DE2139829A1

DE2139829A1 - Anordnung zum trockenschmieren von rotierenden spanenden werkzeugen

Info

Publication number: DE2139829A1
Application number: DE2139829A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Borse; Gerd Cordsen; Albert Lockemann
Original assignee: Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
Current assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 1971-08-09
Filing date: 1971-08-09
Publication date: 1973-02-22
Also published as: AT316265B; CH541388A; GB1355735A; FR2149984A5; IT961881B; NL7210644A; US3828646A

Description

HAMBURG 1, den 21....... Juli JL

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Meine Akte: 5502/71 2139829

ffirma Ernst Winter & Sonnt 2 Hamburg

Anordnung zum Troekensohmieren von rotierenden spanenden Werkzeugen.

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung zum Trockenachmieren von rotierenden spanenden Werkzeugen, insbesondere Schleifscheiben, mit einem Trockenschmiärkörper, der an dem rotierenden Werkzeug anliegt.

Bei bekannten Anordnungen zum Trockenschmieren werden Trockenschmierkörper benutzt, die aus einer festen oder wenig plastischen Substanz bestehen, welche an der Arbeitsfläche des zu spanenden Werkzeuges abgerieben wird und auf ihr vorübergehend haften bleibt. Durch diese haftende Substanz werden die Reibungskräfte und die Reibungswärme zwischen dem spanenden Werkzeug und einem von ihm zu bearbeitenden Werkstück vermindert. Dadurch wird das spanende Werkzeug entlastet und es läßt sich eine höhere Zerspanungsleistung erzielen. Dies gilt nicht nur für Schleifscheiben, sondern auch für andere spanende Werkzeuge, wie Kreissägen und Präswerkzeuge, deren Schneiden aus Schleifkörnern, Stahl oder Hartmetall bestehen

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und deren .Arbeitsflächen rotieren.

Die Zusammensetzung der Troekenachmiersubstanz richtet sich, nach dem jeweiligen Anwendungsfall, d.h. nach der Art des Materials vom spanenden Werkzeug einerseits und der Art des zu bearbeitenden Werkstückes andererseits. ^%

Bekannte Trockenschmierkörper, die gegen die Arbeitsfläche eines rotierenden spanenden Werkzeuges geführt werden, sind stabförmig ausgebildet. Sie haben nur in vereinzelten Fällen in der Praxis Eingang finden können, da ihre Handhabung umständlich ist und für eine genaue Dosierung der Abgabe an Schmiermittelsubstanz auf das Werkzeug keine Geräte zur Verfügung stehen, die ihre Anwendung in größerem Maßstab wirtschaftlich ermöglichen· Hinzu kommt, daß stabförmige Trockenschmierkorper sich als sperrig an einer Werkzeugmaschine zeigen, wenn sie Abmessungen von der Größenordnung haben, die an sich notwendig ist, um eine ausreichende Reserve an Schmiersubstanz aufzuweisen, bzwo wenn sie so groß ausgebildet sind, daß sie nicht nach einem nur kurzzeitigen Einsatz bereits verbraucht sind und gegen andere Schmierkörper ausgetauscht werden müssen. Werden andererseits aber die stabförmigen Schmierkörper breiter ausgebildet als die oft nur schmale Arbeitszone des spanenden Werkzeuges breit ist, so ist für eine gleichmäßige Abnutzung des Schmierkörpers eine hin- und hergehende Querbewegung notwendig, für die es des Einsatzes besonderer Steuermittel bedarf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die bei geringem baulichen Aufwand die Möglichkeit gibt, die Ab- _~

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gäbe der häufig sehr wertvollen Schmiermittelsubstanz auf das spanende Werkzeug genau dosieren zu können und dabei Schmierkörper von relativ großem Volumen verwenden zu können, ohne daß diese hin- und hergehend querbewegt zu werden brauchen.

Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß der Schmierkörper mit einem Antrieb versehen ist, der ihn in einem Umlauf von geringerer Geschwindigkeit als das Werkzeug hält, während er in Richtung auf die Arbeitsfläche des Werkzeuges vorgeschoben wird. Durch diese Anordnung läßt sieh insbesondere bei Verwendung ^ eines Getriebemotors für den Antrieb des Schleifkörpers die Zuführungsgeschwindigkeit der Schmiermittelsubstanz genau dosieren und zwar entweder stufenlos oder auch stufenweise. Erfolgt der Antrieb des Schmiermittelkörpers in zeitlichen Intervallen, so kann er zu den Zeiten automatisch unterbrochen werden, innerhalb derer das spanende Werkzeug mit dem zu bearbeitenden Werkstück nicht im Eingriff steht„ Dadurch kann eine unnötige Staubbildung vermieden werden und die Wirtschaftlichkeit in der Benutzung von Trockenschleifkörpern verbessert werden, insbesondere, wenn der Schmierkörper wertvolle Substanzen enthält, wie f beispielsweise hexagonales Bornitrid oder Molybdänsulfid. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß Schmierkörper von relativ großem Volumen verwendet werden können, da die Möglichkeit besteht, den Schmierkörper als kreisförmige Scheibe oder auch als Ring mit einem relativ großen Durchmesser auszubilden. Es wird dadurch für eine relativ große Reserve an Schmiermittel gesorgt, so daß nach dem Aufsetzen eines Schmierkörpers die nachfolgenden Arbeitsvorgänge über eine längere Zeit hinaus nicht

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unterbrochen zu werden brauchen. Auch mit solchen relativ grossen Schmierkörpern ist infolge der Rotation des Schmierkörpers die Möglichkeit gegeben, auch spangebende Werkzeuge, die nur eine schmale Arbeitszone aufweisen, so mit dem Schmierkörper in Berührung zu bringen, daß ein gleichmäßiger Auftrag des Schmiermittels auf die schmale Arbeitszone erfolgt, ohne daß es einer hin- und hergehenden Querbewegung des Schmierkörpers bedarf«

Pur den Drehantrieb kann, wie vorstehend bereits angedeutet, ein kleiner Getriebemotor vorgesehen werden. Im allgemeinen eignet sich ein Elektromotor mit niedriger Leistung und nur kleinen Abmessungen. Stattdessen können aber auch pneumatische oder hydraulische Drehantriebe vorgesehen sein. Dartiber hinaus ist eine mechanische Übertragung vom Antrieb der Werkzeugmaschine für das spanende Werkzeug grundsätzlich ebenfalls möglich.

Überhaupt können verschiedene Kombinationen für die Drehbewegung des Schmierkörpers mit der Vorschubbewegung getroffen werden unter Anwendung bekannter Bewegungsmechanismen, wie sich auch aus den nachstehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ergibt, in der weitere Merkmale der Erfindung näher erläutert sind, unter Bezugnahme auf eine Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine topfförmige Schleifscheibe mit einem ringförmigen Schmierkörper im Schnitt,

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Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1 Fig. 3 eine topfförmige Schleifscheibe mit einem scheibenförmigen Schmierkörper, dessen Achse parallel zu der der Schleifscheibe ausgerichtet ist, Fig. 4 eine Schleifscheibe in der Vorderansicht mit einem

außen anliegenden scheibenförmigen Schmierkörper, dessen Achse senkrecht zu der der Schleifscheibe ausgerichtet ist,
Fig. 5 eine Profilschleifscheibe mit einem profilierten Schmierkörper und achsenparalleler Anordnung,

Fig. 6 einen ringförmigen Schleifkörper mit seiner Vorschubeinrichtung, zu der eine Druckfeder gehört und Fig. 7 einen scheibenförmigen Schmierkörper mit einer Vorschubeinrichtung, zu der eine Gewindespindel gehört«.

