DE3441305C2

DE3441305C2 -

Info

Publication number: DE3441305C2
Application number: DE19843441305
Authority: DE
Inventors: Teimuraz Nikolaevic Loladze; Boris Iosifovic Batiasvili; Gennadij Levanovic Mamulasvili; David Semenovic Bucchrikidze; Georgij Jur'evic Grdzelisvili; Jurij Igorevic Markevic; Guram Georgievic Bikoev; Iraklij Vachtangovic Tiflis/Tbilisi Su Diasamidze
Original assignee: Gruzinskij Politechniceskij Institut Imeni Vi Lenina Tiflis/tbilisi Su
Current assignee: Gruzinskij Politechniceskij Institut Imeni Vi Lenina Tiflis/tbilisi Su
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1988-05-05
Also published as: SE8405580L; SE445525B; DE3441305A1; SE8405580D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine für ebene Flächen an Werkstücken der im Oberbegriff des Patent anspruchs genannten Art.The invention relates to a grinding machine for flat Surfaces on workpieces in the preamble of the patent demanding type.

Eine solche Maschine ist aus dem JP-abstract 52-56 489 bekannt.Such a machine is known from JP abstract 52-56 489.

Derartige Maschinen werden - je nach Art des verwendeten Werkzeugs - zum präzisen Schleifen oder Läppen der Oberflächen von Quarzresonatoren, Substraten für Mikroschaltungen, Hartmetall-Schneidplatten, Verbund werkstoffen sowie Schmuckwaren verwendet.Such machines are - depending on the type of tool used - for precise grinding or Lapping the surfaces of quartz resonators, substrates for microcircuits, carbide inserts, composite materials and jewelry used.

Die bekannte Schleifmaschine weist ein hydrodynamisches Axial-Gleitlager mit schräggestellten Lagerflächen auf. Beim Drehen der Schleifscheibe baut sich aufgrund der schrägen Flächen im Gleitlager hydrodynamisch ein Druck auf, der das Lager vorspannt, wodurch der Axialschlag des Werkzeugs verringert werden kann.The known grinding machine has a hydrodynamic Axial plain bearings with inclined bearing surfaces. At the Turning the grinding wheel builds up due to the oblique Surfaces in the slide bearing hydrodynamically a pressure that the Bearing preload, which causes the axial stroke of the tool can be reduced.

Bei dieser Anordnung ist jedoch der Druck im Axial-Gleitlager nicht einstellbar, sondern im wesent lichen von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleif scheibe abhängig. Ein wechselnder Schleif- bzw. Läppdruck von Seiten des Werkstücks kann daher zu erheblichen Ungenauig keiten beim Schleif- oder Läppvorgang führen.With this arrangement, however, the pressure in the Axial plain bearings are not adjustable, but essentially the speed of rotation of the grinding disc dependent. A changing grinding or lapping pressure of Sides of the workpiece can therefore become considerably inaccurate in the grinding or lapping process.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, die Schleifma schine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich eine Verbesserung der Arbeitsgenauigkeit, insbesondere bei genau bemessenen unterschiedlichen Schleifdrücken, ergibt.The invention is therefore based on the task, the Schleifma Train the type mentioned in such a way that an improvement in work accuracy, especially at precisely measured different grinding pressures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved according to the invention in the license plate of the features specified solved.

Diese Lösung hat den Vorteil einer einfachen Realisierung einer Regelung der Lagervorspannung in Abhängigkeit vom Schleifdruck, wobei die Einstellung des passenden Lagervor drucks ebenso einfach und zuverlässig erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß aufgrund der Regelung der Lagervorspannung die Lebensdauer des Axiallagers wesentlich verlängert werden kann.This solution has the advantage of being simple to implement a regulation of the bearing preload depending on Grinding pressure, the setting of the appropriate bearing pre printing can be done just as easily and reliably. A Another advantage is that due to the regulation of Bearing preload the life of the thrust bearing significantly can be extended.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Aus führungsbeispiel für eine Schleifmaschine für ebene Flächen zeigt, näher erläutert.The invention is based on the drawing, which is an off example of a grinding machine for flat surfaces shows, explained in more detail.

Die Schleifmaschine weist ein Gestell 1 auf, an dem ein Antrieb in der Form eines Elektromotors 2 befestigt ist. Eine Antriebswelle 3 der Schleifmaschine ist mit dem Elektromotor 2 kinematisch verbunden, was im folgenden noch genauer beschrieben wird. An dem in der Zeichnung oberen Ende der Antriebswelle 3 ist ein Flansch 4 vorgesehen, auf dem ein Werkzeugträger 5 für eine gemeinsame Drehung mit der Antriebswelle 3 mittels Schrauben 6 starr befestigt ist.The grinding machine has a frame 1 to which a drive in the form of an electric motor 2 is attached. A drive shaft 3 of the grinding machine is kinematically connected to the electric motor 2 , which is described in more detail below. At the upper end of the drive shaft 3 in the drawing, a flange 4 is provided, on which a tool carrier 5 for a common rotation with the drive shaft 3 is rigidly fastened by means of screws 6 .

Der Werkzeugträger 5 stellt eine Scheibe dar, deren geome trische Achse 7 in der Zeichnung vertikal verläuft. Die Achse 7 ist zugleich die geometrische Achse der Antriebs welle 3 und die Symmetrieachse der Schleifmaschine.The tool holder 5 represents a disc, the geome metric axis 7 extends vertically in the drawing. The axis 7 is also the geometric axis of the drive shaft 3 and the axis of symmetry of the grinding machine.

Auf der in der Zeichnung unteren Seite des Werkzeugträgers 5 ist zur Aufnahme des Flansches 4 eine Ausnehmung vorgesehen. On the lower side of the tool carrier 5 in the drawing, a recess is provided for receiving the flange 4 .

Die Schleifmaschine enthält weiter hin eine Seitenschleifscheibe 8, deren Außendurchmesser ungefähr gleich dem Durchmesser des Werkzeugträgers 5 ist.The grinding machine also contains a side grinding wheel 8 , the outer diameter of which is approximately equal to the diameter of the tool carrier 5 .

