DE2425786C2

DE2425786C2 - Steuereinrichtung für den drehbaren Werkstückhalter einer Doppelscheibenschleifmaschine

Info

Publication number: DE2425786C2
Application number: DE2425786A
Authority: DE
Inventors: Elman Reidler Roscoe Ill. Dunn
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Northrop Grumman Systems Corp
Priority date: 1973-05-31
Filing date: 1974-05-28
Publication date: 1983-10-20
Also published as: JPS5021392A; US3818640A; GB1469659A; FR2231474B3; FR2231474A1; DE2425786A1; IT1013248B; GB1469660A; JPS5726905B2; GB1469658A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für den mittels eines Antriebsmotors und eines Zugmittels drehbaren Werkstückhalter einer Doppelscheibenschleifmaschine, der auf einem, aus einer rückwärtigen Be- und Entladestellung außerhalb des Schleifscheibenbereiches in eine vordere Arbeitsstellung hin- und herbewegbaren Werkstückträger angeordnet ist und eine auf die Bewegung des Werkstückhalters einwirkende Betätigungseinrichtung mit am Werkstückträger angebrachtem Schaltglied aufweist.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der US-PS 99 779 bekannt. Das hierbei verwendete Zugmittel ist ein Antriebsriemen, der über eine am Werkstückhalter angeordnete Riemenscheibe geführt ist und diesen nur in einer Richtung zu drehen vermag. Am Ende des Schleifvorganges wird die Drehbewegung des Werkstückhalters stillgesetzt, wobei dieser in einer bestimmten Ausrichtstellung gehalten wird, die das automatische Be- und Entladen des Werkstückhalters ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung so auszubilden, daß der Werkstückhalter periodisch einer Drehrichtungsumkehr unterworfen wird und trotz dieses Umstandes die Möglichkeit geschaffen wird, daß das im Werkstückhalter aufgenommene Werkstück eine bestimmte Ausrichtstellung einnimmt, die von der Drehrichiung der vorherigen Drehbewegung unabhängig ist Dabei soll der Werkstückhalter so angetrieben sein, daß die Antriebs- und Schwerkräfte gleichmäßig verteilt am Umfang des Werkstückhalters angreifen, damit der durch die Reibung zwischen dem Werkstückhalter und seiner

ίο Trageinrichtung entstehende Verschleiß der Schleifscheiben auf ein Minimum reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Es hat sich gezeigt, daß eine periodische Drehrichtungsumkehr des Werkstückhalters und damit auch der Werkstücke eine beträchtliche Erhöhung der Standzeiten bewirkt die zwischen dem jeweiligen Abziehen der Schleifscheiben liegen, so daß auch die Lebensdauer der Schleifscheiben verlängert wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Vorderansicht einer Doppelscheibenschleifmaschine,
F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Werkstückhalters mit seiner Befestigung,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in t-~ i g. 2,
F i g 5 ein Schaltbild der hydraulischen Steuerung der Maschine und

F i g. 6 ein elektronisches Schaltbild für den Antrieb nach den F i g. 2 und 5.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Doppelscheibenschleifmaschine besitzt eine linke (nicht sichtbare) und eine rechte Schleifscheibe 10, die in einem in Längsrichtung des Maschinenbettes 14 verschiebbaren, den Vorschub der Schleifscheiben bewirkenden Werkzeugschlittenpaar 12 drehbar gelagert sind.

Mittels üblicher Vorschubeinrichtungen 16, wie sie in der US-PS 36 13 600 beschrieben sind, werden die Schleifscheiben wahlweise gleichzeitig gegen das Werkstück W bewegt, das z. B., wie dargestellt, ein Zylinder eines Wankelmotors sein kann. Hierdurch ist es möglich, parallele Stirnseiten des Werkstückes gleichmäßig zu schleifen.

Auf einem waagrechten, auf einer Schiene verfahrbaren Schlitten 22, wie er in der US-PS 35 03 155 beschrieben ist, ist ein Werkstückträger 20 mit einem Werkstückhalter 24 verschiebbar angebracht. Der Werkstückträger 20 ist mittels eines umkehrbaren Druckmittelzylinders 28 hin- und herbewegbar, der seinerseits auf dem Schlitten 20 sitzt, durch ein Paar Schilde 30 ragt und am Werkstückträger 20 angreift.

