DE2159721A1

DE2159721A1 - Schleifmaschine

Info

Publication number: DE2159721A1
Application number: DE19712159721
Authority: DE
Inventors: Ralph E Waynesboro Pa Price (V St A) P
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1971-12-02
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE2159721C3; JPS5119635B1; GB1366498A; DE2159721B2; US3690072A

Description

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Tag 16. November 1971 W/He

LITTON INDUSTRIES, INC., J>60 North Crescent Drive, Beverly Hills,

California 90213, USA

Scnleifmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Schleifmaschinen zum Bearbeiten von axial versetzten Teilen eines drehbar um eine Achse befestigten Werkstückes, mit einer drehbaren Spindel zur Aufnahme wenigstens eines Schleifrades, wobei eines von zwei Schleifradspindellagern an jedem der gegenüberliegenden Spindelenden vorgesehen ist und jedes dieser Lager in radialer Richtung verschiebbar ist, mit einer AbfUhlvorrichtung, die während des Betriebes wenigstens zwei elektrische Signale erzeugt, welche die augenblickliche Dimension der axial versetzten Teile des Werkstückes darstellen und mit Anordnungen zum radialen Verschieben eines der beiden Schleifradspindellagerträger in Abhängigkeit von einem dritten Signal, das aus den beiden Signalen erzeugt wird, wenn die Differenz zwischen den beiden

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Signalen einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Mit der Erfindung soll eine Einrichtung vorgeschlagen werden, die verhindert, daß eine Konizität an einem Werkstück auftritt, wenn dieses auf einer Mehrfachschleifradmaschine oder auf einer Breitscheibenschleifmaschine bearbeitet wird. Bei Mehrfach- oder Breitscheibenzylinderschleifmaschinen ist es entscheidend, eine parallele Zuordnung zwischen der Achse des Werkstückes und der k Achse des Schleifrades oder der Schleifräder aufrechtzuerhalten. Sonst würde das Werkstück mit Konizität geschliffen werden, d.h. ein Ende des Werkstückes würde im Vergleich zum anderen zu stark geschliffen. Is ist erwünscht, Einstellungen in bezug auf die Relativstellungen des Schleifrades oder der Schleifräder und der Teile des während des Schleifvorganges zu bearbeitenden Werkstückes vorzunehmen, um fertige Werkstücke zu erhalten, die über ihre gesamte Länge mit der gleichen Toleranz geschliffen sind. Vorliegende Erfindung wird insbesondere dort angewendet, wo die Werkstücke Kurbellager für Kraftfahrzeuge sind, bei denen die Hauptlagerbolzen auf einer automatischen Maschine mit Mehrfaehrädem bearbeitet werden, welche entsprechend dem Abstand zwischen den Lagern versetzt sind.

Bisher wurden Lehren zum fortlaufenden Messen der Durchmesser von im Abstand versetzten Teilen eines Werkstückes verwendet. Bei den üblichsten Anordnungen wurden Vorkehrungen getroffen, um den SchleifVorgang anzuhalten, wenn einer der Durchmesser auf einen unteren Grenzwert geschliffen wurde, bevor der andere Durchmesser auf einen oberen Grenzwert geschliffen worden war. Die unerwünschte Konizität, die dabei auftrat, wurde dann dadurch korrigiert, daß ein Schwenktisch in geringem Maße verstellt wurde, um die gemessene Konizität zu kompensieren. Ein Beispiel für diese Methode ist der US-Patentschrift 3.097.^54 zu entnehmen. Diese Methode wird bei Handmaschinen angewendet,

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ist jedoch für automatisch betriebene Maschinen nicht annehmbar.

Im US-Patent 5.271.910 wird eine parallele oder eine vorbestimmte Winkelstellung zwischen der Achse der Schleifradspindel und der Achse des Werkstückes automatisch gesteuert. Bei der einzigen in diesem Patent angegebenen Ausführungsform wird der Spindelkasten oder der Reitstock, jedoch nicht beide zusammen, verschoben, damit eine Konizität - falls sie auftritt - kompensiert wird. Diese Methode hat den Nachteil, daß die Bewegung des Spindelkastens oder des Reitstockes die damit benachbarte Werkstückauflage störend beeinflussen kann. Ferner ist zu beachten, daß beim Auftreten von Überkorrekturen der Kontakt zwischen dem Schleifrad und dem Werkstück verlorengehen würde, da der Spindelkasten oder der Reitstock dann abgezogen worden ist. Dies hat den Nachteil, daß die räumliche Beziehung zwischen dem Werkstück und dem Schleifrad gestört würde, woraus sich weitere Meßprobleme ergeben würden.

Schleifmaschinen, für die vorliegende Erfindung angewendet wird, werden als Mehrfach- oder Breitscheibenschleifmaschinen bezeichnet, die zum Schleifen von in axialer Richtung versetzten Teilen eines Werkstückes verwendet werden. Eine solche Maschine weist einen Werkstückträger zur Aufnahme des Werkstückes und einen Schleifradträger einschließlich einer Schleifradspindel zur Aufnahme eines oder mehrerer drehbar befestigter Schleifräder auf. Es sind Vorkehrungen getroffen, um eine Relativquervorschubbewegung zwischen der Schleifradspindel und dem Werkstückträger zu erzielen, damit ein SchleifVorgang durchgeführt werden kann. Von versetzten Teilen auf dem Werkstück, die häufig kurz als "Durchmesser" bezeichnet werden, werden während des Schleifvorganges zwi elektrische Größensignale erzeugt. Die beiden Signale werden verglichen, und es wird ein drittes Signal erzeugt, wenn die Differenz zwischen den Signalen einen vorbestimmten

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Wert übersteigt. Das dritte Signal betätigt die Konizitätskompensationsvorrichtung, d.h. den Mechanismus, der die Schleifradachse wieder in parallele Lage zu der Rotationsachse des Werkstückes bringt.

