DE3523012A1 - Schwenkbarer schleifspindelstock - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Schleifspindel­ stock, dessen jeweilige Arbeitsstellungen durch reibungs- bzw. kraftschlüssig aneinanderliegende Lager- und Gegen­ lagerflächen arretierbar sind, welche zum Schwenken des Schleifspindelstocks voneinander lösbar sind.

Ein schwenkbarer Schleifspindelstock der obengenannten Art wird beispielsweise an Rundschleifmaschinen immer dann verwendet, wenn unterschiedliche Schleifscheiben (z. B. zum Innen-, Außen- und Planschleifen) gemeinsam an ver­ schiedenen Seiten des Schleifspindelstocks vorgesehen sind, oder wenn der Schleifspindelstock revolverartig mehrere Schleifscheiben gleicher Art trägt und nachein­ ander zum Einsatz bringt. Hierzu ist es erforderlich, den Schleifspindelstock jeweils um einen entsprechenden Winkel zu verschwenken, wobei er insbesondere beim Kegelschleifen oder Schrägeinstich auch beliebige Winkelstellungen gegen­ über dem zu schleifenden Werkstück einnehmen kann.

Hilfsmittel zur Erleichterung der Relativbewegung von Ma­ schinenteilen z. B. in Form einer Schlittenbewegung oder rotativen Bewegung sind aus dem Stand der Technik bekannt. So wird beispielsweise nach der DE-PS 7 19 863 bei einer Ständerschleifmaschine der Ausleger vor dem Verschwenken mechanisch angehoben, d. h. von seiner Grundplatte gelöst, um die durch sein Eigengewicht verursachten Reibungswider­ stände aufzuheben.

Des weiteren befaßt sich die DE-OS 19 63 354 mit dem Pro­ blem, zwischen beweglich gelagerten Maschinenteilen, zum Beispiel zwischen einem Obertisch und einem Untertisch einer Werkzeugmaschine, einerseits eine möglichst reibungsarme Bewegungslagerung und andererseits eine sichere, kraftschlüs­ sige Arretierung zu gewährleisten, wobei insbesondere der normalerweise beim Einleiten der Verschwenkbewegung durch Haftreibung und Verklebung zwischen den Lagerflächen auf­ tretende sogenannte "stick-slip-Effekt" vermieden werden soll. Hierzu wird die Bildung eines Druckluftpolsters zwischen den Lagerflächen vorgeschlagen.

In ähnlicher Weise wird gemäß der DE-AS 12 20 228 verfahren, indem zwischen den beweglichen Maschinenteilen eine hydro­ statische Lagerung vorgesehen ist.

Bei dem eingangs genannten schwenkbaren Schleifspindelstock treten besondere Schwierigkeiten auf, bedingt beispiels­ weise durch seinen infolge ungleicher Gewichtsverteilung außerhalb der Schwenkachse liegenden Schwerpunkt sowie sei­ ner geneigten Anordnung und damit schrägverlaufenden Schwenk­ achse. Zudem stellt der Einsatz eines derartigen Schleif­ spindelstocks auf Hochleistungs-Präzisionsschleifmaschinen erhöhte Anforderungen hinsichtlich seiner genauen Einstell­ barkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu treffen, welche auch unter den genannten erschwerten Einsatzbedingungen eine bessere Einstellgenauigkeit und damit Arbeitsgenauigkeit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein den Schleifspindelstock mit einer ersten Rollreibungsabstützung und mit einer zu dieser entgegengesetzt angeordneten zwei­ ten Rollreibungsabstützung in Kontakt bringendes sowie durch gegenseitiges Verspannen der beiden Rollreibungsabstützungen die Lager- und Gegenlagerflächen des Schleifspindelstocks voneinander trennendes Lösemittel.

