DE3731008A1 - Schleifmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine mit einer Schleif
spindel, die relativ zu einem Werkstück in einer Horizontalebene
verfahrbar ist, wobei die Schleifspindel eine um eine horizon
tale Achse drehbare Schleifscheibe antreibt und auf einer
Schwenkplatte angeordnet ist, die relativ zu einer Grundplatte
um eine vertikale Achse verdrehbar ist.
Schleifmaschinen der vorstehend genannten Art sind bekannt.
Die bekannten Schleifmaschinen werden üblicherweise zum Außen
rundschleifen von rotationssymmetrischen Werkstücken verwendet.
Die Achse der Schleifscheibe ist dabei gegenüber der Werkstück-
Rotationsachse schiefwinkelig angestellt und die Schleifscheibe
weist üblicherweise eine konische Gestalt auf, derart, daß
die konische Mantelfläche der Schleifscheibe parallel zur zu
bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks angeordnet ist.
Wenn Werkstücke zu bearbeiten sind, die nebeneinander kreis
zylindrische Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers auf
weisen, die über konische Übergangsabschnitte miteinander in
Verbindung stehen, so können bei Schleifmaschinen der eingangs
genannten Art die Schleifvorgänge an den zylindrischen und
konischen Abschnitten in einer Aufspannung und ohne erneutes
Nachschärfen der Schleifscheibe durchgeführt werden, indem
die Schleifspindel nach dem Bearbeiten eines zylindrischen
Abschnittes im erforderlichen Maße um die Vertikalachse ver
schwenkt wird, um dann ohne Abzusetzen den sich anschließenden
konischen Bereich zu bearbeiten.
Wegen des erheblichen Gewichtes der gesamthaft zu verschwenken
den Schleifspindel und den erheblichen Kräften, die auf die
Schleifspindel beim Bearbeiten eines Werkstücks ausgeübt werden,
sind besondere konstruktive Maßnahmen erforderlich, um einer
seits ein Verschwenken der Schleifspindel überhaupt zu er
möglichen, andererseits aber die Schleifspindel während des
darauffolgenden Schleifvorganges wieder sicher zu fixieren.
Bei bekannten Werkzeugmaschinen wurden hierfür außerordentlich
aufwendige Konstruktionen eingesetzt, die u.a. den Nachteil
hatten, daß die Montage einer Schleifmaschine außerordentlich
kompliziert, damit zeitaufwendig und teuer war.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleif
maschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß eine verdrehbare Schleifspindel in einfacher Weise auf
einem Schleifschlitten montiert werden kann, andererseits
aber die verschwenkbare Schleifspindel in einfacher Weise aus
ihrer verspannten Arbeitsposition lösbar, verschwenkbar und
wieder befestigbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Schwenkplatte eine Ausnehmung aufweist, deren horizontaler
Umriß in einer vorbestimmten Drehstellung allseitig größer ist
als der horizontale Umriß einer in Richtung der vertikalen
Achse von einer Oberseite der Grundplatte beabstandeten Halte
platte, während sich die Umrisse in einem Drehwinkelbereich,
der dem Arbeits-Drehwinkelbereich der Schleifspindel entspricht,
überlappen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese
Weise vollkommen gelöst, weil die Montage der Schleifspindel
extrem vereinfacht wird. Es muß nämlich lediglich die Schleif
spindel in die vorbestimmte Drehstellung gebracht werden, in
der es möglich ist, die Schwenkplatte mit der Ausnehmung über
die Halteplatte zu stülpen, wonach die Schwenkplatte mit der
Schleifspindel verdreht wird, so daß sich die Schwenkplatte
und die Halteplatte bereichsweise überlappen und in diesen
Überlappungsbereichen befestigt werden können.
