DE3540041A1 - Auswuchtvorrichtung zum statischen auswuchten von schleifscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswuchtvorrichtung zum stati­ schen Auswuchten von Schleifscheiben, mit zwei zur Schleif­ spindelachse koaxialen, im Bereich der Schleifscheibenauf­ nahme an der Spindelnase gelagerten Wuchtmassen, die je mittels eines mit der Schleifspindel umlaufenden, elektro­ motorisch antreibbaren Zahnradgetriebes mit je einem Zahn­ kranz und einem mit diesem kämmenden Ritzel gleich- oder gegenläufig relativ gegenüber der Schleifspindel verdreh­ bar sind.

Bei einer derartigen bekannten Auswuchtvorrichtung (GB-PS 982 868) sind die beiden Zahnkränze am hinteren Ende der Spindel vorgesehen. Der eine Zahnkranz ist über eine zen­ tral in der Schleifspindel angeordnete Stange mit der einen Wuchtmasse verbunden, während eine konzentrisch zur Stange angeordnete Hohlwelle den anderen Zahnkranz mit der zweiten Wuchtmasse verbindet. Ferner ist am hin­ teren Ende der Schleifspindel zentrisch ein elektrischer Stellmotor angeordnet, der über je ein Schneckengetriebe einen der Zahnkränze antreibt. Wenn dies der Fall ist, dann werden die beiden Wuchtmassen gegenläufig angetrie­ ben. Ferner ist im Getriebezug zwischen dem Schneckenge­ triebe und dem einen Zahnkranz auch noch eine Kupplung und ein Umkehrgetriebe angeordnet. Wird die Verbindung zu der einen Schnecke gelöst, so treibt die andere Schnecke über das Umkehrgetriebe auch den zweiten Zahn­ kranz im gleichen Drehsinn an. Die Stromzufuhr zu dem elektrischen Stellmotor erfolgt über Schleifringe. Diese bekannte Auswuchtvorrichtung hat vor allen Dingen den Nachteil, daß die Wuchtmassen im Zentrum der Spindelnase bzw. vor derselben angeordnet sind und die Hohlwelle so­ wie die Stange im Zentrum der Schleifspindel. Es ist in­ folgedessen nicht möglich, im Zentrum der Schleifspindel eine automatisch wirkende Spanneinrichtung zum Spannen eines mit der Schleifscheibe verbundenen Spannbolzens unterzubringen, wie sie beispielsweise in der DE-PS 34 03 361 beschrieben ist. Eine derartige, automatisch wirkende Spanneinrichtung ist jedoch Grundvoraussetzung für einen raschen Schleifscheibenwechsel, der vorzugs­ weise auch noch mit Hilfe eines Schleifscheibenwechslers vollautomatisch durchgeführt werden kann. Desweiteren können in der Spindelnase nur verhältnismäßig kleine Wuchtmassen untergebracht werden, so daß die Wuchtkapa­ zität verhältnismäßig gering ist. Außerdem erfordert die bekannte Auswuchtvorrichtung ein verhältnismäßig kompli­ ziertes und entsprechend teures Getriebe zum gleichläufi­ gen oder gegenläufigen Antrieb der Wuchtmassen, welches zudem auch noch einen großen Platzbedarf hat.

