DE2733070A1

DE2733070A1 - Schleifmaschine

Info

Publication number: DE2733070A1
Application number: DE19772733070
Authority: DE
Inventors: Jun Robert Gordon Bennett; Alfred Theodore Parrella
Original assignee: USM Corp
Current assignee: Farrel Corp
Priority date: 1976-07-28
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1978-02-02
Also published as: IT1082234B; US4077163A; JPS6222745B2; CA1075006A; GB1583266A; JPS5315694A

Description

Mein Zeichen: P 2538 München, den 21. Juli 1977

Anmelder: USM Corporation ^we Flemington / New Jersey Zustelladresse: 140 Federal Street

Boston, M*es.02107 USA

Schleifmaschine

Öle Erfindung betrifft eine Schleifmaschine mit einer Vorrichtung zum Drehen eines Werkstücks um eine Maschinenachse und einem Schleifspindelstock.

Nach dem Stand der Technik bestehen Schleifmaschinen im wesentlichen aus einem Spindelstock und einem Reitstock, zwischen denen das Werkstück zum Drehen eingespannt ist. Das Werkstück ist typischerweise eine Stahlwalze, die in der Papier- oder Stahlindustrie verwendet wird, die zu im allgemeinen zylindrischer Form mit extrem engen Toleranzen geschliffen werden muß. Eine Schleifscheibe ist drehbar auf einer Grundplatte montiert, die zu der Walze hin und von ihr fortbewegt werden kann. Die Grundplatte ihrerseits ist für diese

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Gleitbewegung auf einem Schlitten angebracht, der entlang dem Werkstück bewegt werden kann. Um eine Feineinstellung der Schleifscheibeneingabe zu erzeugen, ist die Scheibe auf einem Bauteil angebracht, das Schleifspindelstock genannt wird. Der Schleifspindelstock nach dem Stand der Technik weist einen großen Gußkörper auf, der auf der Grundplatte zur Drehbewegung quer zur Längsachse der Walze montiert ist. Durch Drehen des SchleifSpindelstocks um seine Achse, die von der Schleifscheibenachse versetzt ist, kann eine Eingabenbewegung des Schleifrades erreicht werden.

Der größte Teil der Einrichtung für den Antrieb und die Steuerung der Schleifscheibe ist auf dem Schleifspindelstock angebracht und schafft dabei ein Bauteil an der Maschine mit einer beträchtlichen Masse. Zwar sind die Vorteile für diesen Eingangstyp beträchtlich, jedoch ist seine Struktur von Natur aus dynamisch weich oder locker. Die vorherrschenden dynamischen Kräfte greifen an dem Schleifspindelstock aufgrund der Kräfte zwischen der Schleifscheibe und der Walze horizontal an. Die bedeutendste Konstruktion, die diesen Kräften entgegengesetzt ist, ist die tragende Fläche an der Drehachse des Schleifspindelstocks. Diese Tatsache schafft zusammen mit der großen Masse des Schlelfspindelstocks eine ernste Schwierigkeit bei der Erzielung einer genauen Oberflächenendbearbeitung an der Walze.

Dieselben Faktoren treffen auf die statischen Kräfte zu, was ebenfalls Schwierigkeiten bei der Begrenzung der Genauigkeit, jedoch in einem geringeren Ausmaß, macht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Masse des Schleifspindelstocks beträchtlich zu verringern, während die tragenden Flächen, die die dynamischen und statischen Kräfte aufnehmen, vergrößert werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schleifmaschine der eingangs genannte Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine erste Tragvorrichtung, auf der eine Schleifscheibe zur Um-

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drehung um eine erste Achse zum Bearbeiten eines Werkstücks angebracht werden kann, eine zweite Tragvorrichtung, auf der die erste Tragvorrichtung angebracht ist, und eine dritte Tragvorrichtung aufweist, von der die zweite Tragvorrichtung zur Drehbewegung um eine zweite Achse, die von der ersten Achse versetzt ist, zur Bewegung einer Schleifscheibe auf der ersten Tragvorrichtung relativ zu der dritten Tragvorrichtung zu und von der Maschinenachse'getragen wird, wobei die zweite Tragvorrichtung zur Drehung um die zweite Achse innerhalb der dritten Tragvorrichtung in einer Anordnung von Lagern gelagert ist, die in der dritten Tragvorrichtung angeordnet ist und die erste und zweite Achse parallel zu einander und zur Maschinenachse verlaufen.

