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Titel: Schleifkopf einer Maschine zur automatischen
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Herstellung eines Zierschliffes in Gläsern"
Schleifkopf
einer Maschine zur automatischen Herstellung eines Zierschliffes in Gläsern Die
Erfindung betrifft den Schleifkopf einer Maschine zur automatischen Herstellung
eines Zierschliffes in Gläsern, der wenigstens zwei sequentiell in eine Arbeitsposition
in Verlängerung seiner Achse schwenkbare, von einem Motor antreibbare Schleifscheiben
aufweist, wobei der Schleifkopf im Gestell der Maschine in einer achsialen Lageranordnung
mit einem Antrieb um seine Achse drehbar angeordnet und mit einer die Spindeln der
Schleifscheiben aufnehmenden schwenkbaren Lageranordnung ausgestattet ist.
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Zur Herstellung von Zierschliffen verwendete Glasschleifmaschinen
sind üblicherweise so eingerichtet, daß bei festgehaltener Schleifscheibe das zu
schleifende Glas relativ zur Scheibe bewegt und dabei der gewünschte Schliff erzeugt
wird. Hierbei wird das Glas zur Erzielung eines definierten Dekors in Achs- und/oder
Umfangsrichtung bewegt. Um eine korrekte Einstellung der Schleifscheibe in Richtung
des Schliffes bei einem schräg zum achsialen Vorschub verlaufenden Schliff zu ermöglichen
ist die Schleifscheibe um eine senkrecht zur Spindel verlaufende Achse in die sogenannte
tangentiale Einstellung schwenkbar
angeordnet.
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Es ist ferner, wie auch bei anderen materialabtragenden Fertigungsarten,
üblich, den Arbeitsgang in Vor- und Nachschleifen zu unterteilen, um demzufolge
den Schleifkopf mit zwei unterschiedlichen Schleifscheiben auszurüsten. Durch die
Folge von Vor- und Nachschleifen wird die Arbeitszeit verkürzt, zugleich auch der
Verbrauch an kostenträchtigen Diamant-Schleifscheiben verringert, und die Säure-Polierzeit
verkürzt.
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Bei einer bekannten Vorrichtung zur automatischen Ausführung von Dekorschliffen
auf Gläsern ist eine entsprechende Anordnung so vorgesehen, daß an dem Arbeitsende
einer in der durch die Angriffstelle einer Schleifscheibe am Werkstück gelegten
tangentialen Ebene schwenkbaren Schleifspindel zwei unterschiedliche Schleifscheiben
mit Abstand voneinander angebracht sind, und daß die Schleifspindel und das Arbeitsstück
mit Hilfe einer Verschiebeeinrichtung in Richtung der Schleifspindelachse um eine
dem Abstand der Mittelebenen der Schleifscheiben voneinander entsprechende Strecke
relativ gegeneinander verschiebbar sind (DE-OS 26 23 812).
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Bei einer solchen Anordnung wird jedoch die aufwendige Verschiebeeinrichtung
als Nachteil empfunden. Weil beide
Schleifscheiben in einer Ebene
liegen, könnte es vorkommen, daß die nicht im Einsatz befindliche Schleifscheibe
ins Glas gefahren wird. Deshalb muß die Verschiebeeinrichtung zuerst eine Bewegung
in achsialer Richtung ausführen, um Schleifscheibe und Werkstück voneinander zu
entfernen, danach werden beide relativ zueinander seitlich verfahren, und schließlich
wieder in die ursprüngliche achsiale Stellung zurückbewegt. Die Folge von Bewegungen
in verschiedenen Richtungen vergrößert den Aufwand im Aufbau der Maschine, insbesondere
um die erforderliche Führungsgenauigkeit beizubehalten, und vergrößert dabei die
zum Umstellen benötigte Totzeit, was auf Kosten der Produktivität geht. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Maschine liegt darin, daß bogenförmige Schliffe nicht ausgeführt
werden können.