Bei bekannten Anordnungen mit Einrichtungen, die eine parallele Beziehung zwischen der Achse der Schleifradspindel und der Achse des Werkstückes automatisch aufrechterhalten, tritt der Nachteil auf, daß die Einrichtungen die ursprüngliche Einstellung des Spindelkastens, des Reitstockes, der Werkstückauflage und der Meßköpfe beeinflußt. Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung zu schaffen, bei der die genannten Bauteile der Maschine während des vollständigen Schleif Vorganges unjÄter Vermeidung jeder Überkompensation ungestört bleiben. Die Erfindung sieht auch eine Anordnung vor, mit deren Hilfe eine kontinuierliche Arbeitsweise der Maschine gewährleistet ist, ohne daß der Kontakt zwischen dem Schleifrad und der Oberfläche des Werkstückes verlorengeht. Weiterhin soll im Falle vorliegender Erfindung im Vergleich zu bekannten Konizitätskompensationseinrichtungen die erfindungsgemäße Anordnung so arbeiten, daß die Lage der Schleifradspindel in die ursprüngliche Lage, nämlich parallel zur Achse der Werkstückdrehung, automatisch zurückgeführt wird, wenn ein SchleifVorgang abgeschlossen ist.

Gemäß der Erfindung ist eine eingangsbeschriebene Schleifmaschine gekennzeichnet durch Schleifradspindellagerträger, deren die Schleifradspindellager aufnehmende Teile in radialer Richtung aufgrund einer Deformation infolge einer Verbiegung länge einer axial verlaufenden Fläche verschiebbar sind, sowie durch eine in Abhängigkeit von dem dritten Signal betätigte Einrichtung zum Verschieben eines der Schleifradspindellagerträger mit dem aufgenommenen Schleifradspindellager auf das Werkstück zu in eine Lage, in der die Achse der Schleifradspindel parallel zur Drehachse des Werkstückes liegt.

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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei getrennte Einrichtungen vorgesehen, deren eine eines der Schielfradspindellager verschiebt und jede Einrichtung weist dabei einen freitragenden Arm auf, auf dem das zugeordnete Schleifradspindellager aufliegt, wobei der Arm vorübergehend aus einer Ruhelage durch in Abhängigkeit von den dritten Signalen betätigte Antriebsglieder abgebogen wird und aufgrund seiner Elastizität beim Abschalten des dritten Signales in seine Ruhelage zurückkehrt. Vorzugsweise besitzt jeder freitragende Arm eine innere, zylindrische Fläche, die ein zylindrisches Gehäuse des zugeordneten Schielfradspindellagers aufnimmt· Ferner setzt sich jeder freitragende Arm in eine Traganordnung auf ein Werkstück zu fort, die mit einer Festklemmvorrichtung versehen ist, welche eine innere zylindrische Oberfläche aufweist, die ein Komplement zu der inneren zylindrischen Fläche des freitragenden Armes darstellt, wobei die kombinierte Traganordnung mit der Festklemmvorriehtung und dem freitragenden Arm beim Zusammenbau das zylindrische Lagergehäu/ise weitgehend umschließt, so da£ eine Einheit gebildet wird, die zur Erzielung der Verschiebung vorübergehend in bezug auf die normale Gestalt deformiert wird·

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Antriebselemente einer jeden Einrichtung eine hydraulisch betätigte Zylinder-Kolbenanordnung aufweist»), die als Zahnstange ausgebildet ist und in Abhängigkeit von dem dritten Signal linear verschiebbar ist. Dabei ist ein Stößel vorgesehen, dessen eines Ende in der Nähe des freitragenden Armes angeordnet.ist. Der Stößel ist am anderen Ende mit Schraubgewinde versehen und wirkt mit einer Ritzelmutter mit Innensehraubgewinde zusammen, die das mit Schraubgewinde versehene Ende des Stößels aufnimmt und bei der äußere Zähne mit dem Zahnstangenteil kämmen sowie weitere äußer« Schraubgewinde in Schraubeingriff mit einer Buchse stehen. Die Anordnung 1st dabei so gewählt, daß bei einer Drehung der

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Mutter in einer der beiden Richtungen über den Zahnstangenteil die Mutter und der Kolben sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Richtung auf den freitragenden Arm verschieben, wMhrend der Kolben mit geringer Geschwindigkeit über die in der Mutter aufgenommenen Schraubgewinde zurückgezogen wird, deren Steigung kleiner ist als die der äußeren Schraubgewinde, welche mit den Innengewinden in der Buchse kämmen. Aufgrund dieser Differentialgewinde führt der Kolben einen ausnutzbaren Vorschub gegen den freitragenden Arm aus und gibt ihm einen Druck auf, der bei einer Betätigung der Zylinder-Kolbenanordnung die Deformation ergibt.

Nach einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung werden die Versohiebeeinrichtungen mit Hilfe einer Vergleichsschaltung erregt, der die beiden elektrischen Signale aufgegeben werden, die von zwei AbftUüvorrichtungen erzeugt werden, welche vorübergehend In Kontakt mit Teilen eines zu schleifenden Werkstückes gebracht werden, wobei die Vergleichsschaltung das dritte Signal in Form einer Spannung erzeugt, die die Verschiebeeinrichtung betätigt. Vorzugswelse sind zwei Relais in der Vergleichsschaltung vorgesehen, von denen eines in Abhängigkeit davon erregt wird, ob die eine oder die andere Abfühlvorrichtung ein Signal erzeugt» dessen Wert den Wert des Signales übersteigt, das von der anderen Abfühlvorrichtung erzeugt wird; Jedes der Relais ergibt dabei eine Betätigung einer der beiden Einrichtungen. Die das dritte Signal bildende Spannung steuert dabei eine hydraulische !Einrichtung, welche ihrerseits eine Verschiebung des Kolbens der zugeordneten Kolben-ZyIInderanordnung bewirkt.