Der Werkstückhalter 24 besteht aus zwei Teilen, nämlich aus einem ringförmigen Drehträger 25 mit einem äußeren Zahnkranz 32 zwischen einem Paar ringförmiger Laufflächen 33 (Fig. 3, 4) und einer Werkstücktragplatte 26, die in geeigneter Weise am ringförmigen Drehträger 25 befestigt ist. Der Werkstückhalter 24 ist auf fünf Tragrollen drehbar gelagert, die an beiderseits des Werkstückhalters angeordneten Seitenwänden 34 des Werkstückträgers 20 mit Abstand über dessen Umfang verteilt sind.

Zwei dieser Tragrollen sind als lose laufende Kettenräder 40 (F i g. 3) ausgebildet und mittels Bolzen

42 am Werkstückträger 20 befestigt. Über einen Teil des Umfanges jedes der beiden Kettenräder 40 und entlang dem zwischen den Kettenrädern befindlichen Teil des Zahnkranzes 32 läuft eine Antriebskette 36 (F i g. 2)

deren Außenseite in den Zahnkranz 32 des Werkstückhalters 24 eingreift und diesen antreibt Hierzu weist der Umfang der Kettenräder 40 eine ringförmige Nut 44 auf, in die nicht nur die Zähne des Zahnkranzes, sondern auch die Laschen der Antriebskette 36 passen. Dementsprechend erfolgt ein Abrollen zwischen den ringförmigen Laufflächen 33 des. Drenträgers 25 und den Umfangslaufflächen 46 der aufstehenden, flanschartigen Seitenteile 48 des jeweiligen Kettenrades 40.

Da die Antriebskette 36 den Drehträger 23 mit ihrer Außenseite jvitreibt, wird ein Teil der Zugkräfte der Antriebskette von den Kettenrädern aufgenommen, so daß die am Werkstückhalter 24 angreifenden Zugkräfte und ein Abrieb am Drehträger 25 vermindert werden können.

Die in F i g. 4 dargestellte Tragrolle 50, von der drei am Drehträger 25 angreifen, ist im wesentlichen wie die Kettenräder 40 ausgebildet Die Ringnut 52 in den Tragrollen 50 ist jedoch nur so breit, daß die Zähne des Zahnkranzes 32 hindurchgehen können. Demgemäß sind auch die Lagerflächen 54 der Tragrollen 50 breiter und damit auch größer als bei den Kettenrädern 40. Da der Boden waagerecht neben den Tragrollen 50 zusätzlich das Gewicht des Werkstückhalters 24 und des daran befestigten Werkstückes Waufnimmt, neigen die zusätzlichen Lagerflächen dazu, die auf die Tragrollen und Kettenräder wirkenden Druckkräfte auszugleichen.

F i g. 5 zeigt den hydraulischen Steuerkreis für den Antrieb des Werkstückhalters 24 mit einer Druckmittelquelle 64, einem vorgesteuerten und normalerweise geschlossenen Zweiwegeventil 66, das von einer ersten Magnetspule 68 gesteuert wird, einem normalerweise geschlossenen, von einer zweiten Magnetspule 72 betätigbaren Zweiwegeventil 70, ersten und zweiten Steuerventilen 74, 76 zur Messung eines konstanten volumetrischen Durchflusses, einem normalerweise geschlossenen, gesteuerten Drei-Stellungs-Ventil 78 mit einer selbstzentrierenden Magnetspule und einer dritten und vierten Magnetspule 80,82, die wahlweise erregbar sind und als Steuerglieder einen ersten bzw. zweiten Durchflußweg durch das Drei-Stellungsventil 78 und den hydraulischen Antriebsmotor 38 für den Werkstückhalter 24 festlegen.