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Um die genannten Schwierigkeiten größtenteil zu überwinden, wurde
bereits eine Maschine vorgeschlagen, mit einem Schleifkopf zur Herstellung eines
Zierschliffes auf Werkstücken aus Glas, der zwei oder mehrere Schleifscheiben aufweist,
und der mit einem ersten Lagerbauteil am Maschinengestell um eine senkrecht zu.
den Schleifscheibenachsen stehende Achse, sowie mit einem die Schleifscheiben aufnehmenden
zweiten Lagerbauteil am ersten Lagerbauteil um eine dazu senkrechte Achse
schwenkbar
gelagert ist, wobei die beiden Schleifscheiben im zweiten Lagerbauteil um beabstandete
parallele Achsen drehbar sind, welche parallel zur Schwenkachse des zweiten Lagerbauteiles
verlaufen, und in einer Ebene angeordnet sind, in welcher die Schwenkachse des ersten
Lagerbauteils liegt (DE-GM 77 39 112).
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Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Maschine zum Herstellen
eines Zierschliffes auf Werkstücken aus Glas weiter zu vervollkommnen und zu verbessern,
insbesondere durch eine möglichst kompakte Bauweise des Schleifkopfes, mit dem Ziel,
so#wohl die Präzision als auch die Übersichtlichkeit der Maschine durch bauliche
Vereinfachung zu verbessern, und insbesondere den Schleifkopf so gedrungen und starr
zu gestalten, daß dieser zur Aufnahme von wenigstens drei Schleifspindeln geeignet
ist.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer Maschine der eingangs genannten
Art mit einem Schleifkopf und mit einer die Spindeln der Schleifscheiben am Schleifkopf
aufnehmenden schwenkbaren Lageranordnung dadurch, daß die schwenkbare Lageranordnung
als sternförmiger Revolverkopf ausgestaltet ist, der mit einem Fuß um eine die Achse
des Schleifkopfes im Winkel schneidende Achse drehbar am Ende des Schleifkopfes
gelagert ist und einen Drehantrieb
aufweist, und daß die Spindeln
mit dem im Gestell der Maschine angeordneten Motor über eine Anordnung zur Antriebs-Übertragung
in Verbindung stehen.
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Der Vorteil der Anordnung liegt ersichtlich darin, daß die Maschine
zum Schleifen und insbesondere#der Schleifkopf außerordentlich kompakt und starr
ausgeführt sind, wodurch ein Höchstmaß an präziser Ausführung bei einfachster Bauart
erreicht wird. Ferner ist es möglich, durch Ausbildung der schwenkbaren Lageranordnung
als sternförmiger Revolverkopf mindestens drei Spindeln am Revolverkopf anzuordnen,
gegebenenfalls auch vier, wobei ein Höchstmaß an Präzision, Kompaktheit und Übersichtlichkeit
der Maschine erreicht wird.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung des Schleifkopfes ist dabei vorgesehen,
daß die Anordnung zur Antriebs-Übertragung eine mit dem Motor vorzugsweise über
eine Kupplung im Eingriff stehende, in der Achse des Schleifkopfes gelagerte erste
Antriebs-Welle und eine mit dieser durch ein Kegelradgetriebe im Eingriff befindliche,
in der Achse des Revolverkopfes gelagerte zweite Antriebs-Welle umfaßt, mit der
die Spindeln über ein Kegelradgetriebe im Eingriff stehen.
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Der Vorteil dieser Antriebs-Übertragung liegt darin, daß vom Motor
bis zur von diesem angetriebenen Schleifspindel eine maschinenbaulich perfekte Antriebsverbindung
mit bewährten Maschinenelementen wie Antriebswellen und Kegelradtrieben vorliegt,
die, nach außen vollständig gekapselt, im Inneren der hohlen Schäfte von Schleifkopf
und Revolverkopf liegen, und dadurch praktisch wartungs- und problemlos die jederzeitige
Verfügbarkeit aller Antriebselemente sicherstellt.
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Dabei ist vorgesehen, daß der Revolverkopf drei vorzugsweise mit unterschiedlichen
Schleifscheiben ausgerüstete Spindeln aufweist.
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Um eine absolute Übereinstimmung des Eingriffs einer jeden Schleifscheibe
nach Schleifscheibenwechsel in eine vorgegebene Arbeitsposition sicherzustellen,
ist weiter vorgesehen, daß jede Schleifspindel mit einer Einrichtung zur exakten
achsialen Justierung der Schleifscheiben-Spitze zur Achse des Schleifkopfes ausgestattet
ist.