Nachstehend wird die Irfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen;

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Fig. 1 eine schematische Aufsicht - teilweise im Querschnitt einer MehrScheibenschleifmaschine gemäß vorliegender Erfindung, wobei zwei Konzentrizltätskompensationseinrichtungen dargestellt sind, die das eine oder das andere Ende der Schleifradspindel vorschiebe^und ein schematisches Schaltbild der hydraulischen Steuerungen für die Maschine,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht der Maschine nach Fig. 1 von rechts, wobei die rechte Konizitätskompensationseinrichtung auf dem Schleifradträger_vbefestigt dargestellt isti ferner die Differentialschaltung der Meßeinrichtung, und

Fig. 3 ein Schaltbild der logischen Schaltung zur Betätigung -der Konizitätskompensationseinrichtungen.

Fig. 1 zeigt schematisch und teilweise im Schnitt eine Schleifmaschine 10 mit einem Bett 11, das einen Radträger 12 und einen Werkstückträger 13 zur Aufnahme eines Werkstückes W aufweist. Der Radträger 12 nimmt die Schleifradspindellager 16 und 17 auf, in denen die drehbare Spindel 18 gelagert ist. Die Spindellager 16 und 17 sind in Lagergehäusen 14 und 15 untergebracht. Die Lagergehäuse ihrerseits sind mit dem Radträger 12 über rechte und linke Befestigungsvorrichtungen 19 und 20 befestigt. Die Befestigungsvorrichtungen 19 und 20, die in Verbindung mit der Vorrichtung 19 ±i Fig. 2 dargestellt sind, sind drehbar befestigt und an der vorderen Seite des Radträgers 12 mit Hilfe von Haltegliedern 21 festgelegt. Die Schleifräder 22, 23, 24, 25 und 26 sind im Abstand zueinander entsprechend den Teilen des zu bearbeitenden Werkstückes W über Abstandshalter 27, 28, 29, 30, 31 und 32 aufgenommen, die in ihrer Stellung durch Radzentrierringe 33 und 34 festgehalten sind.

Das Werkstück W ist in herkömmlicher Weise drehbar in Werkstückzentrierungen 36 und 37 des Spindelkastens und des Reitstockes

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befestigt. Der Spindelkasten 38 und der Reitstock 39 sind mit dem Werkstückträger 13 fest verbunden, und der Werkstückträger 13 kann von Hand so eingestellt werden, daß die Werkstückteile, die mit den im Abstand voneinander angeordneten Schleifrädern 22 bis 26 bearbeitet werden, ausgerichtet sind.

Wie Fig. 2 zeigt, bildet der vordere Teil 12A des Radträgers 12, da er sich nach hinten in die Radspindelträger 4l und 4l^! fortsetzt, eine Traganordnung für diese Radspindelträger 4l und 4l', die in axialer Richtung voneinander versetzt sind, so daß sie die rückseitige Abstützung für die Lagergehäuse 14 und 15 und damit die Spindellager l6 und 17 an den entsprechenden Stellen bilden. Der untere, vordere Teil des Radspindelträgers 41 ist auf diese Weise mit dem Radträger 12 verbunden, wie Pig. 2 zeigt, ist aber sonst normalerweise nicht abgestützt. Der Radträger 4l', der in Fig. 2 nicht sichtbar ist, ist in ähnlicher Weise ausgebildet und befestigt. Die Träger 41 und 4l^! wirken als freitragende Arme, da sie durch einen Biegeeffekt abgelenkt werden können, so daß die radiale Stellung der Radspindel l8 dadurch verändert werden kann, daß vorübergehend der Abstand zum Werkstück W verringert wird. Der entsprechende Träger 41 oder 4l' wird durch eine sehr geringe Drehung im Gegenuhrzeigersinn nach Fig. 2 um eine Achse durch die Befestigungsfläche mit der Anordnung 12A abgelenkt, d.h. seine Orientierung im Raum geändert. Diese Änderung wird automatisch während einer Verweilperiode im Schleifvorgang hervorgerufen, wenn eine Abweichung von der parallelen Beziehung zwischen der Achse der Schleifradspindel l8 und der Achse des Werkstückes W auftritt.

Es wird eine elektronische Schleifmessanordnung 42 verwendet, die aus zwei Meßköpfen 43 und 44 besteht, welche Ableseskalen 46 und 47 aufweisen, an denen Signale aus herkömmlichen Sonden oder Wandlern 45 und 45' zur Anzeige gebracht werden. Die Wandler führen ihre Signale einer Differentialvergleichsschaltung

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zu, die alle Ablesungen direkt über eine fortlaufende Plusoder Minusablesung aus einer Nulleinstellung, wie durch eine Skala 50 angezeigt, vergleicht. Jede der Ableseskalen 46 und 47 weist Teilstriche 1, 2, 3, 0 und 4 mit zugeordneten Meßkontakten (nicht dargestellt) auf, wobei die Kontakte ihrerseits der Differentialschaltung 48 zugeordnet sind, um ■Verweilperioden und das Abnehmen des Radträgers 12 in herkömmlicher Weise zu steuern, wenn eine vorbestimmte Größe des Werkstückdurchmessers erreicht ist. Der Teilstrich 0 zeigt eine solche Größe an, der Teilstrich 4 gibt an, daß das Werkstück W unter der gewünschten Abmessung liegt und der Radträger abgenommen wird (Fig. 2). Die Differentialvergleichsschaltung 48 weist zwei (nicht dargestellte) Oszillatoren auf, die Signale über lineare Regeldifferentialtransformatoren an die Wandler 45 und 45' übertragen. Die Wandler 45 und 45' geben Spannungssignale an die Differentialvergleichsschaltung 48, deren Spannungen eine Funktion der Stellung der die Abfühlvorrichtungen der Anordnung darstellenden Meßköpfe 43, 44 sind. Die Signale werden direkt in der Differentialvergleichsschaltung 48 verglichen, und wenn eine Differenz zwischen den Spannungen auftritt, die einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird eines der beiden Relais (nicht dargestellt) in der Differentialvergleichsschaltung 48 erregt. Das erste der Relais weist einen Kontakt CRl und das zweite Relais einen Kontakt CR2 auf, wie Fig. 2 zeigt. Diese Schaltung 48 wird verwendet, um Konizitätskorrekturen zu erzielen, indem das entsprechende Ende der Schleifradspindel 18 automatisch vorgeschoben wird, um jede unerwünschte Konizität zwischen den Enden des Werkstückes W zu kompensieren, wenn die Toleranzgrenzen überschritten werden.