Die Fig. 1 zeigt eine topfförmige Schleifscheibe I₅ deren angetriebene Welle 2 in der Richtung des ^iIss 3 umläuft· An der schmalen, ringförmigen Arbeitszone 4 liegt ein ^u schleifendes Werkstück 5 an. Am oberen Rand der Schleifscheibe 1 liegt an ihrer Arbeitszone 4 ein ringförmiger Schmierkörper 6 an. Dieser Schmierkörper 6 sitzt auf einer ebenfalls angetriebenen Welle 7, die gleichzeitig, d.h. während ihres Umlaufes, in der Richtung des PJeiles 8 verschoben wird, um einen Anpreßdruck zwischen dem Schmierkörper 6 und der Topfschleifscheibe 1 aufrecht zu erhalten.

Über der Welle 7 liegt an der Rückseite des Schmierkörpers 6 ein Tastarm 10 an. Seine Berührungsstelle an dem Schraierkörper 6 liegt links bzw· hinter der Ebene, die durch die Arbeitszone 4

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der Topfschleifscheibe 1 bestimmt ist. Dadurch erfolgt ein Abtrag an Schmiermittel in spiralförmigen Gängen am Schmierkörper 6.

Aus Fig. 2 zu der gleichen Anordnung ist erkennbar, daß die Antriebswelle 7 für den Schmierkörper 6 um den geringen Winkel^ zu der Achse der Antriebswelle 2 von der Schleifscheibe 1 gedreht ist. Diese Anordnung hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Schleifen im sogenannten Pendelschliff erfolgt, bei dem das Werkstück 5 zu der Schleifscheibe 1 hin- und herbewegt wird. Bei diesem Verfahren erfolgt nämlich eine relativ starke Belastung der ringförmigen Arbeitsfläche 4, die deshalb überwiegend geschmiert werden muß. Das ist dann möglich, wenn der Schleifkörper 1 mit der Achse seiner Welle 2 schräg zu der Achse der Welle 7 ausgerichtet ist.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Schleifscheibe 1 eine Drehzahl von etwa 4.000 U/min. Die Drehzahl des mit einem Motor versehenen Schmierkörpers 6 beträgt hingegen nur etwa 12 U/Std. Demzufolge liegt eine erhebliche Relativgeschwindigkeit vor zwischen der Schleifscheibe 1 einerseits und dem Schmierkörper 6 andererseits, die bei Vorliegen eines geeigneten Anpreßdruckes zu einer gleichmäßigen und dosierbaren Übertragung an Schmiermittel auf die Schleifscheibe 1 beiträgt. Zu berücksichtigen sind in diesem Zusammenhang auch die unterschiedlichen Größenverhältnisse bzw. Abmessungen des Schmierkörpers, der einen Außendurchmesser von etwa 60 mm und einen Innendurchmesser von 40 mm aufweisen kann, während die

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Schleifscheibe einen erheblich größeren Durchmesser besitzen kann· Die Abnutzung des Schmierkörpers 6 dauert bei diesen Grö ßenverhältnissen über drei Stundest wenn er aus einem geeigneten Schmierstoff hergestellt wird. Es kann demzufolge mit einem derartigen rotierenden Schmierstofflcorper lange ohne Unterbrechung gearbeitet werden.

Die Anordnung von Fig. 3 wird vorzugsweise beim sogenannten Tiefschleifen gewählt. Bei dieser Art des Schleifens ist es vorteilhaft, wenn der Schmierkörper 6 mit seiner Welle 7 nicht ganz paralleizu der Welle 2 der topfförmigen Schleifscheibe 1 ausgerichtet ist, d.h. mit dem hinteren Ende der Schmierkörperachse aus der Zeichnungsebene um einen kleinen Winkel heraus geneigt ist, denn dadurch wird der Hauptanteil an Schmiersubstanz an der Außenseite der Schleifscheibe 1 bzw. an ihrer außen liegenden ringförmigen Kante aufgebracht, die beim Tiefschleifen einer besonderen Beanspruchung ausgesetzt ist, v/eil bei dieser Art des Schleifens mit relativ tiefer Zustellung unter radialer Zustellung des Werkstückes 5 entsprechend dem Pfeil Ii gearbeitet wird.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 ist zum Schmieren einer Umfangsschleifscheibe 1, die in Richtung des Pfeiles 3 umläuft, an der Außenseite ein scheibenförmiger Schmierkörper 6 angeordnet, der auf einer Welle 7 sitzt, die entsprechend dem Pfeil 12 umläuft. Für den Antrieb des Schmierkörpers 6 ist ein Motor M und eine Vorschubeinrichtung 13 vorgesehen. Die Vorschubeinrichtung 13 kann mit einer nachstehend noch näher beschriebenen Gewindeführung versehen sein, durch die ein- Vorschub in der Ac'srichtung des Schmierkörpers hervorgerufen wird.