Die Schleifscheibe 8 ist auf dem Werkzeugträger 5 mit Hilfe von Schrauben starr be festigt.The grinding wheel 8 is rigidly fixed on the tool carrier 5 with the aid of screws.

Die Schleifmaschine besitzt einen Stützring 9, auf dem sich der Werkzeugträger 5 über ein Axial lager 10 abstützt.The grinding machine has a support ring 9 on which the tool carrier 5 is supported via an axial bearing 10 .

Der koaxial mit dem Werkzeugträger 5 angeordnete Stützring 9 hat einen Außendurchmesser, der praktisch dem Durchmesser des Werkzeugträgers 5 gleich ist, und einen Innnendurchmesser, der vom Durch messer der Antriebswelle 3 abhängt.The coaxially arranged with the tool carrier 5 support ring 9 has an outer diameter which is practically the same as the diameter of the tool carrier 5 , and an inner diameter which depends on the diameter of the drive shaft 3 .

Der Stützring 9 ist am Gestell 1 mit Hilfe von Schrauben 11 befestigt, die gleichmäßig am Kreisumfang verteilt und durch Boh rungen hindurchgeführt sind, die in der ge mäß der Figur oberen Wand des Ge stells 1 vorgesehen sind.The support ring 9 is fixed to the frame 1 with the aid of screws 11 , which are evenly distributed on the circumference and are passed through bores which are provided in the upper wall of the frame 1 according to the figure.

Der Stützring 9 weist einen gemäß der Figur nach unten vorstehenden Teil 12 auf, der die Antriebswelle 3 umgibt und eine Dichtung 13 besitzt, die in einer Nut des vorstehenden Teils 12 angeordnet ist.The support ring 9 has a part 12 projecting downward according to the figure, which surrounds the drive shaft 3 and has a seal 13 which is arranged in a groove of the projecting part 12 .

Das Axiallager 10 stellt ein Gleitlager dar und besitzt einen kreisförmigen Käfig 14. In gleichmä ßig am Kreisumfang verteilten Bohrungen des Käfigs 14 sind Lagerplatten 15 eingesetzt, die aus einem reibungsarmen und verschleißfesten Werkstoff, im vorliegenden Fall aus Metall-Fluorkunststoff, bestehen. The thrust bearing 10 is a plain bearing and has a circular cage 14 . In evenly distributed on the circumference holes of the cage 14 bearing plates 15 are used, which consist of a low-friction and wear-resistant material, in the present case made of metal fluoroplastic.

An die Oberflächen der Lagerplatten 15 grenzen in der Zeichnung von oben und von unten der Werkzeugträger 5 und der Stützring 9 an. Der Käfig 14 stützt sich in radialer Richtung gegen einen ringförmigen Vorsprung 16 des Stütz ringes 9 ab, der an dessen Innenkante ausge bildet ist.In the drawing, the tool carrier 5 and the support ring 9 adjoin the surfaces of the bearing plates 15 from above and below. The cage 14 is supported in the radial direction against an annular projection 16 of the support ring 9 , which is formed on the inner edge thereof.

Die Schleifmaschine besitzt weiter eine Einheit zur Befestigung von Werkstücken. Im vorliegenden Fall werden zwei Befestigungseinheiten verwendet, von denen jede einen Werkstückträger 17 enthält, in deren zur Schleifscheibe 8 gekehrter Oberfläche (nicht gezeigte) Aussparungen zur Aufnahme von zu bearbeitenden Werk stücken vorgesehen sind. Die Werkstückträger 17 sind an Spindeln 18 befestigt, die parallel zur Achse 7 in gleichem Abstand von ihr verlaufen.The grinding machine also has a unit for fastening workpieces. In the present case, two fastening units are used, each of which contains a workpiece carrier 17 , in the surface facing the grinding wheel 8 (not shown), recesses for receiving workpieces to be machined are provided. The workpiece carriers 17 are fastened to spindles 18 which run parallel to the axis 7 at the same distance from it.

Die Spindeln 18 sind mit einem Antrieb 19 in der Form eines Elektromotors verbunden, der im vorliegenden Fall auf dem Gestell 1 längs der Achse 7 montiert und mit den Spindeln 18 mit Hilfe eines Riemens 20 und mittels Riemenscheiben kinematisch verbunden ist, die auf der Welle des Antriebs 19 und den Spin deln 18 angeordnet sind.The spindles 18 are connected to a drive 19 in the form of an electric motor, which in the present case is mounted on the frame 1 along the axis 7 and is kinematically connected to the spindles 18 by means of a belt 20 and by means of pulleys which are on the shaft of the Drive 19 and the spindles 18 are arranged.

Die Schleifmaschine enthält ferner eine Anpreßvorrichtung 21 zum Anpressen von zu bear beitenden Werkstücken an die Schleifscheibe 8. Im vor liegenden Fall werden zwei Anpreßvorrichtun gen 21 verwendet, die in bezug auf die Achse 7 in dem gemäß der Figur oberen Teil der Schleifmaschine symmetrisch angeordnet sind.The grinding machine also contains a pressing device 21 for pressing workpieces to be machined onto the grinding wheel 8 . In the present case two Anpreßvorrichtun conditions 21 are used, which are arranged symmetrically with respect to the axis 7 in the upper part of the grinding machine according to the figure.