Der Schleifspindelstock gemäß der Erfindung ist im wesentlichen in zylindrischer Form konstruiert und auf der Schleifscheiben-Grundplatte zur Drehbewegung um ihre Achse angebracht. Der Schleifspindelstock ist in einem weiten Lager gelagert, um die verfügbare tragende Oberfläche zu erhöhen. Die Schleifscheibenwelle ist drehbar in dem Schleifspindelstock gelagert. Die Drehachse der Schleifscheibe ist leicht versetzt von der Achse des Schleifspindeistocks angeordnet. Ein Hebel ist an dem Schleifspindelstock befestigt und erstreckt sich von dort radial nach außen, wo er mit einer Schraubenspindel verbunden ist, um eine gesteuerte Drehung des Schleifspindelstocks zu verursachen. Wenn die Schraubenspindel gedreht wird, bewegt sich die Achse der Schleifscheibe und daher die Schleifscheibe in Richtung zu dem Werkstück oder von diesem weg und erzeugt so eine feineinstellbare Eingabe für das Schleifverfahren. Da der Schleifspindelstock erfindungsgemäß wesentlich geringere Größe aufweist, ist der Antriebsmotor für die Schleifscheibe auf einer getrennten Halterung angebracht, die ihrerseits zur Bewegung auf Bahnen in der Grundplatte angeordnet ist. Die Drehbewegung des Antriebsmotors wird über Riemen und Antriebsscheiben auf die Schleifscheibenspindel übertragen. Da die Motor-

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halterung jetzt getrennt und in Bezug auf den Schleifspindelstock relativ beweglich ist, muß sie über ein Hebelsystem an den Schleifspindelstock gekoppelt sein, um den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Umdrehung für die Antriebsscheiben konstant zu halten.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand von Figuren beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schleifmaschine nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ist eine seitliche Ansicht des tragenden Aufbaus der Schleifscheibe und des Eingabemechanismus gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Schleifspindelstock und die Wellenlagerung gemäß der Erfindung entlang der Linie 3-3 und

Fig. 4 ist eine Aufsicht auf die SchleifScheibenkonstruktion, die den Kupplungsmechanismus für den Antriebsmotor zeigt.

Der Walzenriffler nach dem Stand der Technik, an den die erfindungsgemäße Vorrichtung angepaßt ist, wird in Fig. 1 gezeigt. Er besteht im wesentlichen aus Spindelstock 2 und Reitstock 3, zwischen denen eine Walze 4 zur Drehung während des Schleifvorgangs eingespannt ist. Die Walze 4 wird von einem Support- und Beilagekeilsatz für die Walzenzapfen abgestützt. Reitstock 3 ist auf Bahnen 7 zu seiner Einstellung auf die Länge der Walze 4 angebracht. Die Walze 4 wird durch Wirkeingriff mit dem Spindelstock 2 angetrieben. Das Schleifwerkzeug enthält eine Schleifscheibe 8, die auf einem Schleifspindelstock 9 montiert ist. Der Schleifspindelstock 9 wiederum ist zur Drehbewegung über Lager 11 auf einer Grundplatte 1o angeordnet. Die Grundplatte 1o ist mittels (nicht dargestellter) Bahnen an dem Schlitten 12 befestigt, um eine gleitende Bewegung der Grundplatte 1o auf dem Schlitten in Richtung quer zur Achse der Walze 4 zu ermöglichen. Der

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Schlitten 12 ist auf dem Maschinenunterbau 13 auf Bahnen 14 angebracht, um eine Bewegung des Schlitten 12 in einer Richtung parallel zur Achse der Walze 4 zu ermöglichen.

Im Betrieb wird die Schleifscheibe 8 in Längsrichtung auf dem Schlitten 12 bewegt, während sich die Walze dreht. Die Schleifscheibe wird durch Quereingabebewegung auf der Grundplatte 1o zum Kontakt mit der Walze eingestellt. Eine weitere Einstellung der Eingabe wird durch Drehung des Schleifspindelstocks 9 in dem Lager 11 erreicht.

