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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopierschleifmaschine zum Schleifen von aus mindestens zwei
insbesondere hinsichtlich ihrer Zerspanbarkeit unterschiedlichen Werkstoffe zusammengesetzten Werkstükken
mit unregelmäßiger Körperform, bei der ein Modell und wenigstens ein Werkstück im gegenseitigem
Abstand parallel nebeneinander zwischen Einspannvorrichtungen um ihre Längsachse drehbar gelagert und
synchron angetrieben sind, mit je einer beidseits parallel zur Werkstücks- und Modellebene angeordneten
Tragarmeinheit, die aus einem schwenkbar gelagerten Rohr und von diesem sich radial und ebenengleich
erstreckenden Tragarmen zur Aufnahme von je einem aus einer angetriebenen Kontaktrolle, einer Umlenkrolle
und einem Schleifband unterschiedlichen Aufbaues bestehenden Bandschleifaggregat bzw. je einer das
Modell abtastenden Kopierrolle zusammengesetzt ist.
Eine Kopierschleifmaschine dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2311011 bekannt. Bei
dieser bekannten Maschine werden allerdings nicht aus unterschiedlichen Werkstoffen zusammengesetzte
Werkstücke bearbeitet. Es ist dort jedoch schon ein von zwei Kopierrollen abtastbares Modell vorhanden. Jede
der beiden Kopierrollen ist über eine eigene Tragarmeinheit mit einem gesonderten Bandschleifaggregat
verbunden. Für die wirtschaftliche Bearbeitung des Werkstückes ist das eine Bandschleifaggregat mit einem
groben Schleifband und das andere mit einem feinen Schleifband bestückt. Auf diese Weise kann das
Werkstück in einer Aufspannung unter Umständen sogar aus dem »Vollen«, d.h. ohne andersartige
Vorbearbeitung in die Endform gebracht oder nach einer Vorbearbeitung grob- und feingeschliffen werden.
In der Technik gibt es aber laufend vielfältig geformte Gegenstände, die nicht aus einem einzigen Werkstoff
bestehen, wie z. B. aus Holz, sondern die aus zwei oder mehreren verschiedenen Werkstoffen hergestellt sind.
Bei der Herstellung solcher Gegenstände ist es üblich, die Einzelteile entweder getrennt voneinander auf
Paßform zu bearbeiten und dann zu montieren, oder sie getrennt voneinander bis auf eine gewisse Genauigkeit
vorzubearbeiten und dann im bereits zusammenmontierten Zustand fertig zu bearbeiten, z. B. fertig zu
schleifen. Der Grund für eine solche getrennte Bearbeitung liegt darin, daß verschiedene Werkstoffe in
der Regel verschiedene Arbeitstechnologien erfordert. Es ist bekannt, daß zum Bearbeiten von Metall andere
Werkzeuge notwendig sind als z. B. für das Bearbeiten von Kunststoff oder Holz. Je nach der Beschaffenheit
oder auch Härte des Werkstoffes muß z.B. die Korngröße, die Kornbindung, das Kornmaterial des
Schleifwerkzeuges unter Umständen auch die Elastizität des Schleifbandes gewählt werden. Verwendet man für
einen speziellen Werkstoff ein falsches Schleifband, so kann dies zum unnötig raschen Verschleiß des
Schleifbandes führen. Als praktische Beispiele für solche aus verschiedenen Werkstoffen bestehenden Werkstükke
seien nur Gewehrschäfte oder Golfschlägerköpfe genannt. Dort ist vornehmlich die Werkstoffpaarung
Holz-Metall bzw. Holz-Kunststoff gegeben. Bei Golfschlägerköpfen sind hingegen zumeist sogar alle diese
drei Werkstoffe vorhanden. Derartige aus mehreren Werkstoffen zusammengesetzte Gegenstände mit unregelmäßigen
Formen konnten bisher nicht wirtschaftlich geschliffen werden, weil das Schleifwerkzeug entsprechend
den durch den härteren Werkstoff gegebenen Zerspanungsbedingungen auszuwählen war, für den
weicheren Werkstoff sich dieses Werkzeug in der Regel aber weniger eignete.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kopierschleifmaschine der eingangs genannten Art so
weiterzubilden, daß mit ihr auch aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzte Werkstücke in einer
Aufspannung automatisch allseitig bearbeitet werden können, und zwar unter Einhaltung optimaler Zerspanungsbedingungen
hinsichtlich aller am Werkstück zu bearbeitenden unterschiedlichen Werkstoffe.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Modell aufgeteilt ist in zwei komplementäre
Teilmodelle, von denen das eine der Bearbeitung des Werkstücks im Bereich des einen Werkstoffs und das
andere der Bearbeitung des Werkstücks im Bereich des anderen Werkstoffes zugeordnet ist und jedes Teilmodeil
in dem Bereich, indem es den Eingriff des ihm zugeordneten Bandschleifaggregats am Werkstück
nicht steuert, eine Verdickung aufweist.