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- 8 Anders liegen insoweit die Verhältnisse bei der Anordnung nach Fig. 5, als dort der Vorschub des Schmierkörpers 6 entsprechend dem Pfeil 8 mittels einer außerhalb des Antriebes liegenden Vorschubeinrichtung 13 in senkrechter Richtung zu der Welle 2 der scheibenförmigen Schleifscheibe 1 erfolgt, wobei die Antriebswelle 7 des Schmierkörpers 6 parallel ausgerichtet ist zu der Antriebswelle der Schleifscheibe 1, Diese Ausbildung einer rotierenden Trockenschmierscheibe eignet sich besonders zum Schmieren von geraden Schleifscheiben, die an ihrem Umfang eine profilierte Arbeitszone haben, wie es Fig. 5 erkennen läßt.

Hinsichtlich der Art der Mittel für die Zuführung der Trockenschmiersubstanz in Richtung auf die Arbeitsfläche des spanenden Werkzeuges und einer Kombination der Mittel für die Drehbewegung des Schmierkörpers und seinen Vorschub, können verschiedene Lösungen Anwendung finden, von denen zwei besonders zweckmäßige Ausführungsbeispiele nachstehend unter Bezugnahme auf die beiden Figuren 6 und 7 erläutert sind.

Bei der Einrichtung nach Fig. 6 ist der ringförmige Schmierkörper io auf einem Träger 14 am kopfseitigen Ende einer Welle 7 drehfest gelagert. Die Welle 7 erstreckt sich in ein Rohr 15, in dem sie teleskopartig gegen den Druck einer Feder 16 hin- und herverschiebbar ist. Das Rohr 15 ist an seinem rückwärtigen Endabschnitt mit zwei Nuten 17 und 18 versehen, durch die sich ein Stift 19 erstreckt, der durch den rückwärtigen Endabschnitt der Welle 7 gestreckt ist. Auf dem Stift 19 stützt sich die Schraubenfeder 16 mit ihrem einen Ende ab. Mit ihrem anderen Ende stützt'sie sich auf einem Bund 20 am vorderseitigen Ende

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de a Bohrea 15 ab.

Zur Ausbildung einer Rutschkupplung zwischen der Welle 21 eines Motors M und dem Schleifkörper 6 ist mit dem rückwärtigen Ansatz 22 des Rohres 15 eine Hülse 23 verbunden, die radial ausgerichtete Bohrungen 24 trägt· In der Hülse 23 steckt ein mit der Welle 21 fest verbundener Mitnehmer 25, der in einer Bohrung 26 eine unter dem Druck einer Feder 27 stehende Kugel 28 trägt. Die Kugel ruht normalerweise, d.h. bei einem geringen zu übertragenden Drehmoment, in einer Bohrung 24, so daß eine Mitnahme zwischen den Teilen 21 und dem Rohr 15 erfolgt. Wird hingegen ein durch die Feder 27 in seiner Größe vorgegebenes Drehmoment in der Übertragung überschritten, so läuft die Kugel 28 aus der Bohrung 24 herans und die Antriebswelle 7 ist entkuppelt.

