DE2047311A1 - Spindelkopf - Google Patents

Description

Case 54 - 006 W.G.
1 A - 197

Toyoda Koki Kabushiki Kaiaha, Aichi-ken, Japan

Spindelkopf

Die Erfindung betrifft einen Spindelkopf mit einer in einem Paar Querlager drehbar gelagerten Spindel,

Bei herkömmlichen Spindelkopfkonstruktionen sind keine Vorkehrungen getroffen, um die Position der drehbar gelagerten Spindel in axialer Richtung einzustellen. Es hat sich herausgestellt, daß eine Reihe von Nachteilen bei dem Betrieb von Maschinen mit solchen herkömmlichen Spindelköpfen eine Folge davon sind, daß derartige axiale Einotellmöglichkeiten fehlen. Wenn z.B. bei herkömmlichen Dchleifaeheiben-Spindelköpfen eine abgenutzte Schleifacheibe gegen eine neue Schleifscheibe ausgetauscht werden soll, so ist die axiale Position der neuen Schleifscheibe in Bezug auf daa Jerkabück und/oder die Abzieheinrichtung stets verochie-

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den von der entsprechenden Position der alten Schleifscheibe. Diese Unterschiede beruhen auf den Toleranzen der Schleifacheibendicke oder der Abmessungen der Schleifscheibenhülse oder insbesondere der konischen Bohrung derselben. Ba ist daher notwendig die Position der neuen Schleifscheibe relativ zum Werkstück zu korrigieren oder neu einzustellen. Bei den herkömmlichen Spindelköpfen ist jedoch eine axiale Verschiebung der Schleifscheibenspindel nicht möglich, sodaß eine Einstellung der Schleifsoheibenspindel durch eine Lageveränderung derselben ausgeschlossen ist. Es war somit erforderlich, die Abzieheinrichtung selbst zu bewegen oder den/eff mit Reitstock und Spindelstock um die Position der Schleifscheibe relativ zum Werkstück oder zur Abzieheinrichtung einzustellen. Derartige herkömmliche Stellmanöver sind gewöhnlich äußerst zeitraubend und sie erlauben außerdem nicht die erforderliche genaue Einstellung der SohleifscheibenpoBition.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Spindelkopf zu schaffen, bei dem die axiale Position der Spindel auf einfache Weise rasch und äußerst genau eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungBgemäß durch einen Spindelkopf mit einer in einem Paar Querlager drehbar gelagerten Spindel gelöst, welche durch eine Längslageranordnung zwischen den Querlagern zur axialen Unterstützung der Spindel und durch einen der Längslageranordnung zugeordneten Stellmechanismus zur Axialeinstellung der Spindel gekennzeichnet ist.

Erfindungsgemäß ist mittig auf der Spindel ein in eine erste Ringkammer in der Längslageranordnung angreifender Flaneoh vorgesehen. Die erste Ringkammer kann mindestens eine Schmiertasche an mindestens einer Seltenfläche der ersten Ringkammer und eine Kanalverbindung zwisohen der Schmiertasche und einer Druckmittelquelle zum Aufbau eines die Spindel axial unterstützenden 3tati-

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ochen Druckes aufweisen.

Erfindungsgemäß kann die Längslageranordnung an einer Seite unter Belassen einer zweiten mit mindestens einer der Schmiertaschen und der Druckmittelquelle in Verbindung stehenden Ringkammer verschiebbar und abdichtend auf einer der Querlager übergreifen, sodaß das Druckmittel die Längslageranordnung in axialer Richtung unter Spannung hält.

Gemä.C der Erfindung kann der Stellmeohanismus eine über ein Getriebe mit einem Stellrad verbundenen Zahnreihe an der LängsLageranordnung umfassen.

Die Spindel kann insbesonders eine Schleifscheibenspindel sein, sodaß die axiale Position der Schleifscheibe relativ zu einem ",Verkstück oder zu einer Abzieheinrichtung genau, schnell und auf einfache V/eise eingestellt werden kann. Die Querlager könne r. hydrostatische Lager sein und die Druckmittelquelle kann eine hydrostatische Druckmittelquelle, vorzugsweise eine Druckölquelle Bein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Spindelkopfer. Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1; Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 und Figur 4 einen Schnitt durch ein Teilstück einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spindelkopfes.