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Um eine solche Justierung zu vereinfachen und infolgedessen rasch
und unkompliziert vornehmen zu können, ist weiter vorgesehen, daß am Revolverkopf
für jede Spindel eine Einstell-Lehre in Form einer Skala, vorzugsweise
mit
Nonius, zur exakten achsialen Justierung der Schleifscheiben-Spitze angeordnet ist.
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Um die Arbeitsgenauigkeit weiter zu erhöhen r ist gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung am Revolverkopf zur Arretierung der Spindeln in der
Arbeitsstellung eine vorzugsweise automatisch betätigbare Rastanordnung vorgesehen,
mit einem elektrisch oder durch ein Druckmedium betätigbaren Arretierungsbolzen,
--vorzugsweise mit konischer Spitze, der in Arbeitsstellung einer Spindel in eine
Arretierungsbohrung einrastet und somit eine starre Verbindung zwischen dem drehbaren
Revolverkopf und dem relativ zu diesem feststehenden Schleifkopf herstellt.
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Eine besonders kompakte Ausführung des Schleifkopfes nach der Erfindung
ergibt sich dadurch, daß nach einem weiteren Vorschlag die Achse des Revolverkopfes
in einem Winkel a zwischen 300 und 450, vorzugsweise im Winkel a von 340, zu einer
die Achse des Schleifkopfes senkrecht schneidenden Ebene angeordnet ist.
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Dabei ist weiter vorgesehen, daß die Achse einer Spindel die Achse
des Revolverkopfes im Winkel a, und demgemäß in Arbeitsstellung die Achse des Schleifkopfes
im Winkel von 900 schneidet.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Revolverkopfes dadurch, daß an dessen äußerem Ende steuerbare, von einem als
Dreh-Schieber ausgebildeten Anschluß zum Zuführen von Schleifwasser angesteuerte
Kanäle vorgesehen sind, und daß der Drehschieber mit einer am Schleifkopf fest angeordneten
Zuführungs-Leitung für Schleifwasser angeschlossen ist.
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Dadurch ist auf unkomplizierte Weise sichergestellt, daß jeweils nur
die im Eingriff befindliche Schleif-Spindel automatisch mit Schleifwasser versorgt
wird.
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Beim Schleifkopf nach der Erfindung kommt es darauf an, daß sich zur
optimalen Nutzung der durch die gedrungene, äußerst starre Bauweise des Revolverkopfes
erzielten Vorteile das sequentielle Wechseln der Schleifscheiben mit der geringstmöglichen
Umstell-Totzeit und mit höchstmöglicher Genauigkeit durchführen läßt.
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Um dies zu gewährleisten ist nach einem weiteren Vorschlag vorgesehen,
daß der Dreh-Antrieb des Revolverkopfes eine Schneckenrad-Getriebe/Motor-Einheit
umfaßt, die über ein Präzisions-Zahnradvorgelege mit dem drehbar gelagerten, eine
Verzahnung aufweiaenden Fuß d vOlveEXQteS in Antriebs-Übertragungs-Verbindung steht.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Prinzipskizze
der Funktionselemente des erfindungsgemäßen Schleifkopfes, unter Weglassung sämtlicher
umgebender bzw.
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tragender Gehäuse-Teile, Figur 2 im Schnitt den schwenkbar am Ende
des Schleifkopfes gelagerten Revolverkopf, mit Teilen seines Schwenkantriebes.