Bei einer anderen Art von Maschinen zum Herstellen gekrümmter Flächen durch spanabhebende Bearbeitung
bei relativer Drehbewegung zwischen Werkstück und Drehzentrum (DT-AS 10 53 347) ist es zwar
bekannt, das Modell in zwei Teilmodelle aufzuteilen. Diese beiden Teilmodelle ergänzen sich aber nur im
Sinne einer Koordinatensteuerung für ein einziges
Werkzeug. An eine Aufteilung des Modells dergestalt, daß die Teilmodelle jeweils für sich aHein die
Bearbeitung bestimmter Teilbereiche am Werkstück steuern, ist hingegen nicht gedacht. Dieser Stand der
Technik konnte den Erfindungsgedanken zumindest in seiner Gesamtheit mithin nicht nahelegen.
Soweit Gegenstände zu bearbeiten sind, die aus mehr als zwei Werkstoffen unterschiedlicher Art bestehen, ist
es auch möglich, das Modell in mehr als zwei Teilmodelle aufzuteilen und erfindungsgemäß auszugestalten.
Für eine lange Standzeit der Schleifwerkzeuge und für eine genaue Bearbeitung des Werkstückes auch an
den Übergangsstellen zwischen zwei Werkstoffen ist es vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung an dem
Teilmodell, das der Bearbeitung des schwerer zerspanbaren Werkstoffes zugeordnet ist, zwischen der
Steuerfläche, gemäß der das Bandschleifaggregat am Werkstück angreift, und der Verdickung eine eine
überlappende Bearbeitung (des Werkstücks) ermöglichende Übergangszone vorhanden ist Dadurch ist
sichergestellt, daß lediglich das für den schwerer zerspanbaren Werkstoff zuständige Schleifband über
den leichter zu bearbeitenden Werkstoff hinwegschleift und nicht etwa der umgekehrte Fall eintritt, was zu einer
erheblichen Herabsetzung der Standzeit des für die Bearbeitung des weicheren Werkstoffs verwendeten
Schleifbandes führen würde.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 den Schnitt II-II aus F i g. 2,
Fig.2 den Grundriß einer erfindungsgemäßen
Kopierschleifmaschine, bei welcher als Werkstück ein Gewehrschaft eingespannt ist,
F i g. 3 den Schnitt VII-VII aus F i g. 1,
Fig.4 eine schematische Vorderansicht eines zu
schleifenden Golfschlägerkopfs und zweier zugehöriger Teilmodelle,
F i g. 5 eine Seitenansicht des in F i g. 3 dargestellten Golfschlägerkopfs und
Fig.6 die Untersicht des Golfschlägerkopfs nach
Fig. 3.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Kopierschleifmaschine zum Schleifen von Werkstücken mit unregelmäßiger
Körperform gezeigt.
Im vorliegenden Fall ist das Werkstück 2 ein hölzerner Gewehrschaft, an dem aus Metall bestehende
Teile 3,4 montiert sind.
Die Metallteile 4 gehörten zum Schloß des Gewehres und besitzen, wie in F i g. 3 gezeigt, sowohl oben einen
versenkten Abschnitt 5 als auch unten einen eingesetzten Abschnitt 6.