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In den Figuren sind gleiche oder sich entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Spindelkopf für eine Schleifscheibe mit einem Maschinenbett 1 und einem in dem Maschinenbett verschiebbar gelagerten Schleifscheibenkopf 2. An dem Schleifscheibenkopf 2 sind mittels Schrauben 5 Querlager 3 und 4 befestigt. In den Querlagern 3 und 4 ist drehbar eine Schleifscheibenspindel 8 gelagert, wobei ein geeignetes Lagerspiel vorgesehen ist. Am einen Ende der Spindel 8 sitzt eine Schleifscheibe 6 und am anderen Ende der Spindel sitzt eine Riemenscheibe 7 zum Antrieb der Schleifscheibe 6.

An den Innenflächen der Querlager 3 und 4 sind über den Umfang mit Abstand voneinander verteilt eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Schmiertaschen 9 bzw. 10 eingearbeitet, um die Schleifscheibenspindel 8 hydrostatisch zu lagern. Jedes der Querlager 3 und 4 weist beiderseits der axialen Schmiertaachen 9 und 10 Ringnuten 11, 11 und 12, 12 auf, um die hydraulische Flüssigkeit abzuleiten. Die Schmiertaschen 9 und 10 sind über geeignete radiale öffnungen 13 und 14 in den Lagern 3 und 4, durch Ringnuten 13a und 14a in der Außenperipherie der Querlager 3 und 4 und über Durchgänge 15 und 16 in dem Schleifscheibenkopf 2 mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbunden. Andererseits sind die Ringnuten 11, 11 und 12,12 über Durchgänge 17, 17 und 18, 18 in den Lagern 3 und 4 und über Durchgänge 17a und 18a in dem Schleifscheibenkopf 2 mit einem Ölreservoir T verbunden. Wenn daher Flüssigkeit unter Druck den Schmiertaschen 9 und 10 zugeführt wird, so stellt sich ein statischer Druck ein, durch welchen die Spindel 8 in den Lagern 3 und 4 drehbar gelagert wird. Dabei wird die Flüssigkeit in den Ringnuten 11, 11 und 12, 12 nach dem Durchfließen der Spielräume zwischen den Innenflächen der Querlager 3 und 4 und der aiigehängten Spindel 8 gesammelt und fließt sodann in das ölreservoir T aus. Dadurch kann die Flüssigkeitsgelagerte Spindel 8, falls erforderlich, leicht in axialer Richtung in den Querlagern 3 und 4 bewegt werden, 09837/0950

Das Bezugszeichen 33 bezeichnet allgemein eine Schub- oder Längslageranordnung mit Schublagern 19 und 20, welche mit einer Schließplatte 23 miteinander verbunden sind. Das Schublager 19 sitzt verschiebbar und abdichtend auf dem Querlager 3 auf. Andererseits sitzt das Schublager 20 verschiebbar und dichtend auf dem Querlager 4 und der S pindel 8 auf und zwischen beiden ist eine Ringkammer 31 gebildet, deren Zweck •weiter unten erläutert wird. Das Schublager 20 umfaßt einen Stift oder Keil 22, welcher in einen sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz 21 in der Außenperipherie des Radiallagers 4 eingreift und eine Drehung der Schublageranordnung 33 verhindert. Falls erwünscht können der Stift 22 und der axiale Schlitz 21 auch an den Lagern 3 bzw, 19 vorgesehen sein.

Eine weitere Ringkammer 25 ist innerhalb der Schublageranordnung 33 gebildet. Ein Plansch 24 ist in halber Länge der Spindel 8 vorgesehen und wird von der Kammer 25 aufgenommen, wobei zwischen beiden Seiten der Kammer 25 und den Stirnflächen des Flansches 24 ein geeignetes Spiel vorgesehen ist. Zu beiden Seiten der Kammer 25 sind Schmiertaschen 26 bzw. 27 eingearbeitet, welche die Form von Ringnuten oder einer Schar von gekrümmten Nuten oder dgl. haben und gegenüber den Stirnflächen des Flansches 24 liegen. Eine Vielzahl von Durchgängen 28 und 29 münden in die Schmiertaschen 26 und 27 ein und verbinden dieselben mit in der Schublageranordnung 33 vorgesehenen Durchgängen 30 und 30a. Der Durchgang 30 ist über die Ringkammer 31 über einen sich in dem Querlager 4 im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Durchgang32, über die Ringnut Ha und den Durchgang 16 mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbunden. Wenn daher Flüssigkeit unter Druck den Schmiertaschen 26 und 27 zugeführt wird, so wird ein statischer Druck in deren Umgebung erzeugt, welcher die Spindel 8 axial unterstützt. Durch die Spielräume zwischen den Stirnflächen des Flansches 24 und den Seitenflächen der Kammer 25, sowie durch relativ weite Spielräume 44 und 45 zwischen der Schublageranordnung 33 und der Spindel 8, durch die Kammer 25 und durch die Durchgänge 43, 43

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in der Schublageranordnung 33 fließt die Flüssigkeit in das ölreaervoir T ab.

