DE3034788A1

DE3034788A1 - Universal-schleifmaschine

Info

Publication number: DE3034788A1
Application number: DE19803034788
Authority: DE
Inventors: Peter Niederönz Herzig
Original assignee: Ewag AG
Current assignee: Ewag AG
Priority date: 1979-09-20
Filing date: 1980-09-15
Publication date: 1981-04-02
Also published as: JPS5652169A; US4363193A; JPS5924253U

Description

EWAG AG, Maschinen- und Werkzeugfabrik

Solothurn (Schweiz)

ÜNIVERSAL-SCHLEIFMASCHINE

Die Erfindung betrifft eine Universalschleifmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mit den bekannten Mehrzweckschleifmaschinen ist es nicht möglich, nebst dem Rund- und Flachschleifen auch noch Spiralschleifen auf derselben Maschine auszuführen. So ist beispielsweise das Schleifen eines Fräsers nur durch Fertigung auf mehreren Maschinen möglich, was auch ein mehrmaliges Umspannen erfordert. Das Umspannen eines Werkstückes ist nun aber in jedem Fall eine potentielle Fehlerquelle, indem daraus die bekannten Spannfehler resultieren können, was trotz präziser Werkzeugführung ein sicheres Erreichen hoher und höchster Präzision verunmöglicht.

Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt bei bekannten Schleifmaschinen mit Hilfe von Axialbewegungen der Werkstücke. Die Ueberwachung der Schleifarbeiten durch die Bedienungsperson wird durch die gleichzeitige Dreh- und Axialbewegung des Werkstückes erschwert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Universalschleifmaschine zu schaffen, die eine bessere Ueberwachung der Schleifarbeiten beim Rund- und Spiralschleifen gestattet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Maschine zu schaffen, bei der an demselben Werkstück Flach-,

1300U/1260

Rund- und/oder Spiralschliffe durch einmaliges Einspannen des Werkstückes ausgeführt werden können.

Die erfindungsgemässe Universalschleifmaschine ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die schaubildliche Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Universalschleifmaschine ,

Fig. 2 einen aufgeschnittenen Werkstückkopf, ein Sinuslineal, ein Spindelträger und ein mit demselben lösbar verbundener Kreuzschlitten in schaubildlicher Darstellung und

Fig. 3 eine Abdeckplatte in schaubildlicher Darstellung, welche Platte anstelle des Sinuslineal aufgesetzt werden kann.

Die Fig. 1 zeigt die schaubildliche Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Universal-Schleifmaschine. Die Schleifmaschine 40 ist auf einem Gestell 41 gelagert. Das Gestell 41 besitzt an seiner Frontseite eine Einbuchtung 42 zur Aufnahme der Füsse und Unterschenkel der während des Betriebes der Schleifmaschine davorsitzenden Bedienungsperson. Ein Werkstückkopf 2 wird durch eine Haltevorrichtung 43 während dem Betrieb starr gehalten. Die Haltevorrichtung 43 ist zum Positionieren eines zu bearbeitenden Werkstückes 45 in der durch den Pfeil 44 dargestellten X-Richtung verschiebbar. Zum Verschieben der Haltevorrichtung 43 in der X-Richtung relativ zu einer Schleifscheibe 30 dient ein Handrad 46. Die Schleifscheibe 30 ist an einem Ende einer in einem SchleifSpindelhalter 28 drehbar gelagerten Spindel befestigt. Der Antrieb der Schleifspindel ist mit Bezugnahme auf die Fig. 2 weiter unten näher beschrieben.