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Der Schleifkopf 1 nach Figur 1 umfaßt den Antriebsmotor 2 für die
Schleifscheiben 3, 3', 3". Die Antriebsübertragung vom Motor 2, der im Gestell der
Maschine fest angeordnet ist, erfolgt über die Kupplung 4, und die in der Achse
As des Schleifkopfes 1 gelagerte erste Ähtriebswelle 5, und eine mit dieser durch
das Kegelradgetriebe 6 im Eingriff befinoliche, in der Achse Ar des Revolverkopfes
7 gelagerte zweite Antriebswelle-S. Diese ist über das Kegelradgetriebe 9 mit den
Schleifspindeln 10, 10', 10" im Eingriff. Zur Verschwenkung des Schleifkopfes 1
um seine Achse As ist dieser mit einem Schwenkantrieb 11 ausgestattet, der den Motor12,
die Schneckenwelle 13 und das Schneckenrad 14 umfaßt. Mit dem Schleifkopf
1
mitschwenkend ist der Revolverkopf 7 mit seinem Schwenkantrieb 15 angeordnet. Dieser
Schwenkantrieb 15 umfaßt den Antriebsmotor 16 mit dem Schneckengetriebe 17, das
aus der Schneckenwelle 18 und dem Schneckenrad 19 besteht. Dieses weist einen Fortsatz
in Form des zylindrischen Getriebekörpers 20 auf, der an seinem unteren Ende 21
mit einer Innenverzahnung 22 versehen ist. Mit dieser im Eingriff befindet sich
das Ritzel 23, das über die Vorgelegewelle 24 und das Kegelrad 25 mit dem Kegelrad
26 des Revolverkopf-Fußes 29 den Revolverkopf 7 verschwenkt, sobald der Motor 16
in Tätigkeit versetzt wird. Die Darstellung in der Figur 1 zeigt weiter das Werkstück
27, einen mit einem Dekorschliff zu versehenden Pokal aus Glas, das von der Schleifscheibe
3 gerade bearbeitet wird.
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Die Funktion der in der Prinzipskizze dargestellten Vorrichtung nach
der Erfindung, des Schleifkopfes 1, ist folgende: Die Spitze 28 der Schleifcheibe
3 befindet sich in Arbeitsposition, in der sie dargestellt ist, exakt in Verlängerung
der Aclls e As (les Schloifkopfcr# 1, ln Z position aur dem Werkstück 27. Durch
Verschwenken des Schleifkopfes 1 um die Achse Ag läßt sich die Ebene
der
Schleifscheibe 3 in einem beliebigen Winkel zur Achse des Werkstückes 27 verschwenken,
wenn der Schliff z. B.
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schräg zur Achse des geschliffenen Glases 27 verlaufen soll. Der vom
Revolverkopf 7 vorzunehmende Wechsel der Schleifscheibe 3 gegen eine der Schleifscheiben
3' oder 3" geschieht mit Hilfe des Schwenkantriebes 15, indem der Motor B über das
Schneckenradgetriebe 17 mit der Schneckenwelle 18 und dem Schneckenrad 19 den Getriebekörper
20 relativ zum Schleifkopf 1 dreht, wobei das im Schleifkopf gelagerte Ritzel 23
eine Drehbewegung macht, die sich über die Vorgelegewelle 24 und das Kegelrad 25
auf das große Kegelrad 26 am Fuße 29 des Revolverkopfes 7 überträgt, der dadurch
eine Schwenkbewegung um seine Achse Ar vollzieht. Je nachdem, in welcher Richtung
die Drehbewegung des Motors 16 ausgeführt wird, schwenkt der Revolverkopf 7 um die
Achse Ar rechts oder links herum, wobei entweder die Schleifscheibe 3' oder die
Schleifscheibe 3" in Arbeitsposition gebracht wird, bei welcher jede Spitze 28,
28', 28" in exakt gleicher Stellung zum Werkstück 27 steht. Dadurch, daß die Schleifscheiben
3, 3', 3" um die Achse Ar des Revolverkopfes 7 eine kreisförmige Bewegung vollführen,
ist auch die Möglichkeit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben, durch Schwenkbewegungen
des Revolverkopfes 7 Bogeffschliffe durchzuführen.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das den Revolverkopf 7 aufnehmende
Ende 1' des Schleifkopfes 1. Dieser ist mit einem schrägen Lagersitz 30 ausgestattet,
das den Kugeldrehkranz 31 aufnimmt, der die Verbindung zum drehend schwenkbaren
Fuß 29 und zugleich dessen Lagerung ist.
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Dieser Fuß 29 ist mit dem großen, schrägverzahnten Kegel-Tellerrad
26 ausgestattet, das im Eingriff mit dem Kegelrad-Ritzel 25 einen Teil des Schwenkantriebes
15 bildet.
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Die Achse Ar des Revolverkopfes 7 ist im Winkel a von ca. 340 zu einer
die Achse As des Schleifkopfes 1 senkrecht schneidenden Ebene II -- II angeordnet.