Wie zuvor erwähnt wird die Spindel 8 hydrostatisch und drehbar in den Querlagern 3 und 4 gehalten. In ähnlicher v/eise wird die Spindel 8 auch in axialer Richtung hydrostatisch in der Schublageranordnung 33 gehalten.

Das Sohublager 20 oder, alternativ falls erwünscht das Schublager 19, ist teilweise mit einer Zahnreihe 34 versehen. Diese Zahnreihe 34 kämmt mit einem Ritzel 36, welches, wie in Figur 2 gezeigt, in eine Ritzelwelle 35 eingearbeitet ist. Diese Ritzelwelle ist drehbar in einer Halterung 40 gelagert, welche ihrerseits mit dem Sohleifseheibenkppf 2 verbunden let. Ein mit der Ritzelwelle 35 verkeiltes Sohneckenrad 37 kämmt wie in Figur 3 dargestellt, mit einer Schnecke 39» welche an einem Ende einer Schneckenwelle 38 vorgesehen ist. Am anderen Ende der Schneckenwelle 38 ist ein Handstellrad 42 aufgekeilt. Die Schneckenwelle 38 ist drehbar in Antifriktionskugellagern oder Wälzkugellagern 41 und 41a gelagert, welche an entgegengesetzten Enden der Schneckenwelle in der Halterung 40 sitzen. Im folgenden soll besohrieben werden, wie bei einer derartigen Konstruktion die axiale Verstellung der an einem Ende der Schleifspindel 8 sitzenden Schleifacheibe 6 relativ zum Werkstüok oder zur Abzieheinrichtung bewerkstelligt wird. Zu diesem Zwecke wird das Handrad 42 manuell oder meohaniech verstellt, wobei die Schneckenwelle 38 gedreht wird. Die Drehung der Sohneokenwelie 38 wird durch das Zusammenspiel der Sohneoke 39 und des Sohneokenrades 37 reduziert und sodann auf die Ritzelwelle 35 übertragen. Die auf die Ritzelwelle 35 übertragene Drehbewegung wird in eine axiale Vernohiebung der Sohublageranordnung 33 umgewandelt, was über das Zusammenspiel der Zahnreihe 34 und des Ritzels 36 geschieht. Da die Drehung des Handstellrades 42 durch das Zusammenwirken von Sohneoke 39 und Schneckenrad 37 reduziert wird, erfährt die Sohublageranordnung 33 eine extrem fein dosierbare Verschiebung.

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Zusätzlich kommt durch das Ineinandergreifen der Schnecke 39 und des Schneckenrades 37 eine Begrenzung der axialen Bewegung der Schublageranordnung 33 zustande, welche durch eine auf die Schleifscheibenspindel 8 ausgeübte axiale Kraft hervorgerufen wird. In diesem Fall ist die Spindel 8 drehbar in den Querlagern 3 und 4 gelagert und zwar aufgrund des in den Schmiertaschen 9 und 10 erzeugten statischen Druckes. Andererseits ist die Spindel 8 in axialer fiichtung in der Schublageranordnung aufgrund des in den Schmiertaschen 26 und 27 erzeugten statischen Druckes gelagert. Eine' axiale Bewegung der Schublageranordnung 33 bewirkt daher ebenfalls eine axiale Bewegung der Spindel 8 und zwar über die hydrostatische Verbindung derselben. Demzufolge kann eine extrem feine Einstellung der Spindel 8 unct gleichzeitig auch der Schleifscheibe 6 verwirklicht werden. Da ferner die in die Kammer 31 eingeführte unter Druck stehende Flüssigkeit auf das Lager 20 und auf die Schublageranordnung einwirkt und die Schublageranordnung 33 gemäß dem Pfeil A in Figur 1 nach links drückt, so wird die Spindel 8 in der für die Schleifoperation oder für die Abziehoperation erwünschten Position gehalten. Ferner wird ein toter Gang im Getriebemeohanismus, z.B. beim Ineinandergreifen der Zahnreihe 34 und des Ritzels 36 und des Schneckenrades 37 und der Schnecke 39 zur Bewegung der Schublageranordnung 33 vollständig eliminiert. Daher kann die Stellung der Spindel 8 oder der Schleifscheibe 6 mit äußerster Genauigkeit eingestellt werden.