Bei Erregung der ersten und zweiten Magnetspulen 68, 72, sowie der dritten Magnetspule 80 fließt Druckmittel von der Druckmittelquelle 64 durch beide Steuerventile 74, 76, wobei der kombinierte Durchfluß durch einen der Durchflußwege des Drei-Stellungsventils 78 zum Antriebsmotor 38 führt. Der hydraulische Antriebsmotor 38 und damit auch der Werkstückhalter 24 laufen dann mit Schleifdrehzahl in einer ersten Drehrichtung, z. B. im Uhrzeigersinn, um.

Beim Entlasten der dritten Magnetspule 80 und anschließender Erregung der Magnetspule 62 erfolgt der Antrieb des Antriebsmotors 38 in umgekehrter Drehrichtung (Gegenuhrzeigersinn). Durch Abschaltung der zweiten Magnetspule 72 wird der Durchfluß durch das zweite Steuerventil 76 unterbrochen, so daß dann Druckmittel nur noch durch das erste Steuerventil 74 fließt und den Antriebsmotor 38 im einen oder anderen Drehsinn, jedoch mit geringerer Drehzahl antreibt. Werden beide Magnetspulen 68, 72 abgeschaltet, so findet keine Strömung des Druckmittels mehr statt, d. h. sowohl der Antriebsmotor 38 als auch der damit verbundene Werkstückhalter 24 werden stillgesetzt.

Wenn einmal der Schleifvorgang durch Betätigung eines Paares nicht dargestellter Einschaltknöpfe in Gang gesetzt worden ist, fähi t der Druckmittelzylinder 28 den Werkstückträger 20 im Eilgang aus der in F i g. 1 gezeigten rückwärtigen Be- und Entladestellung in eine vordere Arbeitsstellung, wo das Werkstück W etwa zwischen den inneren und äußeren Umfangen der Schleifscheiben 10 angeordnet wird. Dabei betätigt ein geeigneter Anschlag am Werkstückträger einen am Schlitten 22 befestigten Endschalter LSX (Fig. 1 und 6) für den Antrieb des Werkstückhalters 24.

ίο Bei Erregung der Magnetspulen 68, 72 und 82 wird dann der Antriebsmotor 38 des Werkstückhalters 24 und damit dieser selbst mit Schleifdrehzahl in einem ersten Drehsinn, z. B. Gegenuhrzeigersinn, in Drehung versetzt

Der Werkstückträger 20 wird im Eilgang so lange vorgeschoben, bis er seine vorderste Stellung erreicht hat in der das Werkstück teilweise über den inneren Umfang der Schleifscheiben 10 hinausragt und ein geeigneter, am Werkstückträger 20 befestigter Anschlag den am Schlitten 22 angebrachten vorderen Endschalter LS2 betätigt. Sodann wird der Werkstückträger 20 im Eilgang zwischen seiner vordersten und einer zurückgezogenen Stellung, in der das Werkstück etwa über den äußeren Umfang der Schleifscheiben 10 ragt, und wobei ein rückwärtiger Endschalter LS 3 betätigt wird, mehrfach hin- und herbewegt.

Wenn dau Werkstück auf sein Soll maß geschliffen ist, wird der Werkstückträger 20 hinter seine zurückgezogene Stellung in seine rückwärtige Be- und Entladestellung gefahren. Dabei wird der Antriebsmotor 38 des Werkstückhalters 24 auf eine langsame Drehzahl umgeschaltet und schließlich stillgesetzt und betätigt ein am Werkstückträger 20 angebrachter Anschlag einen Endschalter LSA. Hat der Werkstückträger 20 seine rückwärtige Be- und Entladestellung erreicht, betätigt er einen am Werkstückträger 20 befestigten Ausschalter LS, der den Druckmittelzylinder 28 des Werkstückträgers 20 und den Antriebsmotor 38 des Werkstückhalters 24 stillsetzt, so daß das geschliffene Werkstück W durch ein neues, zu schleifendes Werkstück ausgetauscht werden kann.

Wie Fig.6 zeigt, werden bei jedem vollen Arbeitsablauf die als Steuerglieder dienenden Magnetspulen 80, 82 des Drei-Stellungsventils 78 abwechselnd erregt und 5 dementsprechend die Drehrichtung des Antriebsmotors 38 und damit auch des Werkstückhalters 24 bei jedem Arbeitsablauf umgekehrt.