Jede Anpreßvorrichtung 21 besitzt ein Gehäuse 22, in dem sich eine Membran 23 befindet, welche das Gehäuse 22 in zwei Kammern 24 und 25 aufteilt, die über Stutzen 26 abwechselnd mit einer Quelle für ein Druckmedium, hier Luft, und mit einer Auslaßleitung in Verbindung stehen. Eine jede Membran 23 ist an der Peripherie in der Wandung des Gehäuses 22 befestigt. Mittig ist außerdem an jeder Membran 23 mit seinem gemäß der Zeichnung oberen Teil ein Stab 27 befestigt, dessen unteres Ende mit einer für die Anpreß vorrichtungen 21 gemeinsamen Platte 28 starr verbunden ist. Die Platte 28 dient zur Übertragung der Axialkraft auf die Einheiten zur Befestigung von zu bearbeitenden Werkstücken.Each pressing device 21 has a housing 22 , in which there is a membrane 23 , which divides the housing 22 into two chambers 24 and 25 , which are alternately connected to a source for a pressure medium, here air, and to an outlet line via connection piece 26 . Each membrane 23 is attached to the periphery in the wall of the housing 22 . In the center is also attached to each membrane 23 with its upper part according to the drawing, a rod 27 , the lower end of which is rigidly connected to a plate 28 for the pressing devices 21 common plate 28 . The plate 28 serves to transmit the axial force to the units for fastening workpieces to be machined.

Die Stäbe 27 sind parallel zur Achse 7 symmetrisch in bezug auf diese durch Führungen 29 hindurchgesteckt, die an einem Rahmen 30 ausgeführt sind, welcher über eine Kolbenstange 31 mit einem auf dem Ge stell 1 befestigten Druckluftzylinder 32 in Verbindung steht. Der Druckluftzylinder 32 ist dazu bestimmt, auf die durch eine Öffnung im Gestell 1 geführte Kolbenstange 31 und folglich auf den Rahmen 30 eine axiale Verschiebung zum Anstellen der Anpreßvor richtungen 21 an die Arbeitsfläche der Schleif scheibe 8 je nach den Abmessungen von zu bearbeitenden Werkstücken zu übertragen.The rods 27 are parallel to the axis 7 symmetrically with respect to this through guides 29 which are carried out on a frame 30 which is connected via a piston rod 31 with a compressed air cylinder 32 attached to the shaft 1 . The compressed air cylinder 32 is intended to transmit an axial displacement to the work surface of the grinding wheel 8 depending on the dimensions of workpieces to be machined through an opening in the frame 1 piston rod 31 and consequently on the frame 30 for employing the Anpreßvor devices 21 .

Die Schleifmaschine besitzt des weiteren eine Membran-Kolbenzylindereinheit 33 zum Andrücken des Werkzeugträgers 5 an den Stützring 9. Die Einheit 33 weist eine Hülse 34 auf, die mit der Welle 3 verbindbar und zu einer mit der Welle 3 gemeinsamen axialen Verschiebung unter der Wirkung eines Drucks vorgesehen ist, der während des Schleifens an die mit der Hülse 34 starr verbundenen Membran 35 der Membran-Kolbenzylindereinheit 33 zur Steuerung der axialen Ver schiebung angelegt wird. Die Hülse 34 ist auf einen Teil der Welle 3, der einen kleineren Durchmesser hat als der gemäß der Figur obere Teil der Welle 3, aufgesteckt und stützt sich mit dem oberen Ende gegen einen Absatz ab, der sich an der Übergangsstelle des Teils der Welle 3 mit dem größeren Durchmesser zu dem Teil mit dem kleineren Durchmesser befindet.The grinding machine also has a membrane piston-cylinder unit 33 for pressing the tool carrier 5 onto the support ring 9 . The unit 33 has a sleeve 34 which can be connected to the shaft 3 and is provided for an axial displacement common to the shaft 3 under the action of a pressure which, during grinding, is applied to the membrane 35 of the membrane which is rigidly connected to the sleeve 34 . Piston-cylinder unit 33 for controlling the axial displacement is applied. The sleeve 34 is attached to a part of the shaft 3 , which has a smaller diameter than the upper part of the shaft 3 according to the figure, and is supported with the upper end against a shoulder which is located at the transition point of the part of the shaft 3 with the larger diameter to the part with the smaller diameter.

Die Einheit 33 besitzt ein Gehäuse 36, das längs der Achse 7 um die Welle 3 herum angeordnet und am Gestell 1 starr befestigt ist. In der Membrankammer 36 befindet sich die Membran 35, die quer zur Achse 7 liegt und mit ihrer Peripherie in der Wandung des Gehäuses 36 befestigt ist. Mit ihrer Innenkante ist die Membran 35 an einem nicht bezeichneten Flansch, der an der Hülse 34 quer zur Achse 7 ausgeführt ist, mit Hilfe eines auf die Hülse 34 aufgesetzten Andrückringes 37 und mit Hilfe von Schrauben befestigt, die durch Bohrungen im Andrückring 37 und im Flansch der Hülse 34 hindurchgeführt sind.The unit 33 has a housing 36 which is arranged along the axis 7 around the shaft 3 and is rigidly attached to the frame 1 . In the membrane chamber 36 is the membrane 35 , which is transverse to the axis 7 and is attached with its periphery in the wall of the housing 36 . With its inner edge, the membrane 35 is attached to a flange, not shown, which is designed on the sleeve 34 transversely to the axis 7 , with the aid of a pressure ring 37 placed on the sleeve 34 and with the aid of screws which are drilled through holes in the pressure ring 37 and Flange of the sleeve 34 are passed.

Die Hülse 34 ist gegenüber den Wänden des Gehäuses 36 mit Dichtungsringen 38 abgedichtet. Das gemäß der Figur untere Ende der Hülse 34 stützt sich gegen ein Axialwälzlager 39 ab, das in einem Gehäuse 40 untergebracht ist, das mit dem gemäß der Figur unteren Teil der Welle 3 - mit dem Zapfen 41 der Welle 3 - verbunden ist.The sleeve 34 is sealed off from the walls of the housing 36 with sealing rings 38 . The lower end of the sleeve 34 according to the figure is supported against an axial roller bearing 39 which is accommodated in a housing 40 which is connected to the lower part of the shaft 3 according to the figure - with the pin 41 of the shaft 3 .

