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Schleifmaschine für die Anbringung von Dekorations-
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schliffen an Hohlgläsern.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine der dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zugrundeliegenden Art.
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Eine solche Schleifmaschine ist durch die DE-AS 24 37 010 bekannt.
Sie vermag auf Trinkgläsern, Vasen u. dergl. Schliffmuster herzustellen, bei denen
sich unabhängig vom Verlauf des Schliffes stets ein gleichmäßiger, d.h. symmetrisch
zur Oberfläche liegender und gleichmäßige Breite aufweisender Keilschliff ergibt,
weil dafür gesorgt ist, daß die Schleifscheibe stets senkrecht zu der Tangentialebene
an der Schleifstelle bleibt. Exakt möglich ist dies jedoch mit den Mitteln der DE-AS
24 37 010 nur für einen bestimmten Schleifscheibendurchmesser.
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In der Praxis muß jedoch mit durchaus verschiedenen Schleifscheibendurchmessern
gerechnet werden, sei es durch Abnutzung, sei es weil ~je nach den Anforforderungen
des
Schliffs bzw. des Glases von vorneherein Schleifscheiben unterschiedlicher Durchmesser
zum Einsatz kommen. Diese Variable kann bei der in der DE-AS 24 37 010 dargestellten
Schleifmaschine nicht berücksichtigt werden.
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Die Steuerung der verschiedenen Vorschübe geschieht beim Gegenstand
der DE-AS 24 37 010 durch fotoelektronische Abtastung eines sogenannten Trägerkörpers,
der eine dem Schliffverlauf entsprechende Kurve trägt und synchron mit dem Glasrohling
bewegt wird. Es handelt sich also um eine Kopiereinrichtung. Um die allzeit senkrechte
Stellung der Schleifscheibe auf dem Glasrohling zu erreichen, ist es erforderlich,
daß nicht nur der Glasrohling in seiner Achsrichtung verschiebbar und um diese Achse
drehbar und die Schleifscheibe um eine Achse schwenkbar sind, sondern esFüssen auch
die Schwenkachse der Schleifscheibe und die Achse des Glashalters gegeneinander
neigbar sein. Für diese Neigbarkeit wird bei der DE-AS 24 37 010 der ganze Schleifkopf
mittels eines zweiten Schwenkantriebes geneigt, der über eine den axialen Verlauf
der Glaskontur wiedergebende Steuerkurve steuerbar ist.
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Der Schleifkopf ist ein schweres Bauelement, welches einen erheblichen
Steuerungsaufwand erfordert, wenn es feinfühlig, wie für die Durchführung eines
Glasschliffes~erforderlich, bewegt werden soll. Der Schwerpunkt des. Schleifkopfes
liegt konstruktionsbedingt außerhalb der Schwenkachse, so daß er eine Art Unwucht
aufweist und sich bei geneigter Schwenkachse durch
das Aufheben
bzw. Absenken des Schwerpunktes bei der Schwenkung ein sehr ungleichmäßiger Drehmomentbedarf
ergibt. Die Anforderungen vervielfachen sich, wenn es sich wie üblich um Maschineneinheiten
mit vier oder acht Schleifköpfen handelt. Die entsprechende Steuerung ist kaum mit
der erforderlichen Feinfühligkeit und Geschwindigkeit realisierbar. Auch die Tatsache,
daß bei der bekannten Ausführungsform die Steuerung über Schablonen erfolgt und
in die Steuerung die Abtastfehler eingehen, trägt dazu bei, daß die Anordnung nach
der DE-AS 13 27 010 kompliziert ist und dennoch nur mit geringer Geschwindigkeit
und wenig zufriedenstellend zu arbeiten vermag.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schleifmaschine der dem Oberbegriff
entsprechenden Art so auszugestalten, daß mit möglichst geringem Aufwand eine Steuerung
der Vorschubbewegungen möglich ist, die die Schleifscheibe stets senkrecht zur Glasoberfläche
hält.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 wiedergegebenen
Merkmale gelöst.