Der Gewehrschaft ist für die Schleifbearbeitung in vorgefräster Form zwischen zwei Einspannspindeln 7
und 8 eingespannt, die ihrerseits in Lagerstützen 9 und 10 drehbar gelagert sind. Die Einspannspindeln 7, 8
können für das Ein- und Ausspannen des Werkstücks 2 auf übliche Weise in Richtung ihrer Längserstreckung
verfahren werden.
Über und unter dem eingespannten Werkstück 2 sind &,
Werkzeugschlitten 11 und 12 vorhanden, die auf Längsführungen in Richtung des Doppelpfeiles A bzw.
B verfahrbar gelagert sind. Die Verfahrbewegung wird über Gewindespindeln 13 und 14 sowie nicht gezeigte
Gewindemuttem gesteuert, die mit den Schlitten Ii512
verbunden sind.
Wie Fig.2 entnommen werden kann, besitzt jeder
Werkzeugschlitten 11,12 zwei Lagerplatten 15 bzw. 16,
die einander gegenüberliegend angeordnet und miteinander über eine Achse 17 verbunden sind. In F i g. 2 der
Zeichnung sind jeweils nur die Lagerplatten 15 des Werkzeugschlittens 11 zu sehen. Es ist deutlich zu
erkennen, daß jede Lagerplatte 15, 16 eine eigene Gewindespindel 13 besitzt
Auf der Achse 17 ist ein Rohr 18 gelagert, von dem zwei einstückig damit verbundene Tragarme 19 und 20
wegragen. Die beiden freien Enden der Tragarme 19,20 sind mit einer Gabel 21 bzw. 22 versehen, wobei in der
zuerst genannten Gabel 21 eine Kontaktrolle 23 und in der zweiten Gabel 22 eine Kopierrolle 24 drehbar
gelagert ist
Die beiden Tragarme 19 und 20 sind aufgrund ihrer einstückigen Ausbildung mit dem Rohr 18 zu einer
Tragarmeinheit 25 verbunden.
F i g. 1 kann entnommen werden, daß vom Tragarm 19 nach oben ein Stützarm 26 wegragt, an dessen freiem
Ende eine Umlenkrolle 27 drehbar gelagert ist Um diese Umlenkrolle 27 und um die Kontaktrolle 23 ist ein
endloses Schleifband 28a gelegt, welches in F i g. 2 der Deutlichkeit halber weggelassen ist.
Der Antrieb des Schleifbandes 28a erfolgt im gezeigten Fall über Keilriemen 29 und 30. Der
Keilriemen 29 ist zwischen zwei Keilriemenscheiben 31 und 32 eingesetzt, von denen die erste auf der Welle 33
der Kontaktrolle 23 verkeilt ist, während die zweite auf der Achse 17 drehbar gelagert ist Einstückig mit der
Keilriemenscheibe 32 ist eine zweite Keilriemenscheibe 34 ausgebildet, um die der Keilriemen 30 gelegt ist. Auf
dem Werkzeugschlitten 11 ist oben deutlich ein Antriebsmotor 35 zu sehen, der mit einer weiteren
Keilriemenscheibe 36 für den Keilriemen 30 ausgestattet ist
Sofern der z. B. als Elektromotor ausgebildete Antriebsmotor 35 läuft, wird über die Keilriemen 29,30
auch das Schleifband 28a in Bewegung gehalten.
Der Tragarm 19 wird mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit 37 so nach unten gedrückt, daß das
insgesamt mit 28 bezeichnete Bandschleifaggregat im gezeigten Fall gut in Anlage an das Werkstück 2 kommt.
Der Werkzeugschlitten 12 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie der eben beschriebene Werkzeugschlitten
11. Deshalb sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Es besteht jedoch der
Unterschied, daß das mit 38 bezeichnete Bandschleifaggregat des Werkzeugschlittens 12 mit einem Metallschleifband
39a bestückt ist, während das Schleifband 28a ein Holzschleifband ist. Des weiteren ist die
Keilriemenführung für den Antrieb des Schleifbandes 39a etwas anders gelegt. Im Falle des Werkzeugschlittens
12 führt von der Keilriemenscheibe 32 der Keilriemen 29 statt zur Kontakt- zur Umlenkrolle 27,
wo die entsprechende Keilriemenscheibe auf der Welle der Umlenkrolle 27 aufgekeilt ist Das Metallschleifband
39a weist in nicht gezeigter Weise eine größere Länge auf, als das Holzschleifband 28a. Auf diese Weise
können die Standzeiten beider Schleifbänder 28a, 39a einander angeglichen werden.