Die Membran 35 teilt das Gehäuse 36 in zwei Kammern auf: eine gemäß der Zeichnung obere schleifscheibenseitige Kammer 42 und eine untere Kammer 43. Die Kammern 42 und 43 sind über Stutzen 44 abwechselnd mit einer Quelle für ein Druckmedium, im vorliegenden Fall Luft, und mit einer Druckentlastungsleitung in Verbin dung. Die Druckdifferenz in den Kammern 42 und 43 und folglich der auf die Membran 35 wirkende Druck wird in Abhängigkeit von der Kraft des Schleifdrucks des zu bearbeitenden Werkstückes an die Schleifscheibe 8 bestimmt. Hierzu ist die Einheit 33 zum An pressen des Werkzeugträgers 5 an den Stützring 9 mit der An preßvorrichtung 21 zum Anpressen von Werkstücken an die Schleifscheibe 8 operativ verbun den, was weiter unten eingehend beschrieben wird.The membrane 35 divides the housing 36 into two chambers: an upper chamber 42 on the grinding wheel side according to the drawing and a lower chamber 43 . The chambers 42 and 43 are alternately connected to a source for a pressure medium, in the present case air, and to a pressure relief line via connection 44 . The pressure difference in the chambers 42 and 43 and consequently the pressure acting on the membrane 35 is determined as a function of the force of the grinding pressure of the workpiece to be machined on the grinding wheel 8 . For this purpose, the unit 33 for pressing the tool carrier 5 to the support ring 9 with the press device 21 for pressing workpieces onto the grinding wheel 8 is operatively connected to what will be described in more detail below.

Die Stutzen 44 stehen wechselseitig mit einer Druck luftquelle und mit einer Luftauslaßleitung in Verbin dung.The nozzle 44 are mutually air source with a pressure and with an air outlet line in connec tion.

In der Schleifmaschine ist die Welle 3 mit dem Elektromotor 2 über eine zusätzliche Welle 45 kine matisch verbunden. Diese Welle 45 ist längs der Achse 7 in dem gemäß der Figur unteren Teil der Schleifmaschine angeordnet und mit der Welle 3 über eine elastische Kupplung 46 verbunden.In the grinding machine, the shaft 3 is kinematically connected to the electric motor 2 via an additional shaft 45 . This shaft 45 is arranged along the axis 7 in the lower part of the grinding machine according to the figure and connected to the shaft 3 via an elastic coupling 46 .

Die Welle 45 ist außerdem mit dem Elektromotor 2 über eine Riemenscheibe 47 verbunden, die mit der Welle des Elektromotors 2 mittels eines Keil riemens 48 verbunden ist. Die Riemenscheibe 47 ist auf die Welle 45 über eine Paßfederverbindung 49 aufgesteckt. Die Welle 45 ist in einem Ge häuse 50, das am Gestell 1 mit Hilfe eines Kragarmes 51 starr befestigt ist, angeordnet und wird im Gehäuse 50 mittels Radial-Schrägkugellagern 52 gehalten. Die Welle 3 ist im Stützring 9 mit Hilfe eines Radialpendellagers 53 ange ordnet, dessen Innenring auf die Welle 3 auf deren gemäß der Figur oberen Teil aufgesetzt ist, während dessen Außenring in einer Bohrung des Stützringes 9 angeordnet ist.The shaft 45 is also connected to the electric motor 2 via a pulley 47 which is connected to the shaft of the electric motor 2 by means of a wedge belt 48 . The pulley 47 is attached to the shaft 45 via a parallel key connection 49 . The shaft 45 is arranged in a Ge housing 50 , which is rigidly attached to the frame 1 with the aid of a cantilever arm 51 , and is held in the housing 50 by means of radial angular contact ball bearings 52 . The shaft 3 is arranged in the support ring 9 with the aid of a radial pendulum bearing 53 , the inner ring of which is placed on the shaft 3 on the upper part of which according to the figure, while the outer ring is arranged in a bore of the support ring 9 .

Die operative Verbindung der Einheit 33 mit der Anpreßvorrichtung 21 ist folgenderweise ausgeführt:The operative connection of the unit 33 to the pressing device 21 is carried out as follows:

Die oberen Kammern 24 der Anpreßvorrichtungen 21 zum Anpressen der Werkstücke an die Schleifscheibe stehen über die Stutzen 26 mit einem Druckmeßgeber 54 in Verbindung. Die obere Kammer 42 der Einheit 33 zum Anpressen des Werkzeugträgers 5 an den Stützring 9 steht über den Stutzen 44 mit einem Druckmeßgeber 55 in Verbindung. Die Druckmeßgeber 54 und 55 sind mit einem Mikroprozessor 56 verbunden. Der Mikroprozessor 56 ist mit einer Druckregeleinrichtung 57 zur Druckregelung in der gemäß der Figur oberen Kammer 42 der Einheit 33 ver bunden. Die Druckregeleinrichtung 57 steht mit der obe ren Kammer 42 über den Stutzen 44 in Verbindung.The upper chambers 24 of the pressing devices 21 for pressing the workpieces onto the grinding wheel are connected to a pressure sensor 54 via the connecting piece 26 . The upper chamber 42 of the unit 33 for pressing the tool carrier 5 against the support ring 9 is connected to a pressure sensor 55 via the connector 44 . The pressure sensors 54 and 55 are connected to a microprocessor 56 . The microprocessor 56 is connected to a pressure control device 57 for pressure control in the upper chamber 42 of the unit 33 according to the figure. The pressure control device 57 is in communication with the upper chamber 42 via the connector 44 .