Die Montage- und Demontagezeit derartiger Schleifmaschinen,
sei es bei der Herstellung, sei es bei der Wartung oder bei
Reparaturen, wird auf diese Weise erheblich vermindert. Auch
kann die Schleifspindel im Überlappungsbereich in einfacher
Weise verdreht werden, so daß eine Veränderung der Drehstellung
der Schleifspindel in einfacher Weise und schnell vorgenommen
werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die
Umrisse die Gestalt von Vielecken auf.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß je nach gewünschtem Arbeits-
Drehwinkelbereich die Anzahl der Ecken des Vielecks vorgewählt
werden kann, so daß innerhalb des Arbeits-Drehwinkelbereichs
stets ein Überlappungsbereich von genügender Flächenausdehnung
zur Verfügung steht.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Variante ist der
Umriß der Ausnehmung an den Ecken der Vielecke mit Ausbuchtungen
erweitert.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Montage weiter verein
facht wird, weil während des Zusammensetzens von Schleifspindel
und Grundplatte ein gewisses Spiel durch die Ausbuchtungen
der Ecken zur Verfügung steht.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Umrisse die Gestalt eines
regelmäßigen Fünfecks aufweisen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der bei üblichen Schleif
maschinen erforderliche Arbeits-Drehwinkelbereich von etwa 40
bis 50° gewährleistet werden kann, weil bekanntlich der Mittel
punktswinkel einer Fünfeckseite 72° beträgt und damit genügend
Reserve zur Verfügung steht, um ausreichende Überlappungsbe
reiche sicherzustellen.
Bei weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung sind
lösbare Andrückmittel vorgesehen, um die Halteplatte im Bereich
der Überlappungen auf die Schwenkplatte und diese damit auf
die Oberseite der Grundplatte zu pressen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Schleifspindel nach
dem Abschluß eines ersten Bearbeitungsvorganges ferngesteuert
aus ihrer Verankerung gelöst, verdreht und wieder verankert
werden kann.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Andrückmittel als
vorgespannte Feder ausgebildet sind, die mittels einer Gegen
kraft überdrückbar sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die verankerte Stellung
der Schleifspindel durch die gespannten Federn sichergestellt
wird, ohne daß für die Gewährleistung der Verankerungsstellung
Fremdkräfte aufgebracht werden müssen, die bei fehlerhafter
Einstellung zu Maßabweichungen oder gar zu Beschädigungen der
Maschine oder des Werkstücks führen könnten.
Bei einer bevorzugten ersten Variante dieses Ausführungsbei
spiels sind die Federn als Tellerfedern ausgebildet, die mittels
in die Grundplatte eingeschraubter Schrauben von oben auf die
Halteplatte drücken.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit handelsüblichen Bau
elementen, nämlich Tellerfedern, die erforderliche Flächenpres
sung erreichbar ist, die aufgewendet werden muß, um den Spin
delstock sicher in der Arbeitsposition zu halten. Außerdem
kann man mit Tellerfedern bei sehr geringen Federwegen hohe
Anpreßkräfte erreichen, beispielsweise weisen handelsübliche
Tellerfedern bei einem Federweg von ca. 2 mm bereits eine
Federkraft von über 1,5 kN auf. Verteilt man nun mehrere Teller
federnpakete über den Umfang der Halteplatte, beispielsweise
zwei Tellerfedernpakete in jeder Ecke einer fünfeckigen Halte
platte, so lassen sich ohne großen konstruktiven Aufwand
Haltekräfte von mehreren Tonnen erzielen.
Bei einer zweiten Variante dieses Ausführungsbeispiels ist
die Halteplatte selbst als Tellerfeder ausgebildet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Anzahl der Bauteile
und damit der Montageaufwand vermindert wird.
Eine besonders gute Wirkung wird nach der Erfindung dadurch
erzielt, daß die Halteplatte an ihrer Unterseite und die
Grundplatte an der Oberseite mit komplementären Ausformungen
versehen sind, die in Richtung der vertikalen Achse als Kolben-
Zylinder-Einheiten wirken. Insbesondere kann die Halteplatte
an der Unterseite eine Ringnut aufweisen, die einen an der
Oberseite angeordneten Ring druckdicht gleitend aufnimmt.
wobei der Ring auf seiner Stirnseite mit einem ersten Kanal
zum Zuführen eines Fluids versehen ist.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß in besonders einfacher
und präzise dosierbarer Weise eine Gegenkraft aufgebracht
werden kann, die z.B. die Kraft der Tellerfedernpakete über
drückt und damit die Halteplatte in Richtung der vertikalen
Achse von der Schwenkplatte löst, so daß diese in der ge
wünschten Weise verdreht werden kann.
Um dies weiter zu vereinfachen, kann die Schwenkplatte mit
zweiten Kanälen versehen sein, die in einer auf der Oberseite
der Grundplatte aufliegenden Unterseite der Schwenkplatte
münden, wobei ein Fluid unter Druck in die zweiten Kanäle
einspeisbar ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß beispielsweise durch
Einbringen von Druckluft in die zweiten Kanäle ein Luftpolster
an