DE3625201A1 - Auswechselbare schleifwerkzeugeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auswechselbare Schleifwerk­ zeugeinheit, insbesondere Abrichtrolleneinheit, mit einem das Schleifwerkzeug bzw. die Abrichtrolle aufnehmenden drehbaren Teil, welches fest mit einem Antriebsteil ver­ bunden ist und welches sich über Lager auf einem fest­ stehenden Trägerelement drehbar abstützt, sowie mit einer Bezugsfläche für die Montage bzw. die Drehbewegung.

Unter dem Begriff "Schleifwerkzeug" sind hier im Schleif­ prozeß verwendete rotative Werkzeuge, z.B. Schleifschei­ ben und Abrichtrollen, zu verstehen, an die hohe Anforde­ rungen an ihre Rundlaufgenauigkeit gestellt werden.

Um beim Auswechseln derartiger Schleifwerkzeuge deren Rundlaufgenauigkeit aufrechtzuerhalten, ist man dazu übergegangen, diese als gesamte Schleifwerkzeugeinheit einschließlich ihrer Lagerung zu wechseln.

Eine Schleifscheibeneinheit mit im wesentlichen den ein­ gangs genannten Merkmalen ist bereits in der DE-OS 34 06 667 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleif­ werkzeugeinheit derart auszubilden, daß sie bei weiterer Verbesserung ihrer Montagegenauigkeit und Reproduzierbar­ keit ihren automatischen Wechsel, insbesondere einen automatischen Abrichtrollenwechsel zuläßt.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Schleif­ werkzeug- bzw. Abrichtrolleneinheit mit einem Halteteil der Maschine sowie mit einem Antrieb gleichzeitig koppel­ bar ist, wobei das Halteteil der Maschine und das Träger­ element der Werkzeugeinheit mit den Bezugsflächen für die Montage bildenden Koppelflächen versehen sind, die beim axialen Heranführen des Trägerelementes an das Hal­ teteil miteinander korrespondieren und mit Spann- und Befestigungsmitteln gegeneinander verspannbar sind. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Träger­ element aus einem Lagerzapfen und einem sich diesem kop­ pelseitig anschließenden Flansch mit Koppelflächen besteht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Schleifwerkzeug bzw. die Abrichtrolle fest mit dem drehbaren Teil verbunden sind.

Alternativ hierzu ist es erfindungsgemäß auch möglich, daß das Schleifwerkzeug bzw. die Abrichtrolle mit dem drehbaren Teil als ein Bauteil ausgebildet sind. Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das fest mit dem drehbaren Teil verbundene Antriebsteil als Antriebswelle ausgebildet ist, welche durch das Trägerele­ ment hindurchgeführt ist und an ihrem einen Ende einen die Verbindung mit dem drehbaren Teil herstellenden Flansch aufweist, während sie an ihrem anderen Ende mit einem Kupplungsteil für die antriebsmäßige Verbindung mit einem Antriebsmotor versehen ist.

Man erreicht hiermit einen sogenannten inneren Antrieb, während alternativ auch ein äußerer Antrieb möglich ist, der gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch ein kopplungsseitig an dem drehbaren Teil befestigtes äußeres Antriebsteil.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß die Koppelflächen im Halteteil und im Trägerelement als Konusflächen und plane Abstützflächen ausgebildet sind. Das hat sich als beson­ ders vorteilhaft für die Montagegenauigkeit erwiesen. Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß als das Halteteil und das Trägerelement verbindendes Spann- und Befestigungsmittel ein am Halteteil angebrachtes Spannelement mit einem ausfahrbaren Spannhaken vorgese­ hen ist, welcher in eine entsprechend gestaltete Ausneh­ mung des Trägerelementes eindringt und dieses zum Verspan­ nen an einem Widerlager hintergreift.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zur Lagerung des drehbaren Teils auf dem Trägerelement Wälzlager vorgesehen sind, zwischen denen axial eine Distanzhülse und ein die Lager vorspannendes Feder­ element angeordnet sind, wobei sich das Federelement konzentrisch um die Distanzhülse erstreckt.

Erfindungsgemäß kann außerdem vorgesehen sein, daß der Lagerzapfen des Trägerelementes mit diesen durchlaufenden Kanälen für Kühlmittel, Sperrluft und/oder Öl-Luftgemisch versehen ist, deren Verbindung mit den entsprechenden Versorgungsleitungen gleichzeitig mit der Kopplung der Werkzeugeinheit an das Halteteil erfolgt.