Das Ende der Schleifradspindel 18 wird durch die Betätigung einer Konizitätsvergleichsanordnung 49 oder 49^! vorgeschoben, um den Teil des Werkstückes mit zu großem Durchmesser zu kompensieren. Jede der Konizitätskompensationsanordnungen 49 und 49'

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wird mit einer anderen der beiden Seiten des Radträgers 12 befestigt, wie in Fig. 1 gezeigt 1st.

Die linke und die rechte Konizitätskompensationseinrichtung sind identisch ausgebildet, deshalb wird nur die rechte Einrichtung beschrieben. Das rechte Ende der Radspindel 18 wird ,vorgeschoben, wenn der Durchmesser eines Werkstückteiles am rechten Ende des Werkstückes W die Toleranz gegenüber dem linken Durchmesser überschreitet. Die Vorwärtsbewegung wird durch Bewegung eines Kolbens 51 in einem mit einem rechten Gehäuse 53 befestigten Hydraulikzylinder 52 über eine Adaptorplatte 54 erzielt. Das rechte Gehäuse 53 nimmt eine Buchse 56 auf, die einen Stößel 57 trägt. Der Stößel 57 steht in Schraubeingriff mit einer Ritzelmutter Die äußeren Zahne 59 der Ritzelmutter 58 kämmen mit den Zähnen eines Zahntriebes 6l, der mit der Kolbenstange 62 des Kolbens befestigt ist. Ein mit Außenschraubgewinde versehener Teil 60 der Ritzelmutter 58 steht in Schraubeingriff mit dem dünnen Gewinde der Buchse 56, damit eine Fein^vorschubbewegung des Stößels

57 über Differentialgewinde erzielt wird.

Die Buchse 56 weist einen vertikalen Schlitz 63 auf, wie in Fig. 2 gezeigt, der ermöglicht, daß ein in den Schlitz 63 vorstehender Keil 64 mit dem Stößel 57 befestigt wird, damit der Stößel 57 an einer Drehung verhindert wird, wenn die Ritzelmutter

58 gedreht wird. Die Seiten des Schlitzes 63 stellen auch Anschläge zur Begrenzung des GesamtbewegungsaussehTages des Stößels

57 in beiden Richtungen dar.

Die Bewegung der Kolbenstange 52 ergibt eine Bewegung des Zahntriebes 6l, und die Ritzelmutter 58 wird gedreht. Dadurch wird die Ritzelmutter 58 nach links in Fig. 2 vorgeschoben. Gleichzeitig wird der Stößel nach rechts in bezug auf die Ritzelmutter

58 abgezogen, Jedoch in einem geringerem Ausmaß, und zwar aufgrund der Differentialgewindeanordnung. Durch einen Unterschied

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in der Steigung der Anzahl von Innengewindegängen je cm auf der Ritzelmutter 58 und dem äußeren Schraubteil 60 des Stößels 57 ist es insbesondere möglich, die Ritzelmutter 58 mit einer höheren Geschwindigkeit vorzuschieben als der Stößel 57 abgezogen wird, wodurch der Stößel 57 einen Nutzvorschub nach links in Fig. 2 mit einer Feingeschwindigkeit über die Differentialgewinde erhält. Beispielsweise kann die Ritzelmutter 58 acht Innengewindegänge pro 2,5 cm besitzen und der Stößel zehn Außengewindegänge pro 2,5 cm. Deshalb wird der Stößel 57 mit einer Feingeschwindigkeit vorgeschoben; wenn dies der Fall ist,kommt er in Kontakt mit einer Drucksäule 66, die mit Preßsitfc an dem Radspindelträger 4l befestigt ist. Eine Bewegung des Stößels 57 durch Aufgeben von Druck gegen die Säule 66 lenkt den Radspindelträger 41 um einen geringen Betrag aus und das rechte Lagergehäuse 14, das rechte Lager l6 und das rechte Ende der Schleifradspindel l8 werden auf das Werkstück W zu vorgeschoben, bis die Signale aus den Wandlern 45 und 45' innerhalb der zulässigen Toleranz liegen, die durch die Differentialvergleichsschaltung 48 festgelegt ist. Dann werden die Schleifräder 22-26 mit einer normalen Feinvorschubgeschwindigkeit vorgeschoben, die sich fortsetzt, bis die gewünschte Endabmessung des Werkstückes erreicht ist.

Die Steueranordnung, die die Betätigung der Konizitätskompensationseinrichtungen 49 und 49^! bewirkt, wird so lange nicht betätigt, bis der Radträger 12 in herkömmlicher V/eise vorverschoben worden ist. Die Meßköpfe 43 und 44 werden so lange nicht in Eingriff mit den Werkstückdurchmessern vorgeschoben, bis der Durchmesser des Werkstückes W grob, d.h. bis zu einem gewissen Grad geschliffen worden ist. Dieses Verfahren ist üblich, da es verhindert, daß die Meßköpfe 43 und 44 durch die rauhe Oberfläche eines nicht geschliffenen Werkstückes beschädigt werden.