Eine zweckmäßige konstruktive Ausgestaltung des Lösemittels besteht darin, daß es druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylin­ der-Einheiten aufweist, welche einerseits einen federelas­ tische Spannelemente aufnehmenden, mit dem Schleifspindelstock verschwenkbaren sowie relativ und achsparallel zu diesem verschiebbaren Klemmring und andererseits den Schleifspin­ delstock beaufschlagen. Die Druckmittelbeaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten kann entweder hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.

Eine vorteilhafte, in sich geschlossene konstruktive Lösung besteht darin, daß die Kolben-Zylinder-Einheiten innerhalb des Schleifspindelstocks angeordnet sind.

Die Rollreibungsabstützungen sind zweckmäßigerweise als Kugellager ausgebildet.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in einer stabilen, spielfreien,leichtgängigen und damit präzise und stufenlos einstellbaren Schwenkbewegung, welche die Arbeits­ genauigkeit wesentlich verbessert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit einem geneigten Mehrzweck-Schleifspindelstock verse­ henen Rundschleifmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schleifspindelstock bei abgenommenem, die Schleifscheiben tragenden Oberbau,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Schleifspindelstock nach der Linie III-III gemäß Fig. 2 und

Fig. 4a bis 4c unterschiedliche Betätigungsstellungen eines Lösemittels gemäß der Erfindung zur Vorberei­ tung des Schwenkvorganges des Schleifspindel­ stocks.

Als bevorzugte Einsatzstelle eines erfindungsgemäßen schwenk­ baren Schleifspindelstocks ist eine Rundschleifmaschine gemäß Fig. 1 vorgesehen, deren Gesamtaufbau im folgenden kurz beschrieben wird.

Ein auf einem Maschinenunterbau 1 ruhendes Maschinenbett 2 trägt auf einem als Funktionsteilträger dienenden Sockel­ rahmen 3 einen geneigt angeordneten Tisch 4.

Der Maschinenunterbau ist mit einem Wasserkasten versehen, in den Kühlwasser über ein umlaufendes Bandfilter 6 zurück­ führbar ist.

Der Tisch 4 ist mit Führungen 5 für einen relativ zu einem feststehenden Werkstückspindelstock 7 verschiebbaren Reit­ stock 8 versehen. Mit 9 ist ein zwischen einem Mitnehmer 11 des Werkstückspindelstocks 7 und einer Zentrierspitze 12 des Reitstocks 8 eingespanntes Werkstück bezeichnet.

Der Tisch 4 trägt außerdem einen Kreuzschlitten 17, welcher mittels eines Motors 18 in Richtung der X-Achse und mittels eines Motors 19 sowie einer feststehenden, vorgespannten Gewindespindel 13 in Richtung der Z-Achse verschiebbar ist. Der Gewindespindel 13 ist zum Ausgleich gegen einsei­ tige Verspannung auf der Gegenseite ein Zuganker 14 zuge­ ordnet. Das mit der Gewindespindel 13 zusammenwirkende Ge­ triebe liegt unterhalb einer Abschützung 16. Mit 21 ist eine Kabelschleppeinrichtung bezeichnet.

Der Kreuzschlitten 17 trägt einen Schleifspindelstock 22, der mit einem Schleifstift 23 zum Innenrundschleifen und einer durch einen Motor 24 antreibbaren Schleifscheibe 26 zum Außenrundschleifen besetzt ist, welche durch Verschwen­ ken des Schleifspindelstocks 22 um eine Schwenkachse 27 in ihre Arbeitsposition verbracht werden können. Zum Schwenken dient ein Motor 28, welcher mitschwenkend auf dem Schleif­ spindelstock 22 installiert ist und der sich antriebsseitig über einen Zahnriemen 29 gemäß Fig. 2 und 3 an einem feststehenden Zahnkranz 31, der mit einem feststehenden Unterbau 32 des Schleifspindelstocks 22 verschraubt ist, abstützt. Zum Spannen des Zahnriemens 29 ist eine exzen­ trisch gelagerte Spannrolle 33 vorgesehen, welche unter­ seitig einen Zahnkranz 34 trägt, in den eine in einer Boh­ rung 36 geführte Zahnstange 37 eingreift, so daß durch Ver­ ändern der Exzentrizität der Spannrolle 33 die Spannung des Zahnriemens 29 verändert werden kann.