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Der Schleifkopdbraucht dadurch in der Schleifmaschine nur noch in
einer horizontalen Ebene gedreht zu werden, was mit relativ geringen Momenten und
ohne Verlagerung seines Schwerpunktes möglich ist. Die für die ständige Senkrechthaltung
der Schleifscheibe auf der Glasoberfläche erforderliche Neigbewegung wird von der
Glashalterung ausgeführt, die wesentlich leichter ist als der Schleifkopf und keine
großen Steuerkräfte erfordert sowie schneller und präziser gesteuert werden kann.
Dadurch, daß alle Bewegungen programmgesteuert erfolgen, entfallen alle
Ungenauigkeiten,
die durch das Abtasten von Schablonen in die Steuerung sonst hineinkommen. Es brauchen
auch nicht für jede Glasform eine oder mehrere Schablonen bereitgehalten zu werden,
vielmehr ist es möglich, das Steuerprogramm für eine bestimmte Glasform durch eine
Anzahl von Meßdaten anzupassen und in Form eines der üblichen Träger, z.B. eines
Lochbandes oder dergl. bereitzuhalten. Es braucht also lediglich der Datenträger
ausgewechselt, nicht aber ein Umbau oder eine Neujustierung der Maschine unter Auswechseln
von Schablonen vorgenommen zu werden. Der jeweilige Schleifscheibendurchmesser wird
zu Beginn eines Schliffes bzw. einer Schliffserie zusätzlich in die Steuerung eingegeben.
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Die gesamte erfindungsgemäße Mechanik ist so ausgebildet, daß die
Positionen und Bewegungen der fünf Antriebe eindeutig vorgebbar sind. Das ist die
Voraussetzung für eine rechnergestützte Programmsteuerung, wenn sich nach Eingabe
der Glasprofilkoordinaten, des Schleifscheibendurchmessers und der Schlifform der
gewünschte Schliffverlauf und die gewünschte wahre Schliffgeschwindigkeit auf der
sphärisch gekrümmten Glasoberfläche einstellen sollen.
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Anspruch 2 gibt eine Möglichkeit der Einfügung des Schleifdruckzylinders
in den Neigungsmechanismus wieder, wodurch nur eine Drehachse und nur ein homokinetisches
Gelenk zur Veränderung der Neigung und des Schleifdrucks erforderlich sind. Gleichzeitig
dient der Schleifdruckzylinder als elastisches Element, um einen zu harten und ungleichm§ßìgen
Angriff der Schleifscheibe am Glas zu vermeiden.
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Anspruch 3 gibt eine bauliche Ausführung an, während gemäß Anspruch
4 der Schleifdruck nicht nur in einzelprogrammierten Stufen auswählbar und veränderbar
ist wie im Stand der Technik, sondern in durch das Steuerprogramm mittels eines
einzigen Druckregelgeräts für jeden Einzelschliff beliebig vorwählbar ist und in
beliebigem Verlauf an die einzelnen Glas- und Schlifformen angepaßt werden kann.
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Der Gegenstand des Anspruchs 5 erleichtert die Hubbewegung der die
Antriebe der Glashalterung tragenden Bühne.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahre zur Steuerung
der Schleifmaschine und sieht in der Ausgestaltung nach Anspruch 6 vor, daß das
Ansetzen der Schleifscheibe an das Glas mittels der Neigbewegung des Glashalters
erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß die Geschwindigkeit der Ansetzbewegung in die
Programmsteuerung einbezogen werden kann (Anspruch 7), so daß das gefürchtete Brennen
beim Ansetzen und Einschleifen in das volle Material unterbleibt, wodurch sowohl
die Schliffqualität als auch die Haltbarkeit der Schleifscheiben verbessert werden.
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Zur Erzielung eines möglichst sanften Einschleifens empfiehlt sich
weiterhin die Maßnahme nach Anspruch 8.
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Die Steuerungsmaßnahme nach Anspruch 9 ist insbesondere für stärker
konische und bauchigere Gläser von Vorteil, bei denen gegenüber der Achse stärker
geneigte Oberflächenzonen vorliegen, oder bei vorwiegend in Umfangsrichtung verlaufenden
Schliffen. Um hier die wahre Schleifgeschwindigkeit konstant oder jedenfalls auf
einem vorgegebenen Verlauf zu halten, bedarf es unter Umständen stark unterschiedlicher
Vorschubgeschwindigkeiten aller fünf Antriebe. Bei der Erfindung
wird
das Glas profil Uber eine Reihe von Koordinatenparen in die Steuerung eingegeben
und werden die einzelnen Vorschub so berechnet und aufeinander abgestimmt, daß sich
ein vorgegebener Verlauf der tatsächlichen Vorschubgeschwindigkeit, d.h. der wahren
Schleifgeschwindigkeit, einstellt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Schleifmaschine; Fig. 2 zeigt schematisch die Herstellung des Schliffs; Fig. 3 zeigt
schematisch die Bedeutung der Neigung der Glashalterung.