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Nachdem das Werkstück W in axialer, d.h. paralleler Ausrichtung mit den Schleifrädern 22-26 eingestellt worden ist, und nachdem · der Spindelkasten J58 mit der Drehung des Werkstückes W begonnen hat, werden die Schleifräder 22-26 (oder ein einzelnes Breitscheibenschleifrad, das nicht dargestellt ist) durch ein digitales Vorschubsystem vorgeschoben, das eine Bewegung des Radträgers 12 über vorbestimmte Abstände und mit vorbestimmten Geschwindigkeiten ergibt. Vorschubsysteme dieser Art sind bekannt und werden hier nicht erörtert.

Allgemein kann ein Befehlszähler (nicht dargestellt), oder eine

damit

andere elektrische Vorrichtung verwendet werden, -vm die Zuführgeschwindigkeit, die Endpunkte der Vorschubbewegung und die Verweilperioden während eines SchleifVorganges festgelegt werden, indem die Geschwindigkeit und die Anzahl von Impulsen, die einen elektrohydraulischen Impuls-Schrittmotor aufgegeben werden, gesteuert werden. Der Impuls-Schrittmotor erteilt den Schleif rädern 22-26 einen Vorschub in Querrichtung, d.h. in radialer Richtung, und zwar um vorgewählte Abstände, bis am Ende des SchleifVorganges ein Signal aus den Meßköpfen 4^ und 44 und ihren Wandlern 45* 45' erhalten wird, das angibt, daß die gewünschte Größenabmessung erreicht ist.

Nachstehend wird ein Arbeitsspiel des Schleifvorganges im einzelnen beschrieben. Zu Beginn eines Arbeitsspieles werden die Schleifräder mit einer hohen Zuführgeschwindigkeit vorgeschoben, bis ein laststeuerrelais (nicht dargestellt) entregt wird, wenn die Schleifräder 22-26 in ersten Kontakt mit dem Werkstück W kommen. Damit wird die Zuführgeschwindigkeit der Schleifräder 22-26 auf eine erste SchleifVorschubgeschwindigkeit vermindert. Die Werkstückauflagen 6j und 88 werden verhältnismäßig langsam vorgeschoben, damit die resultierenden Kräfte von den Schleifrädern 22-26 kompensiert werden, um eine Auslenkung, d.h. ein Biegen des Werkstückes W zu verhindern. Die erste Schleifvorschubgewchwindigkeit wird beibehalten, bis eine Verweilperiode auftritt.

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Die Meßköpfe 43 und 44 werden zu Beginn der ersten ■Verweilperiode in eine Stellung in Fig. 1 in der folgenden Weise vorgeschoben. Ein Meßvorschubsolenoid IP SOL wird erregt, es verschiebt ein Steuerventil 79 nach links, und ein Strömungsmitteldruck wird über eine Leitung 80 dem Ventil 79 und dem Kopfende der hydraulischen Motoren oder Zylinder 81 und 82 über die Leitungen 8.3, 83A und 83B aufgegeben. In die Leitungen 83A und 83B sind Strömungsjsteuerventile 86 und 87 eingeschaltet, die die Arbeitsgeschwindigkeit der Kolben 88 und 89 steuern, indem sie den Druck drosseln und einen freien Durchfluß des rückkehrenden Strömungsmediums ermöglichen. Der Strömungsdruck aus den Leitungen 83, 83A und 83B schiebt die Kolben 88 und 89 vor, die die Meßköpfe 43 und 44 gegen die Endteile des Werkstückes W vorschieben. Die Leitungen 90 und 90A leiten das Strömungsmedium, das aus dem ütangenende der Zylinder 81 und 82 austritt, über das Ventil 79 und in einen Abfluß 85.

Die Stellung Nr. 1 auf den Ableseskalen 46 und 47 zeigt an, daß die Meßköpfe 43 und 44 in geeigneter Weise vorgeschoben worden sind und daß das Arbeitsspiel fortgesetzt wird.

Der Radträger 12 wird um einen geringen Betrag am Ende der ersten Verweilperiode zurückgezogen, und die Werkstückauflagen 67 und 88 werden ebenfalls etwas zurückgezogen, damit die Beanspruchung auf das Werkstück W entfernt wird. Eine zweite Verweilperiode wird unmittelbar im Anschluß an die erste Verweilperiode eingeführt, und die ¥erkstückauflagen 67 und 68 werden unter vollem Druck vorgeschoben, um das Werkstück W aufzunehmen. Nach der zweiten Verweilperiode werden die Schleifräder 22-26 mit einer Vorschubgeschwindigkeit vorgeschoben, die beibehalten wird, bis der eine oder der andere der Meßkontakte Nr. 2 (nicht dargestellt), die den Stellungen Nr. 2 auf der Skala 46 oder 47 entsprechen, erregt ist und die dritte Verweilperiode ergibt. Daraus ergibt sich, daß es möglich ist, gleichzeitigteide

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Meßkontakte Nr. 2 zu erregen. Normalerweise gibt die Erregung des zuerst erregten Meßkontaktes Nr. 2 die dritte Verweilperiode.

Eine Konizitätskompensation wird automatisch während der dritten Verweilperiode durch die Erregung des rechten oder linken Konizitätskompensationssolenoids lOHA SOL oder HHA SOL bewirkt, wenn die Vergleichsschaltung 48 eine vorbestimmte Differenz zwischen den rechten und linken Teilen des Werkstückes W anzeigt.

Wenn eine Kompensation auf der rechten Seite erforderlich ist, wird der Kontakt CRl in einer Leitung 69 (Fig. 2) durch Erregen des zugeordneten Relais (nicht dargestellt) in der Vergleichsschaltung 48 geschlossen. Es wird ein Stromkreis zu einem Umwandler 72, der die Spannung in einen logischen Wert umwandelt, und über eine Schmitt-Triggerschaltung 74, die die Impulswellen in herkömmlicher Weise quadriert, geschlossen, damit ein Signal erzeugt wird, das angibt, daß der rechte Durchmesser über dem Toleranzbereich liegt. Eine Kompensation auf der linken Seite wird in ähnlicher V/eise durch Schließen des Kontaktes CR2 in einer Leitung 71 erzielt, die eine Schaltung über einen Umwandler 73 und eine Schmitt-Triggerschaltung 75 schließt.

