug oder Werkstück gehalten wird.
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An den Auflageabschnitt 110 der Schleifhilfe 100 ist, wie man besonders gut in der Darstellung der 3 erkennt, unter einem Winkel von 90° eine Platte 120 angeformt, deren eine Plattenoberfläche eine erste Anlagefläche 121 bildet. Die Platte 120 weist ferner zwei sie in diesem Beispiel durchsetzende Bohrungen 122, 123 auf, welche zur Aufnahme von Fixiermitteln 130, 131, die in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Klemmschraube und eines zu steckenden Stiftes realisiert sind, bzw. genauer gesagt jeweils von Abschnitten eines Abschnitts dieser Fixiermittel 130, 131, die in den Darstellungen der 1 und 2 sowie in der vergrößerten Darstellung gemäß 5a im eingesetzten Zustand zu erkennen sind, dienen. Der Auflageabschnitt 110 und die Platte 120 bilden dementsprechend einen ersten Teil der Schleifhilfe 100.
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Ein zweiter Teil der Schleifhilfe 100 wird gebildet durch den in die Aufnahme 51 der Werkzeugmaschine 1 aufgenommenen, hier als Stange ausgeführten Befestigungsabschnitt 150, ein Abstandsstück 160 und eine parallel zur Stange verlaufende Platte 170. Die dem Abstandsstück 160 gegenüberliegende Plattenoberfläche der Platte 170 bildet eine zweite Anlagefläche 171, die direkt an der ersten Anlagefläche 121 anliegt.
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Vorzugsweise garantieren dabei ein Anschlag oder eine Markierung eine reproduzierbare Einführtiefe des Befestigungsabschnitts 150 in die Aufnahme 51. Auch die exakte Reproduzierbarkeit des Einführens des als Stange ausgeführten Befestigungsabschnitts 150 hinsichtlich seiner Ausrichtung relativ zu seiner Drehachse kann durch solche Markierungen garantiert werden. Eine weitere Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, einen Stellring vorzusehen.
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Auch die zweite Anlagefläche 171 und die Platte 170, durch die sie gebildet wird werden durch eine Vielzahl von Ausnehmungen durchsetzt, die am besten in der Darstellung der 4 zu erkennen sind. Im in der 4 rechten Bereich der Platte 170 sind eine Reihe von Befestigungsöffnungen 198 angeordnet, mit denen die Platte 170 -in diesem Beispiel mittelbar über das Abstandsstück 160- befestigt ist.
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Im in der 4 oberen Bereich der Anlagefläche 171 bzw. Platte 170 ist eine Kulissenführung 180 zu erkennen, in der im gezeigten Zustand das Fixiermittel 130, das als Klemmschraube ausgeführt ist, mit einem Abschnitt des Schraubenkörpers 130b geführt wird.
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Die Kulissenführung 180 weist dabei lokale Minima 181,182,183, 184,185,186 auf, die z.B. durch überlappend angeordnete Bohrungen, deren Durchmesser ebenfalls an den Durchmesser des in der Kulissenführung 180 geführten Abschnitts des Fixiermittels 130 angepasst ist, erzeugt werden können. Die lokalen Minima 181, 182, 183, 184, 185, 186 entsprechen dabei im gezeigten Beispiel Bearbeitungspositionen von 88°, 66°, 55°, 44°, 33° und 22°.
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Beachtenswert ist weiter, dass die Kulissenführung (180) über das zum größten Bearbeitungswinkel gehörende lokale Minimum (181) mit einem Fortsatz in Richtung zu größeren Bearbeitungswinkeln hin, also in der Darstellung der 4 schräg nach links unten, hinausragt.
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Im in der Darstellung der 4 unteren Bereich der Anlagefläche 171 bzw. Platte 170 sind sechs Bohrungen 191,192,193, 194,195,196 zur Aufnahme des zweiten, z.B. als zu steckender Stift ausgebildeten, Fixiermittels 131 angeordnet, wie es in 5 zu sehen ist.
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Die Bohrungen 191,192,193,194,195,196 korrespondieren zu den lokalen Minima 181,182,183,184,185,186, wobei der Abstand zwischen den korrespondierenden Paaren 181,191;182,192;183,193; 184, 194; 185, 195; 186, 196 jeweils gleich ist und dem Abstand zwischen den Bohrungen 122, 123 der ersten Anlagefläche 121 bzw. Platte 120 entspricht. Diese Paare definieren die Position der Fixiermittel 130,131 in den unterschiedlichen Bearbeitungspositionen.