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Die in Fig. 1 als Ganzes mit loo bezeichnete Schleifmaschine umfaßt
ein Maschinengehäuse 1, welches einen in normaler Arbeitshöhe gelegenen eigentlichen
Arbeitsraum 2 umgrenzt, der zur Vorderseite der Schleif maschine loo hin eine Offnung
3 aufweist, die beim Schleifvorgang durch ein das umherspritzende Schleifwasser
abhaltendes Fenster 4 verschließbar ist. Auf der die obere Wandung des Arbeitsraums
2 bildenden Platte 5 sind als Ganzes mit 6 bezeichnete Schleifköpfe gelagert, von
denen nebeneinander, d.h. gemäß Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene Je nach Auslegung
der Maschine beispielswei-se vier oder acht vorhanden sind.
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Die Schleifköpfe 6 enthalten eine horizontale Schleifspindel 7 mit
Schleifscheiben 8. Der ganze Schleifkopf ist in einer Lagerung um eine durch die
Ebene der Schleifscheibe 8 gehende vertikale Achse schwenkbar.
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Der Schwenkantrieb trägt die'Bezugszahl' 25, der Schleifmotor trägt
die Bezugszahl 26.
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Unterhalb der Schleifscheiben 8 ist im Arbeitsraum 2 eine als Ganzes
mit 9 bezeichnete Glashalterung angebracht. Die Glashalterung 9 umfaßt einen drehbaren
Wellenzapfen 10, auf dessen frei unter die Schleifschei ben 8 vorstehendem Ende
ein Kegel 11 aus nachgiebigem Material angebracht ist. Der Wellenzapfen 10 ist hohl
und an eine Unterdruckquelle angeschlossen. Ein Glasrohling kann mit dem öffnungsrand
gegen den Kegel 11 gesetzt werden und wird nach Anlegen des Unterdrucks an dem Kegel
11 festgesaugt.
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Der Wellenzapfen 10 ist in Lagern 12 drehbar gelagert, die an einem
Lenker 13 abgestützt sind, der um eine sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckende
Achse 14 schwenkbar ist. Auf der Achse 14 liegt gleichzeitig das Zentrum eines mit
dem Wellenzapfen 10 verbundenen homokinetischen Gelenks 15, über das der Wellenzapfen
10 mit einem Drehantrieb für die Glashalterung 9 verbunden ist.
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Der Drehantrieb 16 sowie die Schwenklagerung des Lenkers 13 sind
auf einem Schlitten 17 fest angebracht, der auch noch einen Antrieb 18 für die Neigbewegung
der Glashalterung 9 trägt. Der Antrieb 18 wirkt auf eine Welle 27, mit der ein Hebelarm
28 verbunden ist, der am freien Ende einen pneumatischen Schleifdruckzylinder 29
trägt. Dieser wirkt auf einen auf der Welle 27 drehbar angebrachten weiteren Hebelarm
30, der über einen Lenker 19 mit dem freien untere Ende des Lenkers 13 verbunden
ist. Der Sehleifdruckzylinder 29 stellt ein zwischengeschaltetes nachgiebige Glied
dar, welches den Anpreßdruck der Schleifscheibe an den Glasrohling bestimmt. Der
Druck ist steuerbar und beim Ansetzen des Glasrohlings niedriger als währe des eigentlichen
Schleifens. Bei Betätigung des Antriebs 18 wird die Glashalterung 9 in der Zeichenebene
geneigt. Der Drehantrieb 16 der Glashalterung 9 macht diese Bewegung nicht mit,
sondern überträgt die Drehur über das homokinetische Gelenk 15 gleichmäßig auf die
Glashalterung 9.