Wegen dieser Drehbewegung ist die Schleifscheiben-Antriebsvorrichtung mit Motor 15 und Riemenantrieb 16 auf dem Schleifspindelstock 9 angeordnet. Dies erhöht die Masse des Schleifspindelstocks in hohem Maße zum Schaden der dynamischen Festigkeit der Konstruktion.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Eingabemechanismus wird am besten aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich. Sie be steht aus einer Grundplatte 17, die über Bahnen auf einem Schlitten 12 befestigt ist, was eine Gleitbewegung in Querrichtung zuläßt. Diese Bewegung ergibt einen Teil der Eingabe-Einstellung für die Schleifscheibe 8, während der Schlitten 12 die Eingabe in Längs richtung herstellt. Die Schleifscheibe 8 ist zur Drehung auf der Welle 18 angebracht, die ihrerseits in dem Schleifspindelstock zur Drehung um die Achse 2o gelagert ist. Der Schleifspindelstock ist auf der Grundplatte 17 zur Drehung um die Achse 21 gefestigt. Schleifspindelstock 19 ist über den Hebel 22 mit der Schrauben spindel 23 in Wirkverbindung. Durch den Antrieb der Schraubenspindel 23 mit dem Motor 24 wird eine gesteuerte Drehung des Schleif spindelstocks 19 um die Achse 21 erreicht. Durch diese Drehung be wegt sich die Achse 2o der Welle 18 durch einen Bogen in Richtung auf ein Werkstück, wie z.B. eine Walze gemäß Fig. 1, oder von diesem weg. Dabei ist zu beachten, daß diese Bewegung direkt eine Hingabestellung für die Schleifscheibe 8 erzeugt.

Die Welle 18 wird über Antriebsscheiben 26 und 27, die mit Riemen

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verbunden sind, von dem Motor 25 angetrieben. Da der Abstand zwischen den Drehmittelpunkten der Scheiben 26 und 27 konstant gehalten werden muß, um das Antriebssystem in Gang zu halten, muß der Motor 25 gegenüber der Grundplatte 17 beweglich sein. Um dies zu erreichen, wird der Motor 25 auf einer getrennten Platte 3o angebracht, die ihrerseits auf Bahnen in der Grundplatte 17 für eine Gleitbewegung parallel zur Eingaberichtung angebracht ist. Durch Koppeln der Motorgrundplatte 3o an den Schleifspindelstock 19 kann der Abstand 29 konstant gehalten werden. Daher ist ein Verbindungsstück 31 mit dem Hebel 22 eine gewisse Strecke unterhalb der Achse 21 des Schleifspindelstocks verbunden. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist Verbindungsstück 31 drehbar mit Verbindungsstück 32 verbunden und Verbindungsstück 3 2 ist drehbar an dem Zapfen 33 befestigt. Verbindungsstück 32 ist an einem Punkt jenseits des Zapfens 33 mit der Motorgrundplatte 3o verbunden. Diese Verbindung wird über ein zusätzliches Verbindungsstück 34 über den Ankerbolzen 35 erreicht. Die Drehbewegung des Hebels wird daher über die Gelenkverbindung 81 bis 34 auf die Motorgrundplatte 3o übertragen und ist so berechnet, daß sie den Abstand 29 auf einem festen Wert hält. Die tragende Konstruktion für den Schleifspindelstock 19 und die Welle 18 ist am besten aus Fig. 3 ersichtlich. Schleifspindelstock 19 wird von zwei hydrostatischen Lagerungen getragen, die eine Drehachse 21 für den SchMf spindelstock 19 erzeugen. Welle 18 ist innerhalb des Schleifspindelstocks 19 mittels eines Paars hydrostatischer Lageranord nungen angebracht, die eine Drehachse 2o für die Welle 18 erzeugen.

Der Eingabemechanismus wird dadurch in Gang gesetzt, daß man den Motor 24 anschaltet, der über die Schraubenspindel 23 und den Hebel 22 eine Drehung des Schleifspindelstocks 19 um seine Achse 21 verursacht. Die Bewegung läßt die Welle 18 sich um die Achse 21 drehen und bewegt dabei die Schleifscheibe 8 zur Walze 4 hin oder von ihr fort. Da diese Bewegung durchgeführt wird, während das Schleifrad 8 von dem Motor 25 über Riemen und Antriebsscheiben 26 bis 28 angetrieben wird, muß der Abstand 29 konstant gehalten werden. Dies erfolgt, wie vorstehend beschrieben, dadurch, daß

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die Motorgrundplatte 3o mittels eines Gelenks 31 bis 34 an die Welle 18 gekoppelt ist. Die Motorgrundplatte 3o bewegt sich daher über dieselbe Entfernung wie die Schleifscheibe 8.