Es ist auch eine hydraulisch arbeitende Auswuchtvorrich­ tung bekannt (vgl. Prospekt der Firma Walter Dittel GmbH, D-8910 Landsberg, "HYDRO AUSWUCHTSYSTEM HBA 3001" oder DE-PS 34 03 361). Zwischen dem Spindelstock und der Schleifscheibenaufnahme ist ein die Schleifspindelnase konzentrisch umgebendes Gehäuse angeordnet, welches in Umfangsrichtung in drei voneinander getrennte Kammern unterteilt ist. Das Gehäuse weist an seiner dem Spindel­ stock zugekehrten Rückseite drei konzentrische Ringnuten auf, von denen jede einer der Kammern zugeordnet ist. Jede der Ringnuten weist im Bereich der ihr zugeordneten Kammer eine sich annähernd über den ganzen Umfangswinkel der zugeordneten Kammer erstreckende Durchbrechung auf. Zur Zuführung einer Auawuchtflüssigkeit sind drei stati­ onäre Düsenköpfe vorgesehen, von denen jeder einer der Ringnuten zugeordnet ist. Über diese Düsenköpfe kann den Kammern des mit der Schleifspindel rotierenden Gehäuses Auswuchtflüssigkeit nach Maßgabe von Schwingungsmeßgeräten zugeführt werden. Hierbei tritt Auswuchtflüssigkeit aus dem jeweiligen Düsenkopf nur dann aus, wenn sich die zu­ gehörige bogenförmige Durchbrechung beim Umlauf des Ge­ häuses im Bereich des Düsenkopfes befindet. Beim Still­ stand der Schleifspindel entleeren sich die Kammern selbsttätig. Diese bekannte Auswuchtvorrichtung hat zwar den Vorteil, daß das Zentrum der Spindelnase und auch der Schleifspindel von Teilen der Auswuchtvorrichtung frei bleiben. Da als Auswuchtflüssigkeit jedoch in der Regel die Kühlflüssigkeit verwendet wird und diese nur ein verhältnismäßig geringes spezifisches Gewicht hat, weist diese bekannte Auswuchtvorrichtung eine geringe Wuchtkapazität auf. Auch ist kein ununterbrochener Schleif­ betrieb möglich, weil zwischenzeitlich eine Entleerung der Kammern erforderlich ist. Auch ist es von Nachteil, daß bei Stillstand sich die Kammern jeweils automatisch ent­ leeren, denn es ist deshalb erforderlich, nach jedem Anlauf der Schleifspindel jedesmal zuerst einen vollstän­ digen Wuchtausgleich durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswucht­ vorrichtung zum statischen Auswuchten von Schleifscheiben der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der das Zen­ trum der Schleifspindelnase und der Schleifspindel zur Unterbringung einer Spanneinrichtung oder dgl. frei ist und die außerdem eine große Wuchtkapazität aufweist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß jede Wuchtmasse aus einem konzentrisch zur Schleifspindel­ achse angeordneten Wuchtring mit gegenüber der Schleif­ spindelachse exzentrischem Massenzentrum besteht, daß die beiden Wuchtringe in einem die Schleifspindelnase konzentrisch umgebenden Gehäuse gelagert sind, daß an jedem Wuchtring der Zahnkranz unmittelbar angeordnet ist und daß zum Antrieb jedes Wuchtringes mindestens ein eigener am Gehäuse angeordneter, das Ritzel antreibender, Getriebemotor vorgesehen ist.

Bei der neuen Auswuchtvorrichtung sind die Wuchtringe, die Stellmotoren und auch die Zahnradgetriebe sämtliche in einem die Spindelnase konzentrisch umgebenden Gehäuse angeordnet. Die Teile der Auswuchtvorrichtung erfordern also vor der Spindelnase, im Zentrum derselben und auch im Zentrum der Schleifspindel keinen Platz, so daß hier eine automatisch wirkende Spanneinrichtung zum Spannen und Lösen der Schleifscheibe angeordnet werden kann. Durch die Anordnung von Wuchtringen, die die Spindelnase konzentrisch umgeben, ist der für die Wuchtringe zur Verfügung stehende Raum, insbesondere in radialer Rich­ tung, nicht durch die Abmessungen der Spindelnase be­ grenzt. Es können deshalb beliebig große Wuchtringe mit entsprechend hoher Wuchtkapazität eingesetzt werden. Durch die Verwendung von mindestens je einem eigenen Getriebemotor zum Antrieb jedes Wuchtringes wird der ge­ samte Aufbau des Stellantriebes einfacher, denn es kön­ nen Kupplungen und ein Umkehrgetriebe entfallen. Gegen­ über der oben beschriebenen hydraulisch arbeitenden Auswuchtvorrichtung hat die erfindungsgemäße Auswucht­ vorrichtung vor allen Dingen den Vorteil einer wesentlich höheren Wuchtkapazität. Man kann außerdem ununterbrochen schleifen und dabei automatisch auswuchten, da immer die gleiche Wuchtkapazität zur Verfügung steht. Auch beim Stillsetzen der Schleifspindel bleibt die vorher vorge­ nommene Auswuchtung erhalten, so daß nach dem Anlaufen der Schleifspindel sofort mit dem Schleifen begonnen werden kann und nicht erst ein Wuchtausgleich vorgenom­ men werden muß. Ein solcher ist beim Anlaufen der Schleif­ spindel nur dann erforderlich, wenn vorher ein Schleif­ scheibenwechsel vorgenommen wurde.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt der Schleifspindel mit der neuen Auswuchtvorrichtung,

Fig. 2 einen Teilaxialschnitt der Auswuchtvorrichtung etwa in doppelter Größe,

Fig. 3 die Stirnansicht des einen Wuchtringes in zwei ver­ schiedenen Ausführungsformen in Richtung II der Fig. 2.

Die Schleifspindel 1 weist an ihrer Spindelnase 1 a einen Flansch 2 und einen kurzen Aufnahmekegel 3 zur Aufnahme des Aufnahmeflansches 4 der Schleifscheibe 5 auf. Der Aufnahmeflansch 4 trägt einen Spannbolzen 6. Im Zentrum der Schleifspindelnase ist eine mit dem Spannbolzen 6 zusammenwirdende Spannzange 7 angeordnet, die durch die im Zentrum der Schleifspindel 1 axial verschiebbar ge­ lagerte Zugstange 8 betätigbar ist.