Wenn der Konizitätskompensationsschalter SSlO, Pig. JA, die EIN-Steilung einnimmt, wird eine Konizitätskompensation erzielt, damit das rechte Ende der Radspindel l8 vorgeschoben wird. Dies ist der Fall, wenn das Signal aus der Vergleichsschaltung 48 anzeigt, daß der Durchmesser des rechten Teiles des Werkstückes W, wie er durch den Wandler 45 des rechten Meßkopfes 4j5 gemessen wird, die zulässige Toleranz gegenüber dem Durchmesser über steigt, der von dem Wandler 45' des linken Meßkopfes 44 gemessen wird.

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Nach den Figuren 3A und 3B wird das Solenoid lOHA SOL erregt, wenn ein Signal aus einer Dehnungseinrichtung 91 in ein UND-Gatter 92 über eine Leitung 93 gegeben wird; das UND-Gatter 92 gibt ein Signal an ein UND-Gatter 97 über eine Leitung 9h. Ferner wird ein Signal von dem UND-Gatter 97 in einen Pusgangswandler 98 über eine Leitung 99 gespeist. Der Ausgangswandler 98 wandelt das Gleichspannungssignal in ein Wechselspannungssignal um und erregt das Solenoid lOHA SOL, das durch übliche Sicherungen geschützt ist.

Das Erregen des Solenoids lOHA SOL verschiebt ein Steuerventil 100 nach rechts, vergleiche Fig. 1. Der Hauptdruck aus einer hydraulischen Speisequelle führt ein hydraulisches Strömungsmedium von einer Leitung 101 über das Ventil 100 und durch eine Leitung 102, die das Ventil 100 mit dem Kopfende des hydraulischen Zylinders 52 verbindet. Ein Durchflußsteuerventil I03 ist in die Leitung 102 eingeschaltet, damit die Betätigungsgeschwindigkeit des Kolbens 51 innerhalb des Zylinders 52 gesteuert wird, indem der Strömungsdruck gedrosselt wird und indem ein freier Fluß des zurückgeführten Strömungsmediums ermöglicht wird, wenn der Kolben 5I rückgesetzt ist. Der Kolben 51, die Kolbenstange 62 und der Zahntrieb 6l, die mit den äußeren Zähnen 59 der Ritzelmutter 58 kämmen, werden vorgeschoben. Diese Bewegung ergibt eine Drehung der Mutter 58, die sich nach links vorschiebt, wenn man die Fig. 2 betrachtet, nämlich auf das Werkstück W zu, und zwar in der oben beschriebenen Weise. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, daß die Ritzelmutter 58 den Stößel 57 gegen die Drucksäule 66 mit einer Feinvorschubgeschwindigkeit antreibt, die den Schi ei fradspindel träger 41 deformiert, nämlich biegt oder ablenkt, damit die Vorwärtsbewegung des rechten Endes der Radspindel l8 erzielt wird.

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In Zusammenhang mit Fig. 1 ist darauf hinzuweisen, daß die Leitung 104 das Strömungsmedium, wenn es ausgeissen wird, von dem Suangenende des Zylinders 52 über das Ventil 100 und in eine Leitung führt, die mit einem Abfluß ΙΟβ verbunden sind. Die Bewegung des Stößels 57 setzt sich fort, bis die Vergleichsschaltung 48 anzeigt, daß die Differenz zwischen den Signalen aus den Wandlern 45 und 45' innerhalb einer bestimmten Grenze liegt, wie an der Skala 50 angezeigt wird. Der Kontakt CRl wird geöffnet und das Solenoid lOHA SOL auf diese Weise entregt, worauf das Steuerventil 100 durch Federdruck in seine normale Stellung zurückgeführt wird.

Die Feinvorschubgeschwindigkeit beginnt mit Beendigung der dritten Verweilperiode. Die Schleifräder 22-26 werden mit einer geringen Geschwindigkeit vorgeschoben, bis der eine oder der andere der Meßkontakte Nr. 3 (nicht dargestellt) die den Stellungen Nr. auf den Ableseskalen 46 und 47 (Fig. l) entsprechen, geöffnet hat. Eine vierte Verweilperiode wird erzielt, bevor die gewünschte, endgültige Größenabmessung des Werkstückes W erreicht ist, und es wird ein AusfeuerungsVorgang(sparkout) erzielt, der sich fortsetzt, bis die Größenabmessung erhalten ist. Dies wird sichtbar angezeigt, wenn die "O"-Stelle auf einer der Skalen oder 47 erreicht ist. Dann wird der Radträger 12 in herkömmlicher Weise abgezogen und die rechte Konizitätskompensationsanordnung 49 rückgesetzt. Die Rücksetzbewegung wird durch Erregen des Solenoids lOHB SOL erzielt, die auftritt, wenn das rechte Kompensations-Flip-Flop 107 (Fig. J5A) rückgesetzt wird. Dies ist der Fall, wenn die Leitung I08 ein Signal in den V/echselstromumwandler IO9 gibt, der das Gleichspannungssignal in ein Wechselspannungssignal umwandelt und das rechte Kompensationsrücksetzsolenoid lOHB SOL erregt.