Der Betrieb der Schleifmaschine läuft auf folgende Weise ab:The grinding machine is running in the following way:

Vor dem Arbeitsbeginn stellt die Bedienungsperson den Rahmen 30 auf die erforderliche Höhe in bezug auf die Arbeitsfläche der Schleifscheibe 8 in Abhängigkeit von der Dicke der zu bearbeitenden Werkstücke ein. Dazu schaltet die Bedienungsperson, die Werkstückabmessung wissend, den Druckluftzylinder 32 ein, der über die Kolbenstange 31 den Rahmen 30 zusammen mit den Anpreßvorrichtungen 21 und den Stäben 27 samt der Platte 28, den Spindeln 18 und Werkstückträgern 17 verschiebt.Before starting work, the operator sets the frame 30 to the required height in relation to the working surface of the grinding wheel 8 depending on the thickness of the workpieces to be machined. By the operator, the workpiece dimension on knowing the air cylinder 32 a which moves on the piston rod 31 of the frame 30 together with the pressing devices 21 and the rods 27 together with the plate 28, the spindles 18 and workpiece carriers 17th

Das Einstellmaß der Werkstückträger 17 in bezug auf die Arbeitsfläche der Schleifscheibe 8 wird so gewählt, daß die in die Aussparungen des Werkstückträgers 17 einge setzten Werkstücke mit ihrer der Schleifscheibe 8 zuge wandten Oberfläche die Arbeitsfläche der Schleifscheibe 8 berühren, an diese jedoch nicht angedrückt wer den. Dazu soll der Abstand längs der Achse 7 zwischen den Oberflächen der Werkstückträger 17, die der Schleifscheibe 8 zugewandt sind, und der Arbeitsfläche der letzte ren um 0,5 bis 3 Millimeter größer sein als die Dicke der zu bearbeitenden Werkstücke.The setting dimension of the work piece carrier 17 with respect to the working surface of the grinding wheel 8 is chosen such that the 17 is put in the recesses of the workpiece carrier workpieces touch with their of the grinding wheel 8 facing surface of the working surface of the grinding wheel 8, but not pressed against those who the . For this purpose, the distance along the axis 7 between the surfaces of the workpiece carriers 17 , which face the grinding wheel 8 , and the working surface of the last ren should be 0.5 to 3 millimeters larger than the thickness of the workpieces to be machined.

Nachdem das Einstellmaß festgelegt ist, wird der Druckluftzylinder 32 ausgeschaltet. Die zu bearbeiten den Werkstücke werden in die Aussparungen der Werkstückträger 17 eingesetzt, und die Schleifbearbeitung wird begonnen. Dazu stellt die Bedienungsperson an ei nem Manometer mit Hilfe von Druckreglern den erforderlichen Druck in den Kammern 24 der Anpreßvorrichtungen 21 zum Anpressen der Werkstücke an die Schleifscheibe 8 ein. Der Druck in den Kammern 24 wird in Abhängigkeit von dem zu be arbeitenden Werkstoff und der mit der Schleifscheibe 8 in Kontakt stehenden Fläche der zu bearbeitenden Werk stücke eingestellt.After the setting dimension is determined, the compressed air cylinder 32 is switched off. The workpieces to be machined are inserted into the recesses of the workpiece carriers 17 , and the grinding processing is started. For this purpose, the operator adjusts the pressure required in the chambers 24 of the pressing devices 21 for pressing the workpieces onto the grinding wheel 8 on a manometer using pressure regulators. The pressure in the chambers 24 is set depending on the material to be machined and the surface in contact with the grinding wheel 8 of the workpieces to be machined.

Der Druck in den Kammern 24 wird im folgenden als P ₁ und der Druck in der Kammer 42 als P ₂ bezeichnet.The pressure in the chambers 24 is referred to below as P ₁ and the pressure in the chamber 42 as P ₂ .

Der von der Bedienungsperson eingestellte Druck P ₁ in den oberen Kammern 24 der Anpreßvorrichtungen 21 wird vom Druckmeßgeber 54 gemessen. Vom Druckmeßgeber 54 gelangt ein dem Druck P ₁ entsprechendes Signal in den Mikroprozessor 56. Hiernach gelangt ein Signal vom Mikroprozessor 56 auf die Druckregeleinrichtung 57 zur Druckregelung in der oberen Kammer 42 der Einheit 33 zum Anpressen des Werkzeugträgers 5 an den Stützring 9. Mit Hilfe der Druckregeleinrichtung 57 wird in der oberen Kammer 42 der Einheit 33 ein erforderlicher Druck P ₂ aufgebaut. Zur Stabilisierung des Drucks P ₂ ist mit dem Stutzen 44 der oberen Kammer 42 der Druckmeßgeber 55 verbunden, der seinerseits mit dem Mikroprozessor 56 in Verbindung steht.The pressure P ₁ set by the operator in the upper chambers 24 of the pressing devices 21 is measured by the pressure sensor 54 . A signal corresponding to the pressure P ₁ enters the microprocessor 56 from the pressure sensor 54 . Thereafter, a signal from the microprocessor 56 reaches the pressure control device 57 for pressure control in the upper chamber 42 of the unit 33 for pressing the tool carrier 5 onto the support ring 9 . With the help of the pressure control device 57 , a required pressure P _{2 is} built up in the upper chamber 42 of the unit 33 . To stabilize the pressure P ₂ is connected to the nozzle 44 of the upper chamber 42 of the pressure sensor 55 , which in turn is connected to the microprocessor 56 .

Nachdem die Drücke P ₁ und P ₂ eingeregelt sind, stellt die Bedienungsperson die Drehzahl der Spindeln 18 und der Welle 3 mit Hilfe von Drehzahlreglern für die Antriebe 19 und 2 ein.After the pressures P ₁ and P _{2 are} adjusted, the operator sets the speed of the spindles 18 and the shaft 3 with the aid of speed controllers for the drives 19 and 2 .

Dann schaltet die Bedienungsperson den Elektromotor 2 für die Welle 3 ein.Then the operator turns on the electric motor 2 for the shaft 3 .

Gleichzeitig damit wird über den Stutzen 44 der oberen Kammer 42 der Einheit 33 Luft zugeführt. Die Luft erzeugt einen Druck auf die Membran 35. Dabei biegt sich die Membran 35 gemäß der Zeichnung nach unten durch und verschiebt die Hülse 34 nach unten, die über das Axialwälzlager 39 und das mit dem Zapfen 41 der Welle 3 verbundene Gehäuse 40 auf die Wel le 3 drückt und diese nach unten drückt.At the same time, air is supplied to the unit 33 via the nozzle 44 of the upper chamber 42 . The air creates pressure on the membrane 35 . Here, the diaphragm 35 flexes in accordance with the drawing down through and shifts the sleeve 34 downwardly, via the axial roller bearing 39, the housing 40 with the pin 41 of the shaft 3 and connected to the le Wel 3 presses and presses them down.