Mit dem Flansch 2 der Schleifspindel 1 ist ein die Spindel­ nase konzentrisch umgebendes Gehäuse 9 verschraubt. Das Gehäuse 9 ist zwischen dem nicht dargestellten Spindelstock und der Schleifscheibe 5 bzw. deren Aufnahmeflansch 4 ange­ ordnet. In dem Gehäuse 9, welches aus mehreren Teilen zu­ sammengesetzt sein kann, sind zwei Wuchtringe 10, 11 kon­ zentrisch zur Schleifspindelachse A drehbar gelagert. Zweckmäßig weisen dabei die beiden Wuchtringe 10, 11 die gleiche Größe auf und sind axial hintereinander in dem Gehäuse 9 gelagert. Jeder der Wuchtringe 10, 11 trägt im Bereich der einander abgekehrten Stirnseiten 10 a, 11 a einen Zahnkranz 12, 13. Der Zahnkranz 12 kämmt mit einem Ritzel 14, welches von dem Getriebemotor 16 angetrieben wird. Mit dem anderen Zahnkranz 13 kämmt das Ritzel 15 des zum Getriebemotor 16 diametral gegenüberliegend an­ geordneten Getriebemotors 17. Es ist also für jeden der beiden Wuchtringe 10, 11 ein eigener Getriebemotor 16 bzw. 17 vorgesehen. Eine hohe Getriebeübersetzung von ca. 1 : 900 und eine Kurzschlußschaltung der Motoranker­ wicklung sorgen für eine Arretierung des Antriebes jedes Wuchtringes im Zustand des Wuchtausgleiches. Um das Halte­ moment der Arretierung bei Beschleunigungs- oder Verzöge­ rungsvorgängen, z. B. beim Anlauf der Schleifspindel, oder bei der Stillsetzung desselben, oder bei Drehzahlschwankun­ gen zu vergrößern, kann es zweckmäßig sein, pro Wuchtring zwei Getriebemotoren vorzusehen.

Damit die Wuchtringe 10, 11 möglichst leichtgängig ver­ stellt werden können, sind sie kugelgelagert. Um hierbei eine möglichst kleine Baugröße der Lagerung zu erreichen, weist der Wuchtring 10 an seiner dem anderen Wuchtring 11 abgekehrten Stirnseite 10 a eine kegelstumpfförmige An­ senkung 18 auf. In gleicher Weise ist der andere Wucht­ ring 11 mit einer kegelstumpfförmigen Ansenkung 19 ver­ sehen. Außerdem weist der Wuchtring 11 an seiner dem anderen Wuchtring 10 zugekehrten Stirnseite 11 b eine Ringrille 20 auf. In dieser Ringrille 20 sowie auch zwischen den kegelstumpfförmigen Ansenkungen 18 und 19 und dem Gehäuse 9 sind mehrere Lagerkugeln angeordnet. Diese können gegebenenfalls anstelle aus dem üblichen Walzkörperstahl auch aus reibungsärmeren Werkstoffen, wie z.B. Polytetraflourethylen (PTFE = Teflon), beste­ hen. Wenn man auch den Wuchtring 10 mit einer der Rille 20 entsprechenden Rille versieht, dann sind bei­ de Wuchtringe 10, 11 identische Gebilde, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können.

Jeder der beiden Wuchtringe 10, 11 muß ein gegenüber der Schleifspindelachse A exzentrisches Massenzentrum haben. Um dies zu erreichen, weist jeder der beiden Wuchtringe 10, 11, wie es aus Fig. 2 und 3 rechts ersichtlich ist, in der einen Ringhälfte mehrere achs­ parallele Bohrungen 22 auf. Durch diese Bohrungen 22 wird die Masse der einen Ringhälfte verringert, wo­ durch das Massenzentrum C des Wuchtringes um den Ab­ stand e von der Spindelachse A entfernt ist.

Wenn man anstelle der axialen Bohrungen 22 eine einzi­ ge große Ausnehmung 23 vorsieht, wie es in Fig. 3 links dargestellt ist und in Fig. 2 mit strichpunktier­ ten Linien angedeutet ist, dann nimmt das Massenzentrum C 1 noch einen größeren Abstand e 1 von der Spindelachse A ein und man kann hierdurch die Wuchtkapazität noch wei­ ter steigern.