1300U/1260

Der Schleifspindelhalter 28 ist an einem Spindelträger 21 lösbar befestigt. Der Spindelträger 21 ist über einen Klotz 54 starr mit dem unteren Ende einer vertikalen Führungsstange 32 verbunden. Die Führungsstange 32 ist in der vertikalen Y-Richtung, wie durch den Pfeil 47 angedeutet, verschiebbar aber nicht drehbar in einem Block 48 der Schleifmaschine gelagert. Zum Positionieren der Schleifscheibe 30 in der durch den Pfeil 49 angegebenen Z-Richtung gegenüber dem Werkstück 45 ist der Block 48 durch Drehen an einem Handrad 50 verschiebbar. Mittels eines weiteren Handrades 51 und einer in der Fig. 2 teilweise sichtbaren Gewindespindel 31 kann die Schleifscheibe 30 in der Y-Richtung positioniert werden. Beim Drehen des Handrades 51 wird der Schleifspindelhalter 28 gegenüber dem Spindelträger 21 relativ in der Y-Richtung verschoben.

Zum Ausführen der vertikalen Bewegungen in der Y-Richtung der Schleifscheibe 30 während dem Schleifen des Werkstückes 45 wird der Spindelträger 21 mit Hilfe eines Bedienungshebels 52 durch die Bedienungsperson auf- und abbewegt. Durch Betätigen des Bedienungshebels 52 in Richtung des Pfeiles 53 wird der Spindelträger 21, die Führungsstange 32, der Schleifspindelhalter 28 und die Schleifscheibe 30 in der vertikalen Y-Richtung auf- und abbewegt.

Die Fig. 2 zeigt lediglich die für die Erfindung wesentlichen Teile in schaubildlicher Darstellung. Der Werkstückkopf 1 besitzt eine Aufspannvorrichtung 2 für ein zu bearbeitendes, nicht dargestelltes Werkstück.

Der Werkstückkopf ist teilweise geschnitten dargestellt, damit ein in ihn eingebautes Planetengetriebe sichtbar wird. Ein Zahnkranz 4 des Planetengetriebes kämmt mit einer Zahnstange 5, die in ihrer Längsrichtung in einem Zahnstangenhalter 12 verschiebbar angeordnet ist. Der Zahnstangenhalter 12 ist starr mit dem Werkstückkopf 1 verbunden. In der Frontseite des Zahn-

1300U/1 260

Stangenhalters 12 sind zwei vertikal verlaufende, schwalbenschwanzförmige Nuten 13, von denen nur eine sichtbar ist, eingearbeitet. Auf der Frontseite des Zahnstangenhalters 12 liegt ein Sinuslineal 7 an. Von der Rückseite des Sinuslineals 7 stehen schwalbenschwanzförmige, in die Nuten 13 passende Ansätze 14 ab. Die Nuten 13 und die Ansätze 14 bilden eine Vertikalführung für das Sinuslineal 7, das sich entlang der genannten Vertikalführung auf- und abbewegen kann. Das Sinuslineal 7 weist eine grosse zentrale Aussparung 15 auf, durch die sich zwei parallele Stangen 16 erstrekken. Zwischen den schräg angeordneten Stangen 16 befindet sich eine an der Zahnstange 5 befestigte Rolle 17. Wenn beispielsweise das Sinuslineal 7 mit den Stangen 16 bezogen auf die Fig. 2 entlang der genannten Vertikalführung nach unten bewegt wird, so wird die Zahnstange 5 nach links verschoben und umgekehrt. Die Verschiebebewegung der Zahnstange 5 wird über den Zahnkranz 4 in eine Drehbewegung umgewandelt, die über das Planetengetriebe 3 auf eine Welle 18 übertragen wird, mit welcher Welle die Aufspannvorrichtung 2 starr verbunden ist.

Mit Hilfe einer am unteren Teil des Werkstückkopfes 1 angebrachten Reibkupplung 10, die vorzugsweise eine konische Reibkupplung ist, kann das Planetengetriebe ausgeschaltet werden. Das Ausschalten des Planetengetriebes 3 ermöglicht das Antreiben der Welle 18 durch einen nicht dargestellten Motor, damit die Schleifmaschine zum Ausführen eines Rundschliffes verwendet werden kann.