Die Welle 3, die sich längs der Achse 7 verschiebt, preßt den darauf befestigten Werkzeugträger 5 an die Lager schalen 15 des Axialgleitlagers 10 und über diese an den Stützring 9 an. Bei der axialen Verschiebung der Welle 3 längs der Achse 7 verschiebt sich das Radial pendellager 53, das auf den gemäß der Figur oberen Teil der Welle 3 mit Übermaß aufgesetzt ist, und im Stütz ring 9 mit Gleitsitz angeordnet ist, in dem Stützring 9 nach unten.The shaft 3 , which moves along the axis 7 , presses the tool carrier 5 fastened thereon to the bearing cups 15 of the axial sliding bearing 10 and via this to the support ring 9 . In the axial displacement of the shaft 3 along the axis 7 , the radial pendulum bearing 53 , which is placed on the upper part of the shaft 3 according to the figure with oversize, and is arranged in the support ring 9 with a sliding fit, in the support ring 9 down .

Gleichzeitig wird die mit der Welle 3 mittels der elastischen Kupplung 46 verbundene zusätzliche Welle 45 in der Riemenscheibe 47 nach unten verschoben. Auf diese Weise ist der Werkzeugträger 5 über die Lagerschalen 15 an den Stützring 9 angepreßt. Je ge nauer sich der Werkzeugträger 5 auf den Lagerschalen 15 abstützt, um so genauer ist die Einstellung der Schleifscheibe 8 während des Arbeitsvorgangs.At the same time, the additional shaft 45 connected to the shaft 3 by means of the elastic coupling 46 is shifted downward in the pulley 47 . In this way, the tool carrier is pressed 5 via the bearings 15 to the support ring. 9 The more precisely the tool carrier 5 is supported on the bearing shells 15 , the more precise is the setting of the grinding wheel 8 during the working process.

Eine genaue Lagebestimmung wird durch die Möglich keit der Selbsteinstellung der Welle 3 mit dem Werkzeug träger 5 in bezug auf die Lagerschalen 15 sichergestellt, weil die Welle 3 mit dem Stützring 9 mit Hilfe des Lagers 53 verbunden ist, das die Welle 3 in radialer Richtung hält, dieser Welle 3 jedoch eine Schwenkung in der Horizontalebene in bezug auf die Achse 7 ermöglicht. Somit stützt sich der Werkzeugträger 5 auf der Lagerschale 15 auf der gesamten Fläche ab.A precise position determination is ensured by the possibility of self-adjustment of the shaft 3 with the tool carrier 5 in relation to the bearing shells 15 , because the shaft 3 is connected to the support ring 9 with the aid of the bearing 53 , which holds the shaft 3 in the radial direction , This shaft 3, however, allows pivoting in the horizontal plane with respect to the axis 7 . The tool carrier 5 is thus supported on the bearing shell 15 over the entire surface.

Nachdem die Welle 3 in Rotation versetzt und der Werkzeugträger 5 angepreßt ist, schaltet die Bedienungsperson den Antrieb 19 ein. Über den Riemen 20 wird die Drehbe wegung zu den Spindeln 18 und den an diesen angebrach ten Werkstückträgern 17 mit Werkstücken in den Aussparungen der Werkstückträger 17 übertragen. Gleich zeitig damit tritt in die gemäß der Figur oberen Kammern 24 der Gehäuse 22 der Anpreßvorrichtungen 21 über die Stutzen 26 unter Druck stehende Luft ein und der Druck in den gemäß der Figur unteren Kammern 25 wird abgebaut. Die Luft drückt auf die Membranen 23, die mit den Stäben 27 verbunden sind, welche in den Führun gen 29 des Rahmens 30 verschoben werden.After the shaft 3 is set in rotation and the tool carrier 5 is pressed on, the operator switches on the drive 19 . About the belt 20 , the Drehbe movement to the spindles 18 and the attached to this th workpiece carriers 17 with workpieces in the recesses of the workpiece carrier 17 is transmitted. At the same time this occurs in the upper chambers 24 according to the figure 24 of the housing 22 of the pressing devices 21 via the nozzle 26 pressurized air and the pressure in the lower chambers 25 according to the figure is reduced. The air presses on the membranes 23 , which are connected to the rods 27 , which gene 29 in the guide 30 of the frame 30 are moved.

Die Membranen 23 biegen sich gemäß der Figur nach unten durch und senken die Stäbe 27, die Platte 28 und die an der Platte 28 befestigten Gehäuse der Spin deln 18 und die an den Spindeln 18 angebrachten Werkstückträger 17 ab. Die Werkstückträger 17 drücken auf die zu bearbeitenden Werkstücke und pressen diese an die Arbeitsfläche der Schleifscheibe 8 an. Somit rotieren die Werkstücke zusammen mit den Werkstückträgern 17 und werden durch den Druck P ₁ an die Arbeitsfläche der umlaufenden Schleif scheibe 8 angepreßt. Während der Schleifbearbeitung, wenn die unter Druck stehende Luft auf die Kammern 24 und 42 wirkt, wirkt auf die Lagerplatten 15 des Axial lagers 10 eine Belastung vonThe membranes 23 bend according to the figure down through and lowering the rods 27, the plate 28 and the plate 28 fixed to the casing of the spinning spindles 18 and attached to the spindles 18 workpiece carrier 17th The workpiece carriers 17 press on the workpieces to be machined and press them against the working surface of the grinding wheel 8 . Thus, the workpieces rotate together with the workpiece carriers 17 and are pressed against the working surface of the rotating grinding wheel 8 by the pressure P ₁ . During grinding, when the air under pressure acts on the chambers 24 and 42 , a load of acts on the bearing plates 15 of the axial bearing 10

P = P ₁ + P ₂, P = P ₁ + P ₂ ,

wobeiin which

P 1 is the pressure generated in the upper chambers 24 of the pressing devices 21 and
P 2 is the pressure generated in the upper chamber 42 of the unit 33 .