Figur 4 zeigt eine weitere Aus führ ungs form des erfindungsgemäße ■; Spindelkopfes. Ähnlich der ersten Ausführungsform ist eine Spindel 46 drehbar in Querlagern 3 und 4 gelagert und eine allgemein mit 59 bezeichnete Schublageranordnung umfaßt Schublager 47 und 48, welche mittels einer Schließplatte 50 starr miteinander verbunden sind. Das Schublager 47 sitzt verschiebbar und abdichtend auf dem Querlager 3 und das Schublager 48 sitzt verschiebbar und dichtend auf dem Querlager 4 auf. Der Mittelteil der Spindel 46 weist einen Stufenbereich 52 auf und zwischen dem Stufenbereich 52 und dem Schublager 48 befindet sich eine

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Ringkammer 57. Das Schublager 48 weist einen Stift oder Keil 49 auf, welcher in einen in axialer Richtung erstreckenden Schlitz 21 in der Außenperipherie des Querlagers 4 eingreift, um eine Drehung der Querlageranordnung 59 zu verhindern. Innerhalb der Sohublageranordnung 59 befindet sich eine weitere Ringkammer 53. Ein Plansch 51 ist an der Spindel 8 in Nachbarschaft zum abgestuften Bereich 52 vorgesehen und sitzt in der Ringkammer 53, wobei zwischen der einen Seitenwand der Ringkammer 53 und dem Flansch 51 ein geeignetes Spiel vorgesehen ist.

An der anderen Seite der Kammer 55, gegenüber dem Flansch 51, ist in dem Lager 47 eine Schmiertaschenausnehmung 54 vorgesehen, wie z.B. eine Ringnut oder eine Schar gekrümmter Nuten oder dgl. Zwischen der Schmiertasche 54 und einem radialen Durchgang 56a in dem Schublager 47 ist mindestens eine geeignete öffnung 55 vorgesehen. Ein anderer Durchgang 56 ist in dem Schublager 48 vorgesehen und steht mit dem Durchgang 56a in Verbindung. Dieser Durchgang 56 steht andererseits über die Ringkammer 57» den Durchgang 32, die Ringnut 14a und den Durchgang 14 mit der Druckquelle in Verbindung, und zwar in gleicher Weise wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt.

Wenn nun Flüssigkeit unter Druck in die Schmiertasche 54 von einer Druokquelle eingeführt wird, so wird dort ein statischer Druck aufgebaut. Die Flüssigkeit fließt durch das Spiel zwischen ö«» der Seitenfläche des Flansches51 und der Kammer 53 , durch das relativ weite Spiel zwischen der Spindel 46 und der Schublage'ranordnung 59 und duroh die in der Schublageranordnung ausgebildeten Durchgänge 58 und 58a in das Ölreservoir T ab. Andererseits wird Flüssigkeit unter Druck in die Kammer 57 eingeführt und drückt das Schublager 59 in der Richtung des Pfeiles B. gemäß Figur 4, sodaß der Flansch 51 in Richtung auf einen Anschlag mit der Seitenfläche der Kammer 53 gedrückt wird. Der Flansch 51 kann jedoch nicht mit der Seitenfläche der Kammer

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in Anschlag kommen, weil in der Schmiertasche 54 ein statischer Druck herrscht. Daher wird der Flansch 51 und insbesondere auch die Spindel 46 in einer solchen axialen lage gehalten, in der der Druck in der Kammer 57 und der statische Druck in der Schmiertasche 54 im Gleichgewicht miteinander stehen.

Ferner ist das Schublager 48*mit einer Zahnreihe 60 versehen, welche derjenigen der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 ähnlich ist. Diese Zahnreihe wird durch Betätigung des Handstellrades 42 über den Getriebemechanismus in axialer Richtung bewegt. Daher bewirkt die Verschiebung der Schublageranordnung 59 eine axiale Bewegung der Spindel 46, sodaß eine Feineinstellung der Spindel 46 verwirklicht werden kann,

Y/ie bereits beschrieben, wird die Schublageranordnung 59 axial in Richtung des Pfeiles B gemäß Figur 4 gedruckt. Ein toter Gang in dem Getriebemechanismus zur Einstellung der Position der Spindel 46 wird vollständig eliminiert und somit kann die Lage der Spindel 46 oder der Schleifscheibe 6 mit extrem großer Genauigkeit eingestellt werden.