Die Versorgung der Getriebemotoren 16, 17 mit Elektro­ energie erfolgt am hinteren Ende der Schleifspindel über nicht dargestellte Schleifkontakte. Die Steuerung der Stromzufuhr erfolgt nach Maßgabe einer an sich be­ kannten elektronischen Regeleinrichtung, die elektri­ sche Signale von einem am Spindelstock angeordneten Schwingungsaufnehmer erhält.

Die Wirkungsweise der Auswuchtvorrichtung ist folgende:

Bei laufender Schleifspindel werden zunächst beide Ge­ triebemotoren 16, 17 nach Maßgabe der elektronischen Regeleinrichtung so angetrieben, daß beide Wuchtringe 10, 11 mit gleicher Drehzahl und in gleichem Drehsinn relativ zur Schleifspindel 1 solange verdreht werden, bis die Unwucht des Gesamtsystems ein Minimum erreicht. Der Antrieb kann zunächst schnell und kurz vor Errei­ chen des Minimums langsam erfolgen. Die Massenzentren der beiden Wuchtringe 10, 11 behalten dabei den glei­ chen Drehwinkelabstand. Anschließend werden die beiden Wuchtringe 10, 11 durch die Getriebemotoren 16, 17 ge­ genläufig und mit gleicher Drehzahl angetrieben. Hier­ durch vergrößert sich oder verkleinert sich der Dreh­ winkelabstand der beiden Massenzentren der beiden Wuchtringe 10, 11. Werden die Massenzentren einander genähert, so bewegt sich das aus beiden Massenzentren resultierende Massezentrum gegenüber der Schleifspindel­ achse A radial nach außen und umgekehrt bewegt es sich bei einer Entfernung der beiden Massenzentren radial nach innen. Die beiden Wuchtringe 16, 17 werden solange gegenläufig angetrieben, bis der Wuchtausgleich erreicht ist. Auch hierbei ist es wieder möglich, die Getriebe­ motoren 16, 17 zunächst schnell und kurz vor Erreichen des Wuchtausgleiches langsam laufen zu lassen. Wenn der Wuchtausgleich erreicht ist, werden die Getriebemotoren 16, 17 stillgesetzt und es wird eine Kurzschlußschaltung der Motorankerwicklung vorgenommen. Durch das hohe Über­ setzungsverhältnis zwischen den Getriebemotoren 16, 17 und den beiden Wuchtringen 10, 11 sind diese gegenüber der Schleifspindel arretiert.

Claims (6)

1. Auswuchtvorrichtung zum statischen Auswuchten von Schleifscheiben, mit zwei zur Schleifspindelachse koaxialen, im Bereich der Schleifscheibenaufnahme an der Spindelnase gelagerten Wuchtmassen, die je mittels eines mit der Schleifspindel umlaufenden, elektromotorisch antreibbaren Zahnradgetriebes mit je einem Zahnkranz und einem mit diesem kämmenden Ritzel gleich- oder gegenläufig relativ gegenüber der Schleifspindel verdrehbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Wuchtmasse aus einem konzentrisch zur Schleifspindelachse (A) angeordneten Wuchtring (10, 11) mit gegenüber der Schleifspindelachse (A) exzentrischem Massenzentrum (C; C 1) besteht, daß die beiden Wuchtringe (10, 11) in einem die Schleifspin­ delnase (1 a) konzentrisch umgebenden Gehäuse (9) gelagert sind, daß an jedem Wuchtring (10, 11) der Zahnkranz (12, 13) unmittelbar angeordnet ist und daß zum Antrieb jedes Wuchtringes (10, 11) minde­ stens ein eigener, am Gehäuse (9) angeordneter, das Ritzel (14, 15) antreibender Getriebemotor (16, 17. vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wuchtringe (10, 11) die gleiche Größe auf­ weisen und axial hintereinander in dem Gehäuse (9) gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (12, 13) im Bereich der einander abgekehrten Stirnseiten (10 a, 11 a) der Wuchtringe (10, 11) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wuchtring (10, 11) zur Erzielung eines exzentrischen Massenzentrums (C; C 1) auf einer Ring­ hälfte eine oder mehrere Ausnehmungen (22; 23) auf­ weist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen achsparallele Bohrungen (22) sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wuchtring an seiner dem anderen Wuchtring (10, 11) abgekehrten Stirnseite (10 a, 11 a) eine kegelstumpfförmige Ansenkung (18, 19) aufweist und daß zumindest der eine Wuchtring (19) in seiner dem anderen Wuchtring (18) zugekehrten Stirnseite (11 b) eine Ringrille (20) aufweist, wobei zwischen den kegelstumpfförmigen Ansenkungen (18, 19) und der Gehäuseinnenseite und auch in der Ringrille (20) Lagerkugeln (21) angeordnet sind.