Um den Schleifspindelstock 22 verschwenken zu können, ist dieser in besonderer Weise gelagert,was nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert wird.

Der drehbare Schleifspindelstock 22, dessen strichpunktiert angedeuteter, mit 25 bezifferter Oberbau die Schleifwerk­ zeuge trägt, stützt sich normalerweise in seiner jeweiligen Arbeitsposition, in der entweder der Innenschleifstift 23 oder die Außenschleifscheibe 26 im Einsatz sind, mit einer inneren ringförmigen Lagerfläche 38 reibungs- bzw. kraft­ schlüssig an einer entsprechenden ringförmigen Gegenlager­ fläche 39 des feststehenden Unterbaues 32 ab. Der Reibungs- und Kraftschluß zwischen Lagerfläche 38 und Gegenlagerflä­ che 39 wird einerseits durch das Eigengewicht des Schleif­ spindelstocks 22 und andererseits durch eine zusätzliche Klemmkraft erzeugt. Zu diesem Zweck sind in den Schleif­ spindelstock 22 zahlreiche ringförmig verteilte Klemmbolzen 41 eingelassen, deren Kopf in einer Ausnehmung 42 eines Klemmrings 43 unter Federvorspannung einer Tellerfeder 44 steht. Der Klemmring 43 ist relativ zum feststehenden Un­ terbau 32 bzw. zum schwenkbaren Schleifspindelstock 22 ge­ ringfügig axial verschiebbar sowie über die Mitnahme durch die Klemmbolzen 41 ebenfalls mit dem Schleifspindelstock verschwenkbar. Der Schleifspindelstock 22 ist radial mittels einer Kugelbüchse 46 drehbeweglich an einem den festen Zahn­ kranz 31 tragenden und mit dem Unterbau 32 verschraubten zentralen Führungskörper 47 gelagert. Außerdem ist dem Schleifspindelstock 22 oberseitig und unterseitig jeweils eine Rollreibungsabstützung 48 bzw. 49 zugeordnet, welche sich in der jeweiligen Arbeitsstellung des Schleifspindel­ stocks gemäß Fig. 4a außer Funktion befinden. Die obere Rollreibungsabstützung 48 ist dem feststehenden Führungs­ körper 47 und die untere Rollreibungsabstützung 49 dem feststehenden Unterbau 32 zugeordnet, wozu einerseits der Unterbau 32 ein Kugellager 51 und andererseits der Schleif­ spindelstock 22 selbst oberseitig ein Kugellager 52 trägt, dessen Gegenstützkörper 53 am feststehenden Führungskörper 47 angeordnet sind.

Innerhalb des Schleifspindelstocks 22 sind darüber hinaus ebenfalls in ringförmiger Verteilung Lösemittel in Form von druckmittelbeaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheiten 54 vor­ gesehen, von denen jeweils ein Kolben 56 mit seiner äußeren Stirnfläche dem Klemmring 43 zugewandt ist und eine entge­ gengesetzte Zylinderstirnfläche 57 im Innern des Schleif­ spindelstocks 22 selbst gebildet wird. Die Druckmittelzu­ fuhr zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 54, beispielsweise in Form von Druckluft oder einer Hydraulikflüssigkeit, erfolgt über entsprechende stirnseitig angeschlossene Bohrungen 58.

Die Wirkungsweise zur Vorbereitung bzw. Auslösung eines Schwenkvorganges des Schleifspindelstocks 22 wird anhand der Fig. 4a bis 4c näher erläutert.