Eine besondere Ausführungsform des Kühlmittelkanals besteht darin, daß dieser erfindungsgemäß als zweigängiges Gewinde ausgebildet ist, in dessen Gewindegängen der Kühlmittelhin- und -rücklauf erfolgen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Schleifwerkzeugeinheit gewährleistet somit ihr schnelles und sicheres Auswechseln bei Einnahme einer stets definierten Position und Beibe­ haltung ihrer Rundlaufgenauigkeit. Die mit der Ankopplung der Werkzeugeinheit an das Halteteil gleichzeitig erfol­ gende antriebsmäßige Kopplung und Kopplung eventueller Kühlmittelkanäle und dgl. gewährleisten einen hohen Grad der Automatisierung des Wechsels der Werkzeugeinheiten, insbesondere der Abrichtrollen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine auswechselbare Abrichtrolleneinheit mit innerem Antrieb im Schnitt,

Fig. 2 eine auswechselbare Abrichtrolleneinheit im Schnitt, wobei der drehbare Teil mit der Abrichtrolle als ein Bauteil ausgeführt ist,

Fig. 3 eine auswechselbare Abrichtrolleneinheit mit äußerem Antrieb.

Eine auswechselbare Abrichtrolleneinheit besteht gemäß Fig. 1 aus einer mit einem Abrichtprofil 1 a versehenen Abrichtrolle 1, die fest mit einem hülsenförmigen Teil 2 verbunden ist. Dieses hülsenförmige Teil 2 mit der Abrichtrolle 1 ist drehbar auf einem Lagerzapfen 3 a eines Trägerelementes 3 gelagert. Hierzu sind zwischen dem Lagerzapfen 3 a und dem hülsenförmigen Teil 2 zwei Wälzla­ ger 4, 6 angeordnet, zwischen denen sich axial eine Distanz­ hülse 7 befindet. Als Wälzlager 4, 6 werden Schrägkugella­ ger verwendet, die durch ein Federelement 8, welches sich axial zwischen diesen und konzentrisch um die Distanz­ hülse 7 erstreckt, vorgespannt sind. Stirnseitig stützen sich die Wälzlager 4, 6 mit ihren Außenringen 4 a bzw. 6 a an einem mit dem Teil 2 fest verbundenen Ring 9 bzw. an einem fest mit dem Teil 2 verbundenen Flansch 11 a eines Antriebsteiles 11 ab. Die Innenringe 4 b bzw. 6 b stützen sich entsprechend an einem Absatz 12 des Lager­ zapfens 3 a bzw. an einem stirnseitig am Lagerzapfen 3 a befestigten Ring 13 ab. Das Trägerelement 3 weist zen­ trisch in der Längsachse seines Lagerzapfens 3 a eine Bohrung 14 auf, in der eine Antriebswelle 11 b des An­ triebsteiles 11 läuft. Die Antriebswelle 11 b bildet mit dem Flansch 11 a eine bauliche Einheit. Auf einem am Ende des Lagerzapfens 3 a herausragenden Wellenzapfen 11 c der Antriebswelle 11 b sitzt ein Kupplungsteil 16. Das Träger­ element 3 ist an seiner Kopplungsseite als Flansch 3 b ausgebildet. An einem zum drehbaren Teil 2 gerichteten Absatz 17 des Flansches 3 b ist eine Gleitringdichtung 18 angebracht, deren Gleitringfläche 18 a mit der Außen­ ringfläche 9 a des Ringes 9 zusammenwirkt.

Diese gesamte Abrichtrolleneinheit, bei der das Antriebs­ teil 11 zusammen mit dem hülsenförmigen Teil 2 und der Abrichtrolle 1 gegenüber dem Trägerelement 3 drehbar ist, ist zur Auswechslung mit einem Halteteil 19 der Maschine koppel- und entkoppelbar. Hierzu weisen das Trägerelement 3, genauer dessen Flansch 3 b, und das Halte­ teil 19 Koppelflächen 21 bzw. 22 auf, die im gekoppelten Zustand miteinander korrespondieren. Diese Koppelflächen 21, 22 sind konisch ausgebildet und bilden in Kombination mit planen Abstützflächen 23, 24 eine sogenannte Kurz­ kegelverbindung, wie sie bereits in der DE-OS 34 19 397 der Anmelderin beschrieben ist.

Zum Verspannen von Trägerelement 3 und Halteteil 19 mit­ einander ist ein Spannelement 26 am Halteteil 19 befestigt. Dieses besitzt einen ausfahrbaren Spannhaken 26 a, der in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung 27 eingreift, die ringförmig im Flansch 3 b des Trägerelementes 3 ange­ ordnet ist. Der Spannhaken 26 a hintergreift dabei ein Widerlager 28.