Um zu erreichen, daß die Drehqng des Werkstückhalters 24 unabhängig von seiner jeweiligen Drehrichtung

5(i so beendet wird, daß er stets in einer bestimmten Stellung stillgesetzt wird, wodurch wiederum das automatische Be- und Entladen der Werkstücke erleichtert wird, sind in den Seitenwänden 34 des Werkstückträgers 20 ein erster und ein zweiter berührungsloser Schalter PSi und PS2 angeordnet (Fig.6), deren Fühler elektrisch leitfähige Werkstoffe bis zu einer bestimmten Entfernung aufspüren und wahlweise so angeordnet sind, daß sie nur die Spitzen der Zähne am Umfang des Werkstückhalters 24 abtasten.

Durch die Betätigung des Endschalters LS 4 nach dem Schleifen eines Werkstückes ist der erste Schalter PS 1 bereit, die An- oder Abwesenheit der Zähne des We, kstückhalters 24 abzutasten. Um zu verhindern, daß die Schalter nacheinander die Magnetspulen 72 und 68 beim Durchgang aufeinanderfolgender Zähne betätigen, ist den Schaltern PSl und PS 2 ein Paar Zeitschalter Tl und 7"2 zugeordnet.

Da die Schleifdrehzahl des Antriebsmotors 38 wahlweise innerhalb eines bestimmten Bereiches bleibt, kann die Maximalzeit, die benötigt würde, um den Werkstückhalter 24 um einen Zahn weiter zu drehen, festgestellt und der dem Schalter PSl zugeordnete Zeitschalter 71 mindestens auf diese Zeit eingestellt werfen. Tastet der Fühler die Spitze eines Zahnes des Zahnkranzes 32 ab, wird der Zeitschalter in Gang gesetzt und, sobald innerhalb der festgestellten Ablaufzeit eine andere Zahnspitze ermittelt wird, zurückgestellt und erneut betätigt. Zweckmäßig wird mindestens ein Zahn des Zahnkranzes 32 bis auf die Teilkreislinie abgeschnitten und die Anzahl der abgeschnittenen Zähne so festgelegt, daß sichergestellt ist, daß der Zeitschalter abläuft und dann die Magnetspule 72 erregt wird, worauf anschließend der Schalter PS 2 in die Lage versetzt wird, die Abwesenheit der Zahnspitzen oder Zähne am Umfang des Werkstückhalters abzutasten. Wie oben erwähnt, bewirkt die Erregung der Magnetspule 72 die Verminderung der Antriebsdrehzahl des Werkstückhalters 24 von der Schleifdrehzahl auf einen niedrigeren Gang.

Der zweite Schalter PS 2 ist in gleicher Weise mit einem Zeitschalter 72 verbunden, der nach einer bestimmten Zeitdauer abläuft, wenn der zahnlose Abschnitt des Zahnkranzes 32 am Schalter PS 2 vorbeiläuft und der Werkstückhalter langsam umläuft. Diese Zeitdauer muß so lang sein, daß, wenn der zweite Schalter PS 2 vor der Lücke bis zur Stellung in der Lücke betätigt wird, eine vorzeitige Auslösung der ersten Magnetspule verhindert wird, wenn danach eine größere Anzahl Zähne vorbeiläuft. Läuft der Zeitschalter T2 ab, werden die erste Magnetspule 68 entlastet und die Drehbewegung des Werkstückhalters 24 stillgesetzt und zwar vorzugsweise in einem Totpunkt des Umfanges des Werkstückhalters, wo Zähne des Zahnkranzes 32 entfernt oder abgeschnitten sind.

Läuft der Werkstückhalter 24 im Gegenuhrzeigersinn um und wird der Endschalter LS 4 betätigt, so wird der erste Schalter PSl betätigt um die Drehzahl des Werkstückhalters herabzusetzen. Dann wird der zweite Schalter PS 2 betätigt um die Drehbewegung des Werkstückhalters stillzusetzen.