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Aufbau und Wirkungsweise der Fixiermittel 130,131 ist besonders gut anhand der vergrößerten Darstellungen der 5a und 5b nachzuvollziehen. Das als Klemmschraube ausgestaltete Fixiermittel 130 weist einen Klemmgriff 130a auf, der vorteilhafterweise auf der vom Schleifmittel 30 abgewandten Seite angeordnet ist, weil dadurch ermöglicht wird, mit der einen Hand den Auflageabschnitt 100 zu führen und mit den anderen Hand den Klemmgriff 130a zu bedienen. Der Klemmgriff 130 wirkt mit einem Schraubenkörper 130b zusammen, der die Bohrung 122 der Platte 120 und die Kulissenführung 180 der Platte 170 durchsetzt, während sein Schraubenkopf 130c an der Platte 120 anliegt. Um das Mitdrehen von Schraubenkörper 130b und Schraubenkopf 130c bei Betätigung des Klemmgriffs 130a zu vermeiden, ist hier eine optionale Verdrehsicherung 130d vorgesehen, die in der Platte 120 gelagert ist.
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Das als steckbarer Stift ausgeführte Fixiermittel 131 weist einen Stiftkopf 131a und einen Stiftkörper 131b auf, Der Stiftkörper 131b durchsetzt die Bohrung der Platte 170, die zur aktuellen Position des als Klemmschraube ausgeführten Fixiermittels 130 korrespondiert und greift in die Öffnung 123 der Platte 120 ein, so dass eine Rotation der Platten 120 und 170 relativ zueinander gesperrt ist.
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Um von einer Bearbeitungsposition zu einer anderen Bearbeitungsposition zu wechseln muss man nun lediglich noch das hier als steckbarer Stift ausgeführte Fixiermittel 131 mindestens so weit herausziehen, dass höchstens noch in eine der Bohrungen in der ersten Anlagefläche 121 bzw. Platte 120 und der zweiten Anlagefläche 171 bzw. Platte 170 eingreift und das als Klemmschraube ausgeführte Fixiermittel 130 mit dem Klemmgriff 130a so weit lösen, dass die Klemmwirkung entfällt. Dann kann der in der Kulissenführung 180 geführte Abschnitt des Schraubenkörpers 130b der Klemmschraube durch eine Verschiebung der ersten Anlagefläche 121 bzw. Platte 120 relativ zur zweiten Anlagefläche 171 bzw. Platte 170 in der Kulissenführung 180 zu dem der gewünschten neuen Bearbeitungsposition entsprechenden lokalen Minimum 181, 182, 183, 184, 185, 186 geführt.
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Als nächstes wird die notwendige Rotationsbewegung ausgeführt, indem die erste Anlagefläche 121 bzw. Platte 120 um das als Klemmschraube ausgeführte Fixiermittel 130 herum gedreht wird, bis die Bohrung 123 mit der zu dem lokalen Minimum 181, 182, 183, 184, 185, 186, in dem der in der Kulissenführung 180 geführte Abschnitt des Schraubenkörpers 130b der Klemmschraube sich nun befindet, korrespondierenden Bohrung 191,192,193,194, 195, 196 fluchtet, so dass das als steckbarer Stift ausgeführte Fixiermittel 131 bzw. dessen Stiftkörper 131b wieder durch beide Anlageflächen 121, 171 bzw. Platten 120, 170 hindurchgeschoben werden kann. Abschließend kann dann die Schleifhilfe durch Verklemmen mit der Klemmschraube in dieser Position weiter fixiert werden. Auf diese Weise wird eine einfache, reproduzierbare Positionierung ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeugmaschine
- 10
- Antriebsmodul
- 20
- angetriebene Achse
- 30
- Schleifmittel
- 31
- Umfangsfläche
- 40
- Maschinenbett
- 50
- Schlitten
- 51
- Aufnahme
- 52
- Feststellhebel
- 100
- Schleifhilfe
- 110
- Auflageabschnitt
- 120
- Platte
- 121
- erste Anlagefläche
- 122,123
- Bohrung
- 130
- Fixiermittel
- 130a
- Klemmgriff
- 130b
- Schraubenkörper
- 130c
- Schraubenkopf
- 130d
- Verdrehsicherung
- 131
- Fixiermittel
- 131a
- Stiftkopf
- 131b
- Stiftkörper
- 150
- Befestigungsabschnitt
- 160
- Abstandsstück
- 170
- Platte
- 171
- zweite Anlagefläche
- 180
- Kulissenführung
- 181,182,183,184,185,186
- lokales Minimum
- 191,192,193,194,195,196
- Bohrung
- 198
- Befestigungsöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0957331 A1 [0007]
- EP 1818138 A1 [0007]