Zum Schützen der Zahnstange 5 und des Sinuslineals 7 vor dem Schleifstaub sind die Zahnstange 5 und das Sinuslineal 7 mit nur teilweise dargestellten Abdeckungen 6 bzw. 8 abgedeckt.

Auf dem einen Ende einer Schleifspindel 29 ist eine Schleifscheibe 30 aufgesetzt. Die Schleifspindel

1300U/1260

29 ist drehbar aber nicht axial verschiebbar in einem SchleifSpindelhalter 28 gelagert. An dem anderen Ende der Schleifspindel 29 befindet sich ein Keilriemenrad 33, das zum Antrieb über einen teilweise dargestellten Keilriemen 34 mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor drehverbunden ist. Der Schleifspindelhalter 28 ist schwenkbar an einem Spindelträger 21 angeordnet. Mittels eines Spannhebels 35 kann die Winkelstellung zwischen dem SchleifSpindelhalter 28 und dem Spindelträger 21 fixiert werden. Durch Verschwenken des Schleifspindelhalters 28 gegenüber dem Spindelträger 21 kann der Anstellwinkel der Schleifscheibe bezogen auf das nicht dargestellte Werkstück eingestellt werden. Der Spindelträger 21 ist längs einer durch eine Führungsstange 32 gebildete Vertikalführung auf und abverschiebbar. Die Führungsstange 32 ist über den Klotz 54 starr mit dem Spindelträger 21 verbunden und zum Positionieren der Schleifscheibe 30 gegenüber der Bearbeitungsfläche an dem nicht gezeichneten Werkstück in der durch den Pfeil 49 angedeuteten Z-Richcung verschiebbar.

Die beim Schleifvorgang ausschliesslich vertikalen Bewegungen des Spindelträgers 21 werden durch einen nur in der Fig. 1 sichtbaren Bedienungshebel 52 manuell ausgelöst und über einen Kreuzschlitten 25 und eine Verbindungsstange 26 auf das Sinuslineal 7 übertragen. Das eine Ende der Verbindungsstange 26 ist mittels eines Steckbolzens 27 in einem Ausschnitt 19 des Sinuslineals 7 gehalten. Der andere Endbereich der Verbindungsstange 26 erstreckt sich durch den Kreuzschlitten 25. Auf der Oberseite des Kreuzschlittens 25 befindet sich ein Vorsprung 22 mit einem schwalbenschwanzförmigen Querschnitt, welcher Vorsprung 22 verschiebbar in einer entsprechend geformten Nut 23 des Spindelträgers 21 angeordnet ist. Mit Hilfe eines Spannhebels 24 kann die gegenseitige Lage zwischen dem Spindelträger 21

1300U/1260

und dem Kreuzschlitten 25 fixiert werden.

Der Kreuzschlitten 25 gestattet dem Spindelträger 21 während dem oben genannten Positionieren der Schleifscheibe 30 gegenüber dem Werkstück relative Bewegungen in den erwähnten Richtungen X und Z gegenüber der Verbindungsstange 26 bzw. dem Sinuslineal 7 auszuführen. Nach dem Positionieren wird der Spannhebel 24 angezogen, so dass keine Verschiebung zwischen dem Spindelträger 21 und dem Kreuzschlitten 25 stattfinden kann.

Während dem Spiralschleifen eines Werkstückes, z.B. eines schraubenlinienformigen Fräsers, wird der Spindelträger mit dem Bedienungshebel 52 auf und ab bewegt. Diese Auf- und Abbewegung wird einerseits auf die rotierende Schleifscheibe 30 und andererseits über den Kreuzschlitten 25 und die Verbindungsstange 26 auf das Sinuslineal 7 übertragen. Die schräggestellten Stangen 16 des Sinuslineals 7 wandeln die Vertikalbewegung zusammen mit der Rolle 17 in eine Horizontalbewegung der Zahnstange 5 um. Die Zahnstange 5 kämmt mit dem Zahnkranz 4 des Planetengetriebes 3 und wandelt die Horizontalbewegung in eine Drehbewegung der Welle 18 um, so dass sich das in der Aufspannvorrichtung 2 eingespannte, nicht dargestellte Werkstück zwangsläufig mit der Vertikalbewegung der Schleifscheibe 30 dreht, wobei das Werkstück nicht in achsialer Richtung bewegt wird. So ergibt sich eine schraubenlinienförmige Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe 30.