In Fig. 1 ist der gespannte Zustand des Spannhakens 26 a dargestellt und der entspannte Zustand strichliniert angedeutet.

Mit dem Koppelvorgang wird gleichzeitig eine Antriebsver­ bindung hergestellt, indem das Kupplungsteil 16 in ein auf einer Motorwelle 29 eines nicht dargestellten Antriebs­ motors befindliches Kupplungsteil 16 a eingreift. Die Kupplung 16, 16 a ist beispielsweise als Zahn- oder Klauen­ kupplung ausgebildet mit im Eingriff miteinander korres­ pondierenden Mitnehmerelementen 31, 32.

In Fig. 2 ist eine gegenüber der Fig. 1 etwas abgewan­ delte Ausführungsform einer Abrichtrolleneinheit darge­ stellt. So sind hier die Abrichtrolle 1 und das drehbare hülsenförmige Teil 2 als ein einheitliches Bauteil 33 ausgebildet. Zusätzlich sind hier noch durch das Träger­ element 3 führende Kanäle 34 a, 34 b, 34 c für Sperrluft und/oder ein Öl-Luft-Gemisch sowie Kanäle 36 a, 36 b für ein Kühlmittel vorgesehen. Die Kühlmittelkanäle 36 a für den Zulauf und 36 b für den Rücklauf münden in einen im Lagerzapfen 3 a des Trägerelementes 3 entlanggeführten, als zweigängiges Gewinde 37 ausgebildeten Kühlmittelkanal 36 c, in dessen Gewindegängen der Hin- und der Rücklauf stattfinden. Die Verbindung der genannten Kanäle 34 a, 34 b, 34 c bzw. 36 a, 36 b, 36 c mit entsprechenden im Halte­ teil 19 liegenden Versorgungsleitungen 38 bzw. 39 erfolgt gleichzeitig mit dem Kopplungsvorgang für die Abrichtrol­ leneinheit. Die in dem mit dem drehbaren, die Abrichtrolle 1 und das Teil 2 vereinigenden Bauteil 33 fest verbundenen Ring 9 angeordnete Dichtung ist bei dieser Ausführung als axial wirkende Gleitringdichtung 41 ausgebildet. Ein Spannelement oder eine andere Befestigungsvorrichtung zum Verspannen von Abrichtrolleneinheit und Halteteil 19, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, ist im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 2 nicht dargestellt, aber ebenfalls vorhanden.

Eine weitere in Fig. 3 dargestellte Variante unterschei­ det sich von denen nach Fig. 1 und 2 insbesondere durch eine andere Antriebskonzeption. Hier erfolgt der Antrieb des auf dem Lagerzapfen 3 a des Trägerelementes 3 drehbaren Teiles 33, welches mit dem gemäß Fig. 2 identisch ist, nicht über eine innere Antriebswelle mit Kupplung, sondern über einen äußeren Antrieb. Hierzu ist das drehbare Teil 33, in welches die Abrichtrolle 1 integriert ist, mit einer Riemenscheibe 42 verbunden, auf der ein Treibriemen 43 liegt. Als Riemenscheibe 42 ist der periphere Bereich des auch bei den vorgehend beschriebenen Ausführungen vorhandenes Ringes 9 ausgebildet. Die in diesem Ring 9 befindliche Dichtung ist bei dieser Variante als radiale Gleitringdichtung 41 a an der Ringinnenfläche angeordnet. Am Halteteil 19 und am die Riemenscheibe 42 bildenden Ring 9 sind zur Abschirmung des Riementriebes 42, 43 nach außen Schutzabdeckungen 44, 46 angebracht. Der äußere Flansch 11 a ist hier nicht mehr Verbindungsglied zu einer Antriebswelle, sondern er hat hier nur die Funktion eines Lagerdeckels, der zusammen mit dem Teil 33 umläuft. Der Lagerzapfen 3 a des Trägerelementes 3 ist mit einer zentri­ schen Bohrung 47 versehen, die an der einem inneren Lager­ deckel 13 a zugewandten Seite verschlossen ist. Zur Kühl­ mittelzufuhr in Richtung des Pfeiles 48 ist im Halteteil 19 ein Kühlmittelzuführrohr 49 befestigt, welches im an das Halteteil 19 gekoppelten Zustand der Abrichtrollen­ einheit in die Bohrung 47 hineinragt. Das durch das Rohr 49 einströmende Kühlmittel kann nach dem Verlassen der Rohrmündung 49 a in den Ringraum 51 zwischen der Rohraußen­ wand 49 b und der Bohrungswandung 47 a eintreten und in Richtung des Pfeiles 52 durch einen im Halteteil 19 ange­ ordneten, mit dem Ringraum 51 in Verbindung stehenden Rücklaufkanal 53 zurückgeführt werden. Ein im Lagerzapfen 3 a vorgesehener Kanal 54 für Sperrluft und/oder ein Öl- Luft-Gemisch mündet in einen zwischen dem Flansch 11 a und dem inneren Lagerdeckel 13 a befindlichen Spalt 56, von wo aus ein sich bildender Ölnebel in die Lager 4, 6 eindringen kann.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 läßt sich zwar die Abricht­ rolleneinheit gut auswechseln, jedoch ohne eine vollautoma­ tische Herstellung der Antriebsverbindung, bei der manuell eingegriffen werden muß.