Bei der Bearbeitung ebener Oberflächen von aus verschiedenen Werkstoffen bestehenden Werkstücken und bei einer Änderung der Verhältnisse der Schleifbe arbeitung wird sich der Anpreßdruck P ₁ der Werkstücke an die Schleifscheibe 8 verändern.When processing flat surfaces of workpieces made of different materials and when changing the conditions of the grinding processing, the contact pressure P _{1 of} the workpieces on the grinding wheel 8 will change.

Eine Änderung des Drucks P ₁ zieht eine Änderung des Drucks auf die Lagerplatten 15 des Axiallagers 10 nach sich. Somit arbeitet das Axiallager 10 unter ver schiedenen axialen Belastungen, was zum ungleichmäßigen Verschleiß der Lagerplatten 15 und folglich zur Beein trächtigung der Lagegenauigkeit des Werkzeug trägers 5 auf dem Stützring 9 und als Folge davon zu Ungenauigkeiten bei der Schleifbearbeitung führen würde. A change in the pressure P ₁ entails a change in the pressure on the bearing plates 15 of the thrust bearing 10 . Thus, the thrust bearing 10 works under different axial loads, which would lead to uneven wear of the bearing plates 15 and consequently impairment of the positional accuracy of the tool carrier 5 on the support ring 9 and, as a result, to inaccuracies in grinding.

Um den Druck P auf die Lagerplatten 15 zu einer konstanten Größe zu machen, ist es erforderlich, den Druck P ₂ zwischen dem Werkzeugträger 5 und dem Stützring 9 in Abhängigkeit von der Größe des Anpreßdruckes P ₁ der Werkstücke zu verändern. Der Druck P ₂ muß ent sprechend der folgenden Bedingung verändert werden:In order to make the pressure P on the bearing plates 15 constant, it is necessary to change the pressure P ₂ between the tool carrier 5 and the support ring 9 as a function of the size of the contact pressure P _{1 of} the workpieces. The pressure P ₂ must be changed according to the following condition:

P = P ₁ + P ₂ = const. P = P ₁ + P ₂ = const.

Wie vorstehend beschrieben, wird der von der Be dienungsperson eingestellte Druck P ₁ durch den Druck meßgeber 54 gemessen, und das erhaltene Signal wird auf den Mikroprozessor 56 geleitet. Im Mikroprozessor 56 sind Daten eingegeben, die dem Gesamtdruck P entsprechen. Beim Eintreffen des Signals vom Geber 54 wird im Mikroprozessor 56 ein Signal errechnet, das dem Druck P ₂ = P - P ₁ entspricht. Dieses Signal wird der Druckregeleinrichtung 57 zugeführt, und in der oberen Kammer 42 der Einheit 33 stellt sich ein Druck P₂ gleich P ₂ = P - P ₁ ein. Bei Änderung des Drucks P ₁ wird mittels der Verbindung von Geber 54 - Mikroprozessor 56 - Druckregeleinrichtung 57 eine Änderung des Drucks P ₂ in der oberen Kammer 42 bewirkt und damit der Druck P konstant gehalten. Durch die Konstanz des axialen Drucks auf die Lagerplatten 15 des Axial lagers 10 wird es möglich, die Genauigkeit zu erhöhen und die Betriebszeit zu verlängern.As described above, the pressure P _{1 set} by the operator is measured by the pressure sensor 54 , and the signal obtained is sent to the microprocessor 56 . Data corresponding to the total pressure P are entered in the microprocessor 56 . When the signal from the encoder 54 arrives, a signal is calculated in the microprocessor 56 which corresponds to the pressure P ₂ = P - P ₁ . This signal is fed to the pressure control device 57 , and in the upper chamber 42 of the unit 33 a pressure P ₂ is equal to P ₂ = P - P ₁ . When the pressure P ₁ changes, a change in the pressure P ₂ in the upper chamber 42 is effected by means of the connection of the transmitter 54 - microprocessor 56 - pressure control device 57 , and the pressure P is thus kept constant. The constancy of the axial pressure on the bearing plates 15 of the axial bearing 10 makes it possible to increase the accuracy and to extend the operating time.

Nach Beendigung der Schleifbearbeitung wird unter Druck stehende Luft in die gemäß der Figur unteren Kammern 25 der Anpreßvorrichtungen 21 geführt.After the grinding process has ended, air under pressure is guided into the chambers 25 of the pressing devices 21 which are lower according to the figure.

Zu gleicher Zeit wird die Luft aus den oberen Kammern 24 der Gehäuse 22 über die Stutzen 26 in die Atmosphäre abgelassen. Die Luft in den Kammern 25 drückt auf die Membranen 23, die sich nach oben biegen und die mit ihnen verbundenen Stäbe 27, die Platte 28 und die Spindeln 18 samt den Werkstückträgern 17, in deren Aussparungen sich die zu bearbeitenden Werkstücke befinden, anheben.At the same time, the air from the upper chambers 24 of the housing 22 is discharged into the atmosphere via the connection piece 26 . The air in the chambers 25 presses on the membranes 23 , which bend upwards and raise the rods 27 connected to them, the plate 28 and the spindles 18 together with the workpiece carriers 17 , in the recesses of which the workpieces to be machined are located.

Der Druck der Werkstückträger 17 auf die zu bearbeiten den Werkstücke ist damit aufgehoben und die Schleifbearbeitung beendet. Danach werden die Antriebe abge schaltet und die Luft in der oberen Kammer 42 der Einheit 33 wird abgelassen.The pressure of the workpiece carrier 17 on the workpieces to be processed is thus eliminated and the grinding processing is ended. Then the drives are switched off and the air in the upper chamber 42 of the unit 33 is discharged.