Die Steigung der schraubenlinienformigen Bewegung ist von dem übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 3 und dem Neigungswinkel der Stäbe 16 abhängig. Um die genannte Steigung verändern zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Neigung der Stäbe 16 einstellbar ist. Werden die Stangen 16 auf die andere Seite geneigt, so resultiert daraus eine linksgängige schrau-

1300U/1260

benllinienförmige Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe 30.

Zum Ausführen eines Rundschliffes wird die Kreisbewegung der Planetenzahnräder des Planetengetriebes durch Ausschalten der Reibungskupplung 10 freigegeben. Damit ist die Welle 18 frei drehbar und mit Hilfe des weiter oben genannten Antriebsmotors kann das Werkstück unabhängig von der vertikalen Auf- und Abbewegung der Schleifscheibe 30 in Drehung versetzt werden.

Zum Planschleifen wird das Planetengetriebe 3 freigegeben und die Welle 18 blockiert. Darüberhinaus wird die Verbindungsstange 26 durch Ausziehen des Steckbolzens 27 vom Sinuslineal 7 gelöst und damit die Bewegungsverbindung zwischen dem Sinuslineal 7 und dem Spindelträger 21 aufgehoben, damit dieser zusammen mit der Führungsstange 32 Bewegungen in der X- oder Z-Richtung ausführen kann. Mit der oben beschriebenen Schleifmaschine können an einem Werkstück Spiralschliffe, Rundschliffe und Planschliffe ausgeführt werden, wobei das Werkstück nur ein einziges Mal in die Aufspannvorrichtung 2 eingesetzt und durch diese festgehalten wird. Ein Umspannen des Werkstückes ist nicht erforderlich, so dass die verschiedenen Schliffarten mit höchster Präzision ausgeführt werden können.

Um das während dem Rund- und/oder Planschleifen nicht benötigte Sinuslineal 7 vor dem Schleifstaub zu schützen, kann das Sinuslineal 7 vor dem Ausführen dieser Schleifvorgänge auf einfache Weise vom Zahnstangenträger 12 gelöst und durch eine in der Fig. 3 dargestellte Abdeckplatte 11 ersetzt werden. Zu diesem Zweck besitzt die Abdeckplatte 11 zwei Ansätze mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt, welche Ansätze anstelle der Ansätze 14 des Sinuslineals 7 in die Nuten 13 im Zahnstangenhalter 12 eingeschoben werden. Mittels einer Feststellschraube 9 wird die eingesetzte Abdeckplatte 11 an ihrem Platz gehalten.

130014/1260

Im Gegensatz zu bekannten Schleifmaschinen führt das Werkstück bei der oben beschriebenen Schleifmaschine keine Axialbewegungen sondern nur Drehbewegungen oder überhaupt keine Bewegungen aus. Die genaue Positionierung der Schleifscheibe 30 erfolgt über die Gewindespindel 31, mittels welcher der Schleifspindelhalter 28 nach dem Lösen des Spannhebels 35 gegenüber dem Spindelträger 21 verschoben werden kann. Gleichzeitig kann auch der Anstellwinkel der Schleifscheibe 30 gegenüber dem Werkstück eingestellt werden. Beide Stellungen können dann mit dem Spannhebel 35 fixiert werden.