Fig.2 der Zeichnung kann entnommen werden, daß
parallel zum Werkstück 2 zwei Teilmodelle 39 und 40 vorhanden sind, die ebenso wie das Werkstück 2
zwischen Einspannspindeln 7 und 8 gespannt sind. Auf der rechten Seite in F i g. 2 ist gezeigt, daß die Spindeln 8
jeweils durch die Lagerstütze 10 hindurchgeführt und am freien Ende mit einem Kettenrad 41 versehen sind,
die zum Erzeugen einer synchronen Drehbewegung miteinander über eine gemeinsame Antriebskette 42 in
Verbindung stehen. Der Antrieb der Kette 42 erfolgt über einen Elektromotor 43.
Gemäß der Erfindung ist jedem Teilmodell 39 bzw. 40
jeweils eine Kopierrolle, nämlich einmal die Rolle 24 und einmal die Rolle 44 zugeordnet, wobei die letztere
durch das Teilmodell 40 verdeckt ist Während die Kopierrolle 24 der Tragarmeinheit 25 zugeordnet ist, ist
die Kopierrolle 44 einer in Fig.2 verdeckten und in
F i g. 1 lediglich angedeuteten Tragarmeinheit 45 zugeordnet Diese ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie
die Tragarmeinheit 25. Sie befindet sich jedoch, wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, unterhalb der Ebene des
Werkstücks 2 und der Teilmodelle 39, 40. Es sei klar herausgestellt, daß in der Tragarmeinheit 45 das
Bandschleifaggregat 38 und die Kopierrolle 44 miteinander formschlüssig verbunden sind, während in der
Tragarmeinheit 25 das Bandschleifaggregat 28 und die Kopierrolle 24 miteinander bewegungsgleich in Verbindung
stehen. Die Tragarmeinheit 45 besitzt ein ähnliches Rohr 18, das ebenfalls wie bei der Tragarmeinheit 25 auf
einer die beiden Lagerplatten 16 verbindenden Achse 17 verschwenkbar gelagert ist.
Das Werkstück 2 und die Teilmodelle 39 und 40 sind in einer Ebene nebeneinander und parallel zueinander
angeordnet, wobei das Teilmodell 39 für die Steuerung der Holzbearbeitung und das Teilmodell 40 für die
Steuerung der Metallbearbeitung Verwendung findet. Für das allseitige Schleifen des aus bezüglich den
Schleifeigenschaften verschiedenen Werkstoffen, nämlich aus Holz und Metall bestehenden Gewehrschafts
sind die beiden Teilmodelle 39, 40 so aufeinander abgestimmt, daß sie sich ergänzen. Dies geschieht
dadurch, daß das Teilmodell 39 Steuerflächen 46 aufweist, bei denen sich das Bandschleifaggregat 28 im
Eingriff mit dem Werkstück 2 befindet, und Verdickungen 47 besitzt, wo das ebengenannte Bandschleifaggregat
28 am Werkstück 2 nicht anliegt und infolgedessen auch keine Bearbeitung stattfindet. Das Teilmodell 40
dagegen, mit Hilfe dessen das Metallschleifband 39a in seiner Bewegung gesteuert wird, besitzt im wesentlichen
dort, wo das Teilmodell 39 seine Steuerflächen 46 hat, seine Verdickungen 48 und dort, wo das Teilmodell
39 seine Verdickungen 47 besitzt, seine Steuerflächen 49. Im vorliegenden Fall sind z. B. die Verdickung 47 und
die Steuerfläche 49 in ihrer Funktion so überlappend ausgebildet, daß das Metallschleifband 39a in den
Randbereichen des Metallteiles 4 noch ein wenig über die Holzoberfläche des Gewehrschaftes hinwegstreicht,
um so einen bündigen Anschluß des Holzes an das Metallteil 4 zu erreichen. Es ist somit klar, daß die
Kopierrolle 44 den Schleifvorgang für die Metallteile 4 steuert, während die Kopierrolle 24 das Schleifen der
Holzteile des Werkstücks 2 steuert.