Zum Ergreifen der Werkzeugeinheit beim Auswechselvorgang ist eine Greiffläche 64 vorgesehen, die am Flansch 11 a (Fig. 1 bis 3) angeordnet ist.

Claims (11)

1. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit, insbesondere Abrichtrolleneinheit, mit einem das Schleifwerkzeug bzw. die Abrichtrolle aufnehmenden drehbaren Teil, welches fest mit einem Antriebsteil verbunden ist und welches sich über Lager auf einem feststehenden Trägerelement drehbar abstützt, sowie mit einer Bezugsfläche für die Montage bzw. die Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifwerkzeug- bzw. Abrichtrolleneinheit (1, 2, 3) mit einem Halteteil (19) der Maschine sowie mit einem Antrieb (29) gleichzeitig koppelbar ist, wobei das Halteteil (19) der Maschine und das Trägerelement (3) der Werkzeugeinheit mit die Bezugsflächen für die Montage bildenden Koppelflächen (22, 24 bzw. 21, 23) versehen sind, die beim axialen Heranführen des Träger­ elementes (3) an das Halteteil (19) miteinander korres­ pondieren und mit Spann- und Befestigungsmitteln gegen­ einander verspannbar sind.

2. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (3) aus einem Lagerzapfen (3 a) und einem sich diesem koppelseitig anschließenden Flansch (3 b) mit Koppelflächen (21, 23) besteht.

3. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug bzw. die Abrichtrolle (1) fest mit dem drehbaren Teil (2) verbunden sind.

4. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug bzw. die Abrichtrolle (1) mit dem drehbaren Teil (2) als ein Bauteil (33) ausgebildet sind.

5. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das fest mit dem drehbaren Teil (2) verbundene Antriebsteil (11) als Antriebswelle (11 b) ausgebildet ist, welche durch das Trägerelement (3) hin­ durchgeführt ist und an ihrem einen Ende einen die Verbin­ dung mit dem drehbaren Teil (2) herstellenden Flansch (11 a) aufweist, während sie an ihrem anderen Ende mit einem Kupplungsteil (16) für die antriebsmäßige Verbin­ dung mit einem Antriebsmotor versehen ist.

6. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein kopplungsseitig an dem drehbaren Teil befestigtes äußeres Antriebsteil (42).

7. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelflächen im Halteteil (19) und im Trägerelement (3) als Konusflächen (22 bzw. 21) und plane Abstützflächen (24 bzw. 23) ausge­ bildet sind.

8. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als das Halteteil (19) und das Träger­ element (3) verbindendes Spann- und Befestigungsmittel ein am Halteteil angebrachtes Spannelement (26) mit einem ausfahrbaren Spannhaken (26 a) vorgesehen ist, welcher in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung (27) des Träger­ elementes (3) eindringt und dieses zum Verspannen an einem Widerlager (28) hintergreift.

9. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des drehbaren Teils (2) auf dem Trägerelement (3) Wälzlager (4, 6) vorgesehen sind, zwischen denen axial eine Distanzhülse (7) und ein die Lager (4, 6) vorspannendes Federelement (8) angeordnet sind, wobei sich das Federelement (8) konzentrisch um die Distanzhülse (7) erstreckt.

10. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lagerzapfen (3 a) des Trägerelementes (3) mit diesen durchlaufenden Kanälen (34 a, 34 b, 34 c, 36 a, 36 b, 36 c) für Kühlmittel, Sperrluft und/oder Öl-Luft­ gemisch versehen ist, deren Verbindung mit den entspre­ chenden Versorgungsleitungen (38, 39) gleichzeitig mit der Kopplung der Werkzeugeinheit an das Halteteil (19) erfolgt.

11. Auswechselbare Schleifwerkzeugeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkanal (36 c) als zweigängiges Gewinde (37) ausgebildet ist, in dessen Gewindegängen der Kühlmittelhin- und -rücklauf erfolgen.