Somit betrifft die Erfindung eine verbesserte Spindelkopfeinrichtung, wobei die Spindel drehbar in Querlagern gelagert ist. Ferner wird die Spindel axial von einer Sohublageranordnung unterstützt, welche mittels eines Getriebemechanismus mit einer einen toten Gang verhindernden Einrichtung in axialer Richtung bewegt werden kann. Auf diese Weise kann die lage der Spindel leicht und einfach sowie mit äußerster Genauigkeit eingestellt werden. Die Schleifscheibenspindel kann somit axial bewegt werden und die lage derSohleifscheibe kann somit relativ einfach und mit extrem großer Genauigkeit relativ zum Werkstück oder zur Abzieheinrichtung eingestellt '//erden und zwar auch dann, wenn die HohleifacheibenpoaitLon bei Durchführung einos Schleifseheibenauabauanluj von der Position der vorhergehenden Schleifscheibe veri'Cihieden int, KiJ int dahin¹ niohb nobweniig, einen SchleifrujhwUHUikMpL' zu he.,cr-oi!_r w^Lohfü- einer Keita took und einen Spin- <lüU;i.ooir üii-L'v/e La fc,- odor dia Ab·/,i-3h«ini'lu}. -tu«; , uti 'lio i'uuLbion

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BAD ÖRK31NAL

der Schleifscheibe in Bezug auf das Werkstück oder die Abzieheinrichtung einzustellen. Somit ist die erfindungsgemäße Spindelkopfeinriohtung äußerst effektiv.

Es kann vorkommen, daß die Schleifscheibenspindel einer thermischen Beeinflussung unterliegt bzw. unter einem thermischen Einfluß vorgespannt tfird. In solchen Fällen wird die Schleifscheibe aus ihrer ursprünglichen Position herausbewegt. Diese Variation der Schleifscheibenposition beeinträchtigt die Genauigkeit des Schleifverfahrene. Die erfindungegemäße Spindelkopfeinrichtung eignet sich ebenfalls zur kontinuierlichen Lagekorrektur der Sehleifscheibenspindel je nach den Veränderungen derselben durch thermische Einflüsse.

Die vorliegende Erfindung ist nicht allein auf die Konstruktion von Spindelkopfeinriohtungen für Schleifmaschinen begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann vielmehr auch in Zusammenhang mit herkömmlichen Spindelkopfeinrichtungen von Werkzeugmaschinen und anderen Einrichtungen Verwendung finden. Anstelle einer Flüssigkeit wie z.B. eines Drucköls kann auch Druckluft zur Lagerung der Spindel in den Querlagern und in den Längslagern oder Schublagern verwendet werden.

- Ansprüche -

ι η<)a ί ν /(J050

Claims (8)

1. Ansprüche

   / 1.)!Spindelkopf mit einer in einem Paar Querlager drehbar ge- ^-—' lagerten Spindel, gekennzeichnet durch eine Längslageranordnung (33f 59) zwischen den Querlagern (3, 4) zur axialen Unterstützung der Spindel (8; 46) und durch einen der Längslageranordnung (33; 59) zugeordneten Stellmechanismus (34 bis 42) zur Axialeinstellung der Spindel (8; 46).
2. 2.) Spindelkopf nac; Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in ej/ne erste Ringkammer (25; 53) in der Längslageranordnung (33 ;59) eingreifenden mittig auf der Spindel (8j 46) vorgesehenen Plansch (24; 51).
3. 3.) Spindelkopf nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eine Schmiertasche (26, 27; 54) an mindestens einer Seitenfläche der ersten Ringkarnmer (25» 35) und eine Kanalverbindung (14a, 16, 28 bis 32; 55 bis 57) zwischen der Schmiertasche (26, 27; 54) und einer Druckmittelquelle zum Aufbau eines die Spindel (8; 46) axial unterstützenden statischen Druckes.
4. 4.) Spindelkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennz e i c h η et , daß die Längslageranordnung (33; 59) an ein?*r Seite unter Belassen einer zweiten mit mindestens einer der Schmiertaschen (26, 27; 54) und der Druckmittelquelle in Verbindung stehenden Ringkammer (31; 57) verschiebbar und abdichtend auf eines (4) der Querlager (3_f 4) übergreift, sodaß das Druckmittel die Längslageranordnung (33; 59) in axialer Richtung unter Spannung hält.

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5. 5#) Spindelkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus (34 bis 42) eine über ein Getriebe (35 bis 39) mit einem Stellrad (42) verbundene Zahnreihe (34) an der Längslageranordnung (33; 59) umfaßt.
6. 6.) Spindelkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Spindel (8j 46) eine Schleifseheibenspindel ist.
7. 7.) Spindelkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querlager (3, 4) hydrostatische Lager sind.
8. 8.) Spindelkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquelle eine hydrostatische Druckmittelquelle, vorzugsweise eine Druckölquelle ist.

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