Die Schleifbewegung der Schleifscheibe 30 ist durch die Vertikalführung gegeben und daher ausschliesslich vertikal. Der oben beschriebene Aufbau ermöglicht das Ausführen der Arbeiten durch die Bedienungsperson in sitzender Stellung und erlaubt so ein präziseres sicheres Arbeiten..Falls zur Kontrolle der Arbeiten ein Mikroskop verwendet wird, kann dieses direkt und schwingungsfrei am Werkstückkopf 1 repetiergenau angesetzt werden.

Zum Schütze der Gewindespindel 31 und der Gleitfläche des Spindelträgers 21 ist der Spindelträger 21 und der Kreuzschlitten 25 durch einen Schutzbalg 37 umgeben, welcher Schutzbalg nur teilweise in der Fig. 2 sichtbar ist.

1300U/1260

ZUSAMMENFASSUNG

Während dem Schleifvorgang ist die Schleifscheibe (30) ausschliesslich entlang einer Vertikalführung (32) verschiebbar. Das zu bearbeitende Werkstück wird durch eine Aufspannvorrichtung (2) gehalten, die nur drehbar aber nicht axial verschiebbar in einem Werkstückkopf

(1) gehalten ist. Zum Ausführen von schraubenlinienförmigen Relativbewegungen zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe sind Mittel (3, 5, 7, 25, 26) vorgesehen, die die Vertikalbewegung der Schleifscheibe zwangsläufig in Drehbewegungen des Werkstückes umwandeln. Zum Ausführen von Rund- und Planschliffen können die genannten Mittel auf einfache Weise abgeschaltet und/oder demontiert werden. Mit der so ausgebildeten Schleifmaschine können an einem nur ein einziges mal eingespannten Werkstück Spiral-, Rund- und/oder Planschliffe ausgeführt werden.

(Fig. 2)

1300U/1260

Claims

C MONCMtN 2
TAL ι«·'- J»*·-*»

EWAG AG, Maschinen- und Werkzeugfabrik

Solothurn (Schweiz)

PATENTANSPRUECHE

Universalschleifmaschine mit einer Halteeinrichtung an der ein Werkstückkopf mit einer Aufspannvorrichtung angeordnet ist, einer an einer Schleifspindel befestigten Schleifscheibe und einem Schleifspindelhalter, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifspindelhalter (28) ausschliesslich in vertikaler Richtung längs einer Führungseinrichtung (31, 32) verschiebbar angeordnet ist, dass die Aufspannvorrichtung (2) um eine Achse drehbar ist, und dass Mittel (3, 5, 7, 25, 26) zum zwangsläufigen Umsetzen der vertikalen Verschiebebewegung des Schleifspindelhalters in Drehbewegungen der Aufspannvorrichtung vorhanden sind.
2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel ein am Werkstückkopf angeordnetes Planetengetriebe (3), eine mit einem Zahnkranz (4) des Planetengetriebes kämmenden Zahnstange (5), ein in einer Vertikalführung (13, 14) geführtes Sinuslineal (7), in das ein an der Zahnstange befestigte Rolle (17) eingreift, und eine Verbindungsstange (26) umfassen, und dass ein Ende der Verbindungsstange zum Uebertragen der vertikalen Verschiebebewegungen des Schleifspindelhalters auf das Sinuslineal mit demselben und das andere Ende der Verbindungsstange mit dem Schleifspindelhalter lösbar verbunden ist.

1300H/1260
3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe zum Ausschalten desselben eine Reibkupplung aufweist,, damit von der Betriebsart von Rundschleifen auf Spiralschleifen oder umgekehrt umgestellt werden kann.
4. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Verbindungsstange über einen Kreuzschlitten (25) und einen Spindelträger (21) mit dem Schleifspindelhalter verbunden ist, und dass der Spindelträger längs einer vertikalen Führungsstange (32) verschiebbar ist.
5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Planschleifen das Sinuslineal und der Kreuzschlitten lösbar über die Verbindungsstange miteinander verbunden sind.

1300U/1260