Die erfindungsgemäße Kopierschleifmaschine wird folgendermaßen betrieben: Zuerst wird zwischen den
Einspannspindeln 7 und 8 der Werkstückrohling 2 eingesetzt, ebenso wie zwischen den anderen Einspannspindeln
7, 8 die Teilmodelle 39 und 40 eingesetzt werden. Es ist darauf zu achten, daß die Teilmodelle 39,
40 untereinander und zu dem Werkstück 2 in der richtigen Position eingesetzt werden, so daß sich nicht
etwa ein Winkelversatz ergibt und entweder die beiden Teilmodelle 39,40 nicht miteinander harmonieren oder
eines der Teilmodelle 39, 40 zum Werkstück 2 nicht harmoniert Ist dies geschehen, so können über den
Elektromotor 43 und die Kette 42 die Spindeln 7,8 und
damit sowohl das Werkstück 2 als auch die Teilmodelle 39,40 in Drehung versetzt werden. Als nächstes können
die Bandschleifaggregate 28, 38 durch Einschalten der Antriebe 35 anlaufen. Sodann werden die beiden
Werkzeugschlitten 11 und 12 in Bewegung gesetzt Die jeweiligen Kopierrollen 24 und 44 tasten nunmehr, z. B.
S am vorderen Ende beginnend, die dazugehörigen Teilmodelle 39 und 40 ab und steuern damit die
Bewegungen der entsprechenden Bandschleifaggregate 28 und 38. Soweit die Kopierrollen 24, 44 an einer
Verdickung 47, 48 anliegen, besteht ein Abstand zwischen dem Werkstück 2 und dem entsprechend
gesteuerten Bandschleifaggregat 28, 38. Andererseits befindet sich das entsprechende Bandschleifaggregat
28, 38 im Arbeitseingriff, soweit die dazugehörige Kopierrolle 24, 44 an einer der Steuerflächen 46, 49
anliegt.
Durch Drehen der Einspannspindeln 8 und Verfahren der Werkzeugschlitten 11 und 12 in Richtung der Pfeile
A und B werden die beiden Teilmodelle 39, 40 vollkommen durch die jeweiligen Kopierrollen 24, 44
abgetastet Da die beiden Teilmodelle 39,44 sich in ihrer Steuerfunktion zur allseitigen Bearbeitung des Werkstücks
2 ergänzen, wird das Werkstück 2 insgesamt vollständig geschliffen. Dabei ist es möglich, den
Gewehrschaft im höchsten Maße form- und gewichtstreu zu schleifen. Eine Maßgenauigkeit von weniger als
2/io mm ist dabei erzielbar, was für Holz sehr genau ist
In F i g. 4,5 und 6 ist noch das allseitige Schleifen eines
Golfschlägerkopfes 50 aus Holz gezeigt Solche Schlägerköpfe sind einstückig mit einem Schaft 51
versehen, der für die Befestigung der mit einem Handgriff versehenen Schlägerstange dient Die
Schlägerstange wird zu diesem Zweck in eine Bohrung des Schaftes 51 eingeführt und dort befestigt.
Der Schlägerkopf 50 selbst besteht aus hartem Schichtholz mit Schichten von einer ungefähren Stärke
von 1 mm. Auf der eigentlichen Schlagfläche 52 ist ein Kunststoffeinsatz 53 versenkt angebracht. An der
Unterseite des Schlägerkopfes 50 ist, wie in F i g. 6 gut gezeigt ist eine Metallplatte 54 aus Messing mit Hilfe
von Schrauben befestigt. Auch diese Platte 54 ist versenkt eingesetzt, so daß beim fertiggeschliffenen
Schlägerkopf 50 ein ebener Übergang zwischen der Metallplatte 54 und dem benachbarten zungenartigen
Bereichen 55 und 56 des Schlägerkopfes 50 besteht.