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Der rechte Kompensations-Flip-Flop 107 wird rückgesetzt, wenn ein Signal von den Dehnungseinrichtungaffö und 77 in das UND-Gatter 78 eingeführt wird, das ein Signal in den Flip-Flop über eine Leitung 84 im Anschluß an eine Verzögerung gibt, nachdem das Schleifspiel abgeschlossen ist. Der Flip-Flop wird ebenfalls rückgesetzt, falls der Reitstock J59 abgezogen wird, wenn eine Dehnungseinrichtung 95 ein Signal in das UND-Gatter 78 gibt, welches mit dem Flip-Flop 107 über die Leitung 84 verbunden ist.

Eine Erregung des Solenoids lOHB SOL verschiebt das Steuerven- \ til 100 (Fig. 1) nach links, und das hydraulische Strömungsmedium wird von der Leitung 101 über das Ventil 100 und überdie Leitung 104 zum Stangenende des Zylinders 52 gegeben. Der Kolben 5I und die Kolbenstange 82 werden rückgesetzt, und der Zahntrieb 6l dreht die Ritzelmutter 58 in der Weise, daß der Stößel 57 abgezogen wird, so daß der Träger 41 für das Schleifradspindellager in die ursprüngliche Lage aufgrund der Elastizität der Anordnung zurückkehrt. Die Achse der Radspindel l8 wird somit in die ursprüngliche Lage zurückgeführt, die parallel zur Achse des Werkstückes W liegt.

Die Betätigung der linken Konizitätskompensationsanordnung 49' ä nach Fig. 1 wird in ähnlicher Weise erreicht, falls die Vergleichsschaltung 48 anzeigt, daß der Durchmesser des linken Teiles des Werkstückes V/, der von dem Wandler 45* des linken Meßkopfes 43 gemessen wird, die zulässige Toleranz im Vergleich zu dem von dem Wandler 45 des rechten Meßkopfes 4j gemessenen Durchmessers übersteigt. Dann wird das linke Kompensationsvorschubsolenoid HHA SOL erregt und das Steuerventil wird nach rechts verschoben. Der Strömungsdruck wird durch die Leitungen 101 und 101A über das Ventil 111 in eine Leitung 112 gerichtet, die an das Kopfende des Zylinders 52' angeschlossen ist. Ein Strömungssteuerventil II3 ist in die Leitung 112 eingeschaltet, um die Betätlgungsgeschwindigkeit des Kolbens 51' innerhalb des Zylinders 52^f zu steuern, indem der Strömungsdruck gedrosselt

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wird und der freie Fluß des Rückführströmungsmediums ermöglicht wird, wenn der Kolben 51' rückgesetzt ist. Die Leitung 114 führt das Strömungsmedium, wenn es ausgelassen wird, von dem Stangenende des Zylinders 52^f über das Ventil 111 zu einer Leitung 116, die mit der Leitung 105 und dem Abfluß 106 verbunden ist.

Dann wird die Konizitätskompensation in der vorbeschriebenen V/eise vorgenommen und die linke Seite des Radspindel trägers 41^! wird abgebogen oder abgelenkt, damit das linke Ende der Radspindel l8 vorgeschoben wird, bis die Signale, die von den Wandlern 45 und 45^f kommen, innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Im Anschluß daran wird ein Feinvorschub eingeleitet und der Radträger 12 wird mit einer Feinvorschubgeschwindigkeit vorgeschoben, bis die gewünschte, endgültige Größenabmessung des Werkstückes W erreicht ist.

Der Radträger 12 wird in herkömmlicher Weise im Anschluß an eine Verzögerung nach Erreichen der endgültigen Größenabmessung abgezogen und das linke Kompensationsrücksetzsolenoid HHB SOL wird erregt. Das Steuerventil 111 wird nach links verschoben und das hydraulische Strömungsmedium aus den Leitungen 101 und 101A wird über das Ventil 111 und an das Stangenende des Zylinders 52 über die Leitung 114 geführt. Der Kolben 51 wird rückgesetzt, und der Stößel 57' wird in seine Rücksetzstellung abgezogen, um das Schleifen des nächsten Werkstückes W vorzubereiten.

Die Steuerschaltung nach Fig. ~$Ά für die linke Konizitätskompensation ist ähnlich der nach Fig. 5A für die rechte Konizitätskompensation, und gleiche Schaltungselemente sind mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Strich (^r) versehen.

Die Fein^vorschubgeschwindigkeit kann zu einem beliebigen Zeitpunkt gestoppt werden, falls die Vergleichsschaltung 48 festlegt, daß die Differenz zwischen den rechten und linken Teilen des

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Werkstückes W eine Konizität anzeigt. Ein Signal wird von dem UND-Gatter 92 einem UND-Gatter II8 über eine Leitung 119 aufgegeben, wenn ein Signal für die Endkompensation auf der rechten Seite erzeugt wird. Ein Signal aus einem UND-Gatter 92' führt ein Signal durch eine Leitung 121 zu der Dehnungseinrichtung und zum UND-Gatter II8, wenn ein Signal für die Kompensation auf der linken Seite erzeugt wird. Die Kompensation auf der rechten oder linken Seite wird sonst in der oben beschriebenen V/eise vorgenommen.

Während die Erfindung im einzelnen in Verbindung mit einer Anordnung zum automatischen Aufrechterhalten einer Parallelbeziehung zwischen der Schleifradachse und der Mittenlinie von zylindrischen Teilen eines Werkstückes W beschrieben ist, kann

en

der Betrieb der Konizitätskompensationsanordnung/49 und 49^! auch von Hand erzielt oder während eines Handschleifvorganges mit Hilfe des rechten Kompensationsauswählsehalters SS9 und des linken Kompensationsauswählsehalters SSIl, wie in den Figuren 5A und 3B dargestellt ist, vorgenommen oder rückgesetzt werden. Jeder dieser Sehalter erzeugt ein Signal für das zugeordnete UND-Gatter 97 oder 97*.