Aus dem oberen Teil der Fig. 6 ist ersichtlich, dal-- entsprechend der Anordnung gemäß Fign. 1 und 2 - an der Rückseite das Schmierkörpers 6 ein Tastarm 10 anliegt, der mittels einer Schraube 30 in seiner axialen Richtung zu verstellen ist, um eine Einstellung treffen zu können, in der sich der Schleifkörper hinter der zu schmierenden Ebene der Arbeitszone der Schleifscheibe 1 am Tastarm abstützen kann, so daß der Abtrag des Schleifkörpers 6 in spiralförmigen Ebenen erfolgt. Während dieses Abtrages, der sich aus der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Schmierkörper 6 und der Schleifseheibe 1 ergibt, erfolgt unter dem Druck der Feder 16 fortlaufend ein Vorschub des Schmierkörpers 6 in der Richtung des Pfeiles 31 gegen die zu schmierende Arbeitsfläche der Schleifscheibe 1. _ in _

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Die Einrichtung entsprechend der Figo 7 verwendet einen scheibenförmigen Schmierkörper 6, der in Richtung des Pfeiles 31 zuzustellen iat. Ein Tastarm fehlt bei dieser Ausführungsform. Dafür trägt die Welle 7 eine Spindel 32, mit deren Gewinde ein Gewindekörper 33 im Eingriff steht, der mit einer Zugstange 34 verbunden ist, die außenliegend einen Handgriff 35 trägt. Der Gewindeblock 33 ist durch Ziehen am Handgriff 35 gegen den Druek einer Feder 36 nur in der Sichtung quer zu der Achse der Welle 7 verstellbar, um nach einem teilweisen Herausziehen die Welle 7 mit der Hand entsprechend den Sichtungen des Doppelpfeiles 33 in die gewünschte Position zu versetzen. Wird anschließend der Gewindeblock 33 wieder mit der Spindel 32 in Eingriff gebracht und der Motor H in !Tätigkeit gesetzt, so erfolgt eine fortlaufende langsame Vorverlagerung der Welle 7 und damit auch des Schmierkörpers 6 in Sichtung des Pfeiles 31 infolge des Gewinde eingriff es zwischen den Teilen 32 und 33·

Ib übrigen besitzt auch die Ausführung nach Fig· 7 eine Rutschkupplung der vorbeschriebenen Art zum Schütze des Elektromotors M.

- Ansprüche —

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Claims

2133829

Ansprüche

f Ιο/Anordnung zum Trockenschmieren von rotierenden spanenden Werkzeugen, insbesondere Schleifscheiben, mit einem Trockenschmierkörper, der an dem Werkzeug anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) mit einem Antrieb (M) versehen ist, der ihn in einem Umlauf von geringerer Geschwindigkeit als das Werkzeug (1) hält, während der Schmierkörper (6) in Richtung auf die Arbeitsfläche (4) des Werkzeugs (1) vorgeschoben wird·

2· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (7) des Schmierkörpers (6) parallel zu der Drehachse (2) des Werkzeuges (1) ausgerichtet ist.

3· Anordnung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (7) des Schmierkörpers (6) unter einemkleinen Winkel C^C) geneigt zu der Drehachse (2) des Werkzeuges ausgerichtet ist_o

4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (7) des Schmier- M körpers (6) senkrecht zu der Drehachse (2) des Werkzeuges (1) ausgerichtet ist«

5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Schmierkörpers (7) in'einem Winkel zu der Senkrechten/Drehachse (6)

zur oder etwas parallel verschoben zu der Senkrechten/Drehachse (6) ausgerichtet ist_o

_ 2 —

3 0 9 B 0 3 / 0 3 8 7

6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An-. sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) ring- oder scheibenförmig ausgebildet isto

7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) in zeitlichen Intervallen anzutreiben und dem Werkzeug (1) zuzuführen ist.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getriebemotor (M) als Antrieb für den Schmierkörper (6) vorgesehen ist.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schmierkörper (6) mit einer Seite an einem Tastarm (10) abstützt.

10. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schmierkörper (6) hinter der zu schmierenden Ebene der Arbeitszone (4) des Werkzeuges (1) am Tastarm (10) abstützt»

11. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) unter der Spannung einer Feder (27) am Werkzeug (1) anliegto

12. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Schmierkörpers (6) mit einer Kupplung (23,24,25,27,28) versehen ist.

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13. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) des Schmierkörpers (6) mit einer Gewindeführung (32,33) versehen ist.

14. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) Graphit enthält·

15. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) Molyb&nsulfid enthält.

16. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkörper (6) hexagonaleaBornitrid enthält.

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