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.