Der gezeigte Schlägerkopf 50 kann in seiner rohgefrästen Form zusammen mit dem bereits montierten
Kunststoffeinsatz 53 und der Metallplatte 54 auf seine fertige Form mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Kopierschleifmaschine geschliffen werden.
In F i g. 4 ist analog zu der in F i g. 1 und 2 gezeigten Kopierschleifmaschine, die Vorderansicht der für die
Bearbeitung des Schlägerkopfes 50 eingerichteten Kopierschleifmaschine gezeigt. Die Anordnung der
Einzelteile der Kopierschleifmaschine ist jedoch nur
SS schematisch angedeutet
In Fig.4 ist ganz links das Werkstück, der
Schlägerkopf 50, gezeigt Darüber befindet sich ein Bandschleifaggregat 57 mit einem Holzschleifband 57a
und darunter ein Bandschleifaggregat 58 mit dem Metallschleifband 58a Neben dem Schlägerkopf 50 ist
das erste Teilmodell 59 angedeutet, daneben das Teilmodell 60. Über dem Teilmodell 59 ist eine
Kopierrolle 61 und unter dem Teilmodell 60 eine Kopierrolle 62 zu sehen. Analog zu der in Fig.2
gezeigten Kopierschleifmaschine wird das Holzschleifband 57a mit Hilfe der Kopierrolle 61 und das
Metallschleifband 58a mit Hilfe der Kopierrolle 62 gesteuert. Zu diesem Zweck ist das Bandschleifaggregat
58 über eine erste Tragarmeinheit mit der Kopierrolle 62 gekoppelt, während das Bandschleifaggregat 57 mit
der Kopierrolle 61 über eine zweite Tragarmeinheit gekoppelt ist.
Es ist deutlich zu erkennen, daß das Teilmodell 59 an den schraffierten Stellen mit einer Verdickung 63
versehen ist, während der übrige Umfang eine Steuerfläche 64 bildet. Beim Teilmodell 60 ist in
Ergänzung zum Teilmodell 59 derjenige Teil, der der Steuerfläche 64 des Teilmodells 59 entspricht als
Verdickung 65 ausgebildet und, analog dazu, der restliche Umfangsbereich als Steuerfläche 66. Im
gezeigten Fall sind beide Kopierrollen 61 und 62 gerade
in Anlage an der jeweiligen Steuerfläche 64,66, weshalb auch die beiden Schleifbänder 57a und 58a gemeinsam
an dem Schlägerkopf 50 anliegen.
Die jeweiligen Drehachsen der Teilmodelle 59,60 und
des Schlägerkopfs 50 sind durch Achsenkreuze gekennzeichnet. Der Bearbeitungsvorgang für den gezeigten
Schlägerkopf 50 läuft analog zu dem vorstehend
IO geschilderten Arbeitsvorgang des Gewehrschaftes. Lediglich wird bei dem gezeigten Schlägerkopf 50 auch
der Kunststoffeinsatz 53 von dem Holzschleifband 57a mit bearbeitet, da sich der verwendete Kunststoff
bezüglich seiner Schleifbarkeit nicht wesentlich von Holz unterscheidet.
In F i g. 5 ist schematisch die Verfahrbewegung der einzelnen Bandschleifaggregate 57, 58 durch Pfeile
eingezeichnet. Beim unteren Bandschleifaggregat 58, das lediglich für die Bearbeitung der Metallplatte 54
dient, ist es möglich, dieses über den Bereich, in dem keine Bearbeitung erfolgt, im Schnellgang zu verfahren
und seine Verfahrgeschwindigkeit erst im Bereich des Arbeitseingriffs zu verringern.
Um bei dem Schlägerkopf 50 an der Unterseite ein einheitliches Schliffbild am Schluß der Bearbeitung zu
erzielen, ist es beabsichtigt, den Schlägerkopf 50 winkelgenau in der in Fig.4 gezeigten Stellung zu
arretieren und mit Hilfe des Metallschleifbandes 58a die Unterseite insgesamt zu überschleifen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 709 540/474