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Claims

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Patentansprüche:

[IJ Schleifmaschine zum Bearbeiten von axial versetzten Teilen eines drehbar um eine Achse befestigten Werkstückes, mit einer drehbaren Spindel zur Aufnahme wenigstens eines Schleifrades, wobei eines von zwei Schleifradspindellagern an jedem der gegenüberliegenden Spindelenden vorgesehen und jedes dieser Lager in radialer Richtung verschiebbar ist, mit einer Abfühlvorrichtung, die während des Betriebes wenigstens zwei elektrische Signale erzeugt, welche die augenblickliche Dimension der axial versetzten Teile des Werkstückes darstellen, und mit Anordnungen zum radialen Verschieben eines der beiden Schleifradspindelträger in Abhängigkeit von einem dritten Signal, das aus den beiden Signalen erzeugt wird, wenn die Differenz zwischen den beiden Signalen einen vorbestimmten Wert übersteigt, gekennzeichnet durch SchleifradspindellagertrSger (4l, 41¹), deren die Schleifradspindellager (16, 17) aufnehmende. Teile in radialer Richtung aufgrund einer Deformation infolge einer Verbiegung längs einer axial verlaufenden Fläche verschiebbar sind, und durch eine in Abhängigkeit von dem dritten Signal betätigte Einrichtung zum Verschieben eines der Schleifradspindellagerträger (41, 4l^f) mit dem aufgenommenen Schleifradspindellager (16 oder 17) gegen das Werkstück (W) in eine Lage, in der die Achse der Schleifradspindel (l8) parallel zur Drehachse des Werkstückes (W) ist.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei getrennte linrichtungen, deren eine eines der Schleifradspindellager (16 oder 17) verschiebt.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einrichtung einen freitragenden Arm (41, 4l') aufweist, auf dem das zugeordnete Schleifradspindellager (16, 17) aufliegt, der vorübergehend aus einer Ruhelage durch in Abhängigkeit von den dritten Signalen betätigte Antriebsglieder abgebogen wird,

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und der aufgrund seiner Elastizität beim Abschalten des dritten Signales in seine Ruhelage zurückkehrt.

4. Schleifmaschine nach Anspruch ~5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder freitragende Arm (41, 4l') eine innere zylindrische Fläche aufweist, die ein zylindrisches Gehäuse (14, 15) des zugeordneten Schleifradspindellagers (16, 17) aufnimmt.

5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder freitragende Arm (4l, 4l') in eine Traganordnung (12A) gegen ein Werkstück (W) fortsetzt, die mit einer Festklemmvorrichtung (19, 21) versehen ist, welche eine innere zylindrische Oberfläche aufweist, die ein Komplement zu der inneren zylindrischen Fläche des freitragenden Armes bildet, wobei die kombinierte Traganordnung (12A) mit der Festklemmvorrichtung und dem freitragenden Arm beim Zusammenbau das zylindrische Lagergehäuse (14, 15) weitgehend umschließt, so daß eine Einheit gebildet wird, die zur Erzielung d#r Verschiebung vorübergehend gegenüber ihrer normalen Gestalt deformiert wird.

6. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 3-5* dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente einer jeden Sinrichtung eine hydraulisch betätigte Zylinder-Kolbenanordnung (49, 49') mit einer Kolbenstange (62, 62'), welche als Zahnstange ausgebildet ist und in Abhängigkeit von dem dritten Signal linear verschiebbar ist, einen Stößel (57, 57')» dessen eines Snde in der Nähe des freitragenden Armes angeordnet und dessen anderes Inde mit Schraubgewinde versehen ist, eine Ritzelmutter (58, 58') mit Innenschraubgewinde, die das mit Schraubgewinde versehene Inde des Stößels (57, 57') aufnimmt, und bei der äußere Zähne (59* 59^!) mit dem Zahntrieb (6l, 6l') kämmen sowie weitere äußere Schraubgewinde (60, 60¹) in Schraubeingriff mit einer Buchse (56, 56^r) stehen, aufweist, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß bei einer Drehung der Ritzelmutter (58, 58*) in einer der beiden

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Richtungen über den Zahntrieb (6l, 6l') die Mutter und der Kolben (57* 57^f) sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit gegen den freitragenden Arm (41, 41^!) verschieben, während der Kolben (57j 57¹) mit geringerer Geschwindigkeit über die in der Ritzelmutter (58, 58') aufgenommenen Schraubgewinde zurückgezogen wird, deren Steigung kleiner ist als die der äußeren Schraubgewinde, welche mit den Innengewinden in der Buchse kämmen, derart, daß der Kolben (57j 57') einen ausnutzbaren Vorschub gegen den freitragenden Arm (4l, 41*) ausführt und ihm einen Druck aufgibt, der bei einer Betätigung der Zylinder-Kolbenanordnung die Deformation ergibt.

7. Schleifmaschine nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vergleichsschaltung (48), der die beiden elektrischen Signale aufgegeben werden, die von zwei Abfühl vorrichtungen (43, 44) erzeugt werden, welche vor^iübergehend in Kontakt mit Teilen eines zu schleifenden Werkstückes (W) gebracht werden, wobei die Vergleichsschaltung (48) das dritte Signal in Form einer Spannung erzeugt, die die Verschiebeeinrichtung betätigt.

8. Schleifmaschine nach Anspruch 7> gekennzeichnet durch zwei Relais (CRl, CR2) in der Vergleichsschaltung, deren eines in Abhängigkeit davon erregt wird, ob eine der beiden Abfühlvorrichtungen (43 oder 44) ein Signal erzeugt, dessen Wert den Wert des von der anderen Abfühlvorrichtung erzeugten Signales übersteigt, und wobei jedes der Relais (CRl, CR2) eine Betätigung einer bestimmten der beiden Einrichtungen bewirkt.

9. Schleifmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung ein hydraulisches System steuert, das sein©! seits eine Verschiebung des Kolbens (51, 51M der zugeordneten Kolben-Zylinderanordnung bewirkt.

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