Es sei angenommen, daß ausgehend von der Arbeitsstellung der Außenschleifscheibe 26 gemäß Fig. 1 der Schleifspindel­ stock 22 durch eine 180°-Schwenkung den Innenschleifstift 23 in eine Arbeitsposition verbringen soll. Hierzu ist es er­ forderlich, zunächst die zwischen der Lagerfläche 38 und der Gegenlagerfläche 39 wirkende, durch den Pfeil 55 ange­ deutete Gewichtskraft und die zwischen den Klemmflächen 59 und 61 des Klemmrings 43 bzw. des Unterbaues 32 wirkende, durch den Pfeil 62 angedeutete Klemmkraft aufzuheben. Dies geschieht durch Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylinder- Einheiten 54, wodurch zunächst die auf den Kolben 56 wir­ kende Druckkraft 63 die Klemmkraft zwischen den Klemmflä­ chen 59 und 61 dadurch aufhebt, daß der Kolben 56 den Klemmring 43 aus der Grundstellung gemäß Fig. 4a gegen die Federvorspannung der Tellerfeder 44 abwärtsdrückt. Der Klemmring 43 legt sich dabei gemäß Fig. 4b gegen das Kugellager 51 der unteren Rollreibungsabstützung 49 des Unterbaus 32, wobei die Gewichtskraft des Schleifspindel­ stocks 22 zunehmend auf das Kugellager 51 verlagert wird. Dadurch hat sich zwischen den Klemmflächen 59 und 61 des Klemmrings 43 bzw. des Unterbaus 32 ein Spalt 64 gebildet. Die Druckkraft der Kolben-Zylinder-Einheit 54 ist weiter­ hin wirksam und bewegt in Pfeilrichtung 66 über die Zylin­ derstirnfläche 57 gemäß Fig. 4c den Schleifspindelstock 22 soweit aufwärts, bis sich das Kugellager 52 der oberen Rollreibungsabstützung 48 an die Gegenstützkörper 53 legt. Dabei werden beide Rollreibungsabstützungen 48 und 49 mit einer in den Pfeilrichtung 67 wirkenden, in ihrer Größe der Druckkraft der Kolben-Zylinder-Einheit 54 abzüglich der Gewichtskraft des Schleifspindelstocks 22 entsprechenden Vorspannkraft gegeneinander verspannt und zugleich die Lagerfläche 38 des Schleifspindelstocks 33 von der Gegen­ lagerfläche 39 des Unterbaus 32 abgehoben. In diesem Zu­ stand wird der Schleifspindelstock 22 durch Aktivierung des Motors 28 in seine vorgesehene Position verschwenkt und in dieser Stellung bei Druckentlastung der Kolben- Zylinder-Einheiten 54 erneut durch Reibungs- bzw. Kraft­ schluß zwischen Lager- und Gegenlagerfläche 38, 39 fest­ gesetzt.

Claims (4)

1. Schwenkbarer Schleifspindelstock, dessen jeweilige Ar­ beitsstellungen durch reibungs- bzw. kraftschlüssig anein­ anderliegende Lager- und Gegenlagerflächen arretierbar sind, welche zum Schwenken des Schleifspindelstocks vonein­ ander lösbar sind, gekennzeichnet durch ein den Schleif­ spindelstock (22) mit einer ersten Rollreibungsabstützung (49) und mit einer zu dieser entgegengesetzt angeordneten zweiten Rollreibungsabstützung (48) in Kontakt bringendes sowie durch gegenseitiges Verspannen der beiden Rollrei­ bungsabstützungen die Lager- und Gegenlagerflächen des Schleifspindelstocks voneinander trennendes Lösemittel (54).

2. Schleifspindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lösemittel (54) druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheiten aufweist, welche einerseits einen federelastische Spannelemente (44) aufnehmenden, mit dem Schleifspindelstock (22) verschwenkbaren sowie relativ und achsparallel zu diesem verschiebbaren Klemmring (43) und andererseits den Schleifspindelstock beaufschlagen.

3. Schleifspindelstock nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheiten (54) innerhalb des Schleifspindelstocks (22) angeordnet sind.

4. Schleifspindelstock nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollrei­ bungsabstützungen (48, 49) als Kugellager (52, 51) ausge­ bildet sind.