Auf diese Weise wird die tragende Fläche, die den Schleifspindelstock 19 trägt, stark vergrößert, während die Masse dieser Konstruktion wesentlich verringert wurde, was eine beträchtliche Erhöhung der dynamischen Festigkeit der Schleifmaschine 1 ergibt.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Verwendung in einer Schleifmaschine. Sie besteht aus einem Mechanismus, der die Schleifspindelstocklagerung der Schleifscheibe drehbar zur Bewegung um eine Achse, die exzentrisch zur Achse der Schleifscheibe ist, lagert. Ein an dem Schleifspindelstock-Aufbau befestigter Hebel überträgt Bewegung von einer Schraubenspindel, um den Schleifspindelstock um seine Achse zu drehen und bewegt dabei die Schleifscheibe zur Erzeugung der Eingabe für die Schleifmaschine. Der Antriebsmotor für die Schleifscheibe ist getrennt zur damit gekoppelte Bewegung angebracht.

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Claims

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Patentansprüche

M.)Schleifmaschine mit einer Vorrichtung zur Drehung eines Werkstücks um eine Maschinenachse und einer Schleifspindelstockanordnung, dadurch gekennzeichnet,daß sie eine erste Tragvorrichtung (18), auf der eine Schleifscheibe (8) zur Drehung um eine erste Achse (2o) zum Bearbeiten des Werkstücks (4) angebracht werden kann, eine zweite Tragvorrichtung (19), auf der die erste Tragvorrichtung (18) angebracht ist, und eine dritte Tragvorrichtung (17) enthält, von der die zweite Tragvorrichtung (19) zur Drehbewegung um eine zweite Achse (21), die von der ersten Achse (2o) versetzt ist, zur Bewegung einer Schleifscheibe (8) auf der ersten Tragvorrichtung (18) in Beziehung zu der dritten Tragvorrichtung (17) zu der Maschinenachse hin und von ihr weg

gelagert ist, wobei die zweite "flagvor-

richtung (19) zur Drehung um die zweite Achse (21) innerhalb der dritten Tragvorrichtung (17) in einer Lageranordnung, die in der dritten Tragvonlchtung (17) angebracht ist, gelagert ist und die erste (2o) und zweite (21) Achse parallel zueinander und zur Maschinenachse sind.
2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Tragvorrichtung (18) einen Wellenteil aufweist, der zur Drehung um die erste Achse (2o) innerhalb der zweiten Tragvorrichtung (19) in einer Anordnungvon Lagern, die durch die zweite Tragvorrichtung (19) vorgesehen werden, gelagert ist.
3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (22, 23, 24) zur Drehung der zweiten Tragvorrichtung (19) un die zweite Achse (21) aufweist.
4. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Drehen der zweiten Tragvorrichtung (19) um die zweite Achse (21) eine Schraubenspindel (23) und einen ersten Motor (24) aufweist, der zum Drehen der

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Schraubenspindel (23) angeordnet ist, wobei die zweite Tragvorrichtung (19) ein Teil einer mit Gewinde versehenen Mutter aufweist, das auf der Schraubenspindel (23) angebracht ist.
5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterteil aus einem Hebelarm besteht, der radial von der zweiten Achse (21) hervorragt.
6. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Antriebsvorrichtung (25) , die eine Schleifscheibe (8), welche auf der ersten Tragvorrichtung (18) angebracht ist, um die erste Achse (2o) während des Betriebs der Maschine dreht, wobei die Antriebsvorrichtung (25) einen Motor mit einer Antriebswelle enthält, die zur Drehung um eine Motorachse, die von der ersten Achse (2o) versetzt ist, angeordnet ist, und eine Übertragungsvorrichtung (26, 27, 28) enthält, die zur übertragung von Drehbewegung der Antriebswelle auf die Schleifscheibe (8) angeordnet ist, wobei der Motor (25) auf der dritten Tragvorrichtung (17) gegenüber dieser dritten Tragvorrichtung (17) beweglich angebracht ist und die Maschine eine Verbindung (31, 32, 33, 34, 35) aufweist, die den Motor (25) und die Tragvorrichtung (17) verbindet, wodurch bei einer Drehbewegung der zweiten Tragvorrichtung (19) der Motor (25) auf der dritten Tragvorrichtung (17) bewegt wird, um den Abstand (29) zwischen der ersten Achse (2o) und der Motorachse im wesentlichen konstant zu halten.
7. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Tragvorrichtung (17) auf einem Schlitten (12) zur Bewegung gegenüber der Maschina in senkrechter Richtung zur Maschinenachse angebracht ist.
8. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (12) zur Bewegung entlang der Maschine in Parallelrichtung zur Maschinenachse angebracht ist.

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