Die Bedienungsperson nimmt die bearbeiteten Werk stücke ab und setzt neue ein. Hierbei bleibt die Luft in den unteren Kammern 25 der Anpreßvorrichtungen 21 unter Druck stehen und die Membranen 23 halten die Stäbe 27, die Platte 28 und die Spindeln 18 der Werkstückträger 17 in der oberen Endstellung fest.The operator takes off the machined workpieces and inserts new ones. Here, the air in the lower chambers 25 of the pressure devices 21 remains under pressure and the membranes 23 hold the rods 27 , the plate 28 and the spindles 18 of the workpiece carriers 17 in the upper end position.

Nach dem Einsetzen neuer Werk stücke wiederholt sich der Zyklus wie vorstehend be schrieben.After inserting new plant pieces the cycle repeats as above wrote.

Wie in der Figur gezeigt, ist die Welle 3 mit dem Elektromotor 2 über die zusätzliche Welle 45 und die elasti sche Kupplung 46 verbunden. Ihrerseits ist die zusätz liche Welle 45 mit der Riemenscheibe 47 über die Keil federverbindung 49 verbunden. Folglich wird die Drehung zur Welle 3 vom Elektromotor 2 über den Riemen 48, die Rie menscheibe 47, die Keilfederverbindung 49, die zusätz liche Welle 45 und die elastische Kupplung 46 übertragen. Eine solche Verbindung gestattet es, die Welle 3 von den Radialkräften zu entlasten, die auf die Riemen scheibe 47 bei der Drehmomentübertragung wirken, weil diese von den Lagern 52 aufgenommen werden und die elasti sche Kupplung 46 sie nicht auf die Welle 3 überträgt.As shown in the figure, the shaft 3 is connected to the electric motor 2 via the additional shaft 45 and the elastic coupling 46 . For its part, the additional shaft 45 is connected to the pulley 47 via the wedge spring connection 49 . Consequently, the rotation to the shaft 3 from the electric motor 2 via the belt 48 , the belt pulley 47 , the wedge spring connection 49 , the additional union shaft 45 and the elastic coupling 46 is transmitted. Such a connection allows the shaft 3 to be relieved of the radial forces acting on the belt pulley 47 during the torque transmission, because these are received by the bearings 52 and the elastic coupling 46 does not transmit them to the shaft 3 .

Außerdem ist die Welle 3, wie dies vorstehend beschrieben wurde, im Stützring 9 über das Radialpendellager 53 angeordnet, d. h., sie kann um die Achse 7 in der Horizontalebene zwecks einer genaueren Lagebestimmung des Werkzeugträgers 5 auf den Lagerschalen 15 schwenken.In addition, as described above, the shaft 3 is arranged in the support ring 9 via the radial pendulum bearing 53 , ie it can pivot about the axis 7 in the horizontal plane for a more precise position determination of the tool carrier 5 on the bearing shells 15 .

Die elastische Kupplung 46 ermöglicht dabei auch diese Schwenkung der Welle 3.The elastic coupling 46 also enables this pivoting of the shaft 3 .

Zur Einstellung des Axiallagers 10 oder zum Umlegen der Lagerplatten 15 u. dgl. ist ein Heben des Werkzeugträgers 5 über den Stützring 9 vorgesehen. Das Heben erfolgt bei ausgeschalteten Antrieben und bei der gemäß der Figur oberen Lage des Rahmens 30.To adjust the thrust bearing 10 or to fold the bearing plates 15 u. The like. A lifting of the tool carrier 5 over the support ring 9 is provided. The lifting takes place when the drives are switched off and in the upper position of the frame 30 according to the figure.

Zum Heben des Werkzeugträgers 5 läßt die Bedienungs person unter Druck stehende Luft in die untere Kammer 43 des Gehäuses 36 der Einheit 33. Die Luft drückt auf die Membran 35, die sich nach oben biegt und es ver schiebt sich dadurch die Hülse 34, die, indem sie sich gegen den Absatz der Welle 3 abstützt, die Welle 3 nach oben be wegt. Hierbei bildet sich zwischen dem Werkzeugträger 5 und dem Stützring 9 ein Spalt, der zur Ausführung von notwendigen Arbeiten im Axialgleitlager 10 beispielsweise zur Auswechselung der Lagerplatten 15, aus reichend ist.To lift the tool carrier 5 , the operator lets air under pressure into the lower chamber 43 of the housing 36 of the unit 33 . The air presses on the membrane 35 , which bends upwards and it thereby ver ver pushes the sleeve 34 which, by supporting itself against the shoulder of the shaft 3 , moves the shaft 3 upwards. Here, a gap is formed between the tool carrier 5 and the support ring 9 , which is sufficient to carry out the necessary work in the axial slide bearing 10, for example to replace the bearing plates 15 .

Die zusätzliche Welle 45 verschiebt sich dabei zusammen mit der Welle 3 nach oben, weshalb die Länge der Nut der Paßfederverbindung 49 nicht kleiner sein soll als die Verschiebung der Werkzeugträger 5 längs der Achse 7. Anderenfalls ist es erforderlich, die Welle 3 von der zusätzlichen Welle 45 zu lösen, d. h. die elastische Kupplung 46 auszubauen.The additional shaft 45 moves together with the shaft 3 upwards, which is why the length of the groove of the parallel key connection 49 should not be less than the displacement of the tool carrier 5 along the axis 7 . Otherwise, it is necessary to detach the shaft 3 from the additional shaft 45 , ie to remove the elastic coupling 46 .

Claims

Grinding machine for flat surfaces on workpieces, with a workpiece held in a frame and a tool holder that can be driven in rotation by means of a drive shaft with a side grinding wheel fastened to it, which is slidingly mounted on a coaxial support ring fixed to the frame, characterized in that the drive shaft ( 3 ) is the piston rod of a Coaxial to the grinding wheel ( 8 ) arranged membrane piston-cylinder unit ( 33 ), the grinding wheel-side chamber ( 42 ) can be acted upon with a pressure that is adjustable depending on the grinding pressure between the workpiece and grinding wheel ( 8 ).