Mit der Achse der Spindel 10 bildet die Achse Ar ebenfalls den gleichen Winkel a.
Dadurch ergibt sich, daß die Achse der Spindel 10 mit der Achse As des Schleifkopfes
1 einen Winkel von 900 bildet. Aus der Darstellung in Figur 2 sind ferner Kanäle
32 zum Zuführen von Schleifwasser erkennbar, die im Gehäuse des Schleifkopfes 1
angeordnet und mittels einer nicht dargestellten flexiblen Leitung an eine Wasserquelle
angeschlossen sind. Mit diesen Kanälen 32 in Verbindung steht eine am Ende 1' des
Schleifkopfes 1 angebrachte Leitung 33, die mit Hilfe eines als Drehschieber ausgebildeten
Anschlusses 34 die am äußeren Ende 35 des Revolverkopfes 7 angeordneten, einer jeden
der Schleifscheiben 3, 3', 3" zugeordneten Schleifwasserkanäle 36 mit Wasser versorgt.
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Die Schleif spindeln 10, 10', 10" sind in geschlossenen Lagereinheiten
37 gelagert, die ihrerseits in Passbohrungen 38 achsial verschieblich geführt sind.
Die Lagereinheiten 37 stehen im Eingriff mit Stelleinrichtungen 39 zur exakten axialen
Justierung der Spindeln 10, derart, daß die Spitze 28 einer jeden in Arbeitsposition
befindlichen Schleifscheibe 3, 3', 3" genau mit der Achse As zusammenfällt. Als
Hilfseinrichtung zur Erleichterung dieser Einstellung ist eine Einstell-Lehre 40
vorgesehen, die an einer übersichtlichen Stelle des Revolverkopfes angeordnet ist.
Die gestrichelten Linien 41, 42 in der Figur 2 deuten Projektionen der Schleifscheiben
3', 3" in den unterschiedlichen Stellungen am Revolverkopf 7 während des Positionswechsels
an.
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Am unteren Ende 1' des Schleifkopfes ist ferner eine automatisch betätigte
Rastanordnung 43 angeordnet, die einen Bolzen 44 mit konischer Spitze in eine entsprechende
Bohrung im Kegel-Tellerrad 26 einrasten läßt, sobald nach vollendeter Schwenkbewegung
des Revolverkopfes 7 eine Schleifspindel 10, 10', 10" mit der zugehörigen Schleifscheibe
3, 3', 3" in die Arbeitsposition eingeschwenkt ist. Die automatische Betätigung
der Rastanordnung 43, 44 ist mit dem Schwenkmotor 16 gekoppelt und löst die Raststellung,
sobald der Motor 16 in Tätigkeit versetzt wird.
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Liste der Bezugszeichen 1 Schleifkopf 1' unteres Ende des Schleifkopfes
2 Motor 3, 3', 3" Schleifscheiben 4 Kupplung 5 erste Antriebswelle 6 Kegelradgetriebe
7 Revolverkopf 8 zweite Antriebswelle 9 Kegelradgetriebe 10, 10', 10all Spindeln
11 Schwenkantrieb Schleifkopf 12 Motor 13 Schneckenwelle 14 Schneckenrad 15 Schwenkantrieb
Revolverkopf 16 Motor 17 Schneckenrädergetriebe 18 Schneckenwelle 19 Schneckenrad
20 Getriebekörper 21 unteres Ende von 20 22 Innenverzahnung 23 Zahnritzel 24 Vorgelegewelle
25 Kegelrad 26 Kegel-Tellerrad-Revolverkopf 27 Werkstück 28, 28', 28" Spitze der
Schleifscheibe 29 Fuß des Revolverkopfes 30 Lagersitz 31 Kugeldrehkranz 32 Wasser-Kanal
33 Wasser-Leitung 34 Dreh-Schieber 35 äußeres Ende des Revolverkopfes 36 Wasser-Kanal
37 Spindel-Lagerung 38 Spindel-Lagersitz 39 Justiereinrichtung 40 Einstell-Lehre
41, 42 Schleifscheiben-Kontur 43 Rastanordnung 44 Rast-Bolzen