Wird der Schleifvorgang mit dem nächsten Werkstück wiederholt, erregt die Betätigung des Endschalters LSI die vierte Magnetspule 82 und entlastet die dritte Magnetspule 80, wodurch der Drehsinn des Werkstückhalters 24 umgekehrt wird. Um den Werkstückhalter stillzusetzen und das Werkstück in einer vorbestimmten Ausrichtstellung zu halten, wird bei jedem Arbeitsablauf auch die Schaltfolge der beiden Schalter PSl, PS2 umgekehrt. Läuft der Werkstückhalter 24 im Uhrzeigersinn um, schaltet der zweite Schalter PS 2 bei Betätigung des Endschalters LS4 die zweite Magnetspule 72 ab, so daß der Antriebsmotor 38 langsamer läuft. Zugleich kann dann der erste Schalter PS 1 die erste Magnetspule 68 abschalten um die Drehbewegung des Werkstückhalters 24 stillzusetzen. Die Schalter PS2, PS 2 können je nach Wunsch radial oder tangential verstellt werden.

Die Zeitschalter können auch auf unterschiedliche Zeitspannen eingestellt sein, wobei geeignete Umschalter vorgesehen sind, so daß stets eine Zeitspanne, unabhängig von der Drehrichtung des Werkstückhalters, dem jeweils ersten Schalter zugeordnet ist und der zweite Zeitschalter stets unabhängig vom Drehsinn des Werkstückhalters dem jeweils zweiten Schalter zugeordnet ist.

Durch wahlweise Anordnung der Schalter PS 1, PS 2, durch Abschneiden einer bestimmten Anzahl Zähne des Zahnkranzes 32, durch Einstellen der den Schaltern PSl, PS2 zugeordneten Zeitschalter 71, 72 und durch Umkehren der Schaltfolge der Schalter PSl, PS2 bei jedem Schleifvorgang, kann die in oder entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Drehung des Werkstückhalters stillgesetzt werden, wobei sich dann das Werkstück stets in einer vorbestimmten Ausrichtstellung befindet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den mittels sines Antriebsmotors und eines Zugmittels drehbaren Werkstückhalter einer Doppelscheibenschleifmaschine, der auf einem, aus einer rückwärtigen Be- und Entladestellung außerhalb des Schleifscheibenbereiches in eine vordere Arbeitsstellung hin- und herbewegbaren Werkstückträger angeordnet ist und eine auf die Bewegung des Werkstückhalters einwirkende Betätigungseinrichtung mit am Werkstückträger angebrachtem Schaltglied aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß der drehbare Werkstückhalter (24) einen aus Metallzähnen bestehenden Zahnkranz (32) trägt, bei dem eine Anzahl Zähne ganz oder teilweise abgeschnitten ist,

daß der Werkstückhalter (24) über eine teilweise am Zahnkranz (32) angreifende Antriebskette (36) mit dem in seiner Drehrichtung umschaltbaren Antriebsmotor (38) verbunden ist,

daß am Werkstückträger (20) angebrachte, verstellbare berührungslose Schalter (PS\, PS2) zum Abtasten der nicht abgeschnittenen Zähne des Zahnkranzes (32) angeordnet sind, denen Zeitschalter (TX, T2) vorgeschaltet sind und
daß Umschalter vorgesehen sind, die die Schaltordnung der berührungslosen Schalter (PSi, PS2), der Zeitschalter (TX, 7"2) und der die Drehsinnumkehr bewirkenden Steuerglieder (80, 82) periodisch umkehren.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Zahnkranz (32) zwei ringförmige Laufflächen (33) vorgesehen sind, auf denen zwei mit der Antriebskette (36) verbundene Kettenräder (40) mit vorstehenden Umfangslaufflächen (46) und Tragrollen (50) mit vorstehenden Umfangslaufflächen (54) abrollen, und daß die Kettenräder (40) und die Tragrollen (50) eine ringförmige Nut (44, 52) aufweisen, deren Breite ausreicht, die Zähne des Zahnkranzes (32) und ggf. die Laschen der Antriebskette (36) aufzunehmen.