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Der Schlitten 17 mit den vorstehend geschilderten Aufbauten kann
als Ganzes über einen Antrieb 20 und eine Spindel 21 in der gemäß Fig. 1 horizontalen
Richtung verlagert werden.
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Der Schlitten 17 mit seinem Antrieb 20 und der Spindel 21 sind wiederum
auf einer Bühne 22 abgestützt> die als Ganzes mittels des Antriebs 23 und der
Spindel 24 in der gemäß Fig. l vertikalen Richtung verlagert werden kann. Die Bühne
22 ist durch ein Gegengewtoht, eine Feder oder pneumatisch gewiehtsentlastet, so
daß sie sich leicht bewegen läßt.
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Durch das Zusammenwirken der verschiedenen geschilderten Antriebe
ist jede Anstellung des Glasrohlings gegen die Schleifscheiben 8 und jeder Verlauf
des Schliffes auf dem Glasrohling einstellbar. Jeder Antrieb ist direkt mit dem
zugehörigen Bewegungselement gekoppelt, um Spiel zu vermeiden. Die Steuerung der
Antriebe in gegenseitiger Anhängigkeit erfolgt über eine geeignete elektronische
Programmsteuereinrichtung-Die Anpassung des Programms an verschiedene Glas formen
erfolgt durch Eingabe einer bestimmten Anzahl von naten der Glaskont«r., Die Anpassung
der Einzelbewegungse geschwindigkeiten erfolgt durch Vorgabe der gewünschen wahren
Schleifgeschwindigkeit.
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In Fig. 2 ist der Kegel 11 auf dem Wellenzapfen lo dargestellt, während
er einen Glasrohling 4O festhält, auf dessen Außenseite ein gebogener Schliff 31
angebracht worden ist. Der Schliff ist an der Stelle 32 bei der durch die gestrichelten
Linien 33 angedeuteten Stellung der Schleifscheibe 8 begonnen worden. Unter Vorschub
des Glases gemäß Fig. 2 nach unten durch den Antrieb 20 und gleichzeitiger Drehung
der Schleifscheibe 8 durch den Antrieb 25 sowie entsprechendem
Hub
der Bühne 22 durch den Antrieb 23, um die Schleif scheibe 8 in Anlage an der Glasoberfläche
zu halten, ist die dargestellte Schliffkontur herausgekommen.
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Diese Bewegungen würden jedoch noch nicht ausreichen, um einen Keilschliff
gleichmäßiger Ausbildung, d.h. gleichmäßiger Breite und symmetrischer Anordnung
des Schliffgrundes, zu erzielen. In der in Fi ausgezogen dargestellten Stellung
der Schleifscheib 8, in der diese einen Winkel mit der Achse des Glases 4O einnimmt,
schleift die Schleifscheibe 8 nämlich ge wissermaßen am Abhang", d.h. an einer Stelle,
an der die Glasoberfläche eine starke Neigung zur Achse aufweist. Der Schliff wird
dadurch unsymmetrisch, wie es in der gestrichelten Darstellung 34 angedeutet ist,
in der die eine Flanke 35 der Schleifscheibe 8 viel flacher zur Glasoberfläche steht
als die andere Flank 36.
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Um dieses auszugleichen, muß das Glas 4O gegen der Schwenkachse der
Schleifscheibe 8 noch zusätzlich geneigt werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
In Fig. 3 steht die Schleifscheibe 8 mit ihrer Ebene senkrecht auf der Tangentialebene
an der Schleifstell 37, so daß der Schliff wieder symmetrisch ist. Die Neigung der
Glashalterung 9 mit dem Glas ko erfolgt unter Abknicken der Antriebsverbindung :zum
Wellenzapfen lo im homokinetischen Gelenk 15. Da die Schlei scheibe 8 bzw. die Schleifstelle
37 an ein und dersel Stelle verbleiben, muß die durch die Winkeländerung der Glashalterung
9 sich ergebene Verlagerung durch entsprechende Verlagerung des homokinetischen
Gelenks 15 durch einen Hub mittels des Antriebs 23 und einen Vorschub mittels des
Antriebs 2O ausgeglichen werden.
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Das Ansetzen des Glases 4O an die Schleifscheibe 8 erfolgt mit geringer
Geschwindigkeit, wobei gleichzeitig im Schleifdruckzylinder 29 ein geringer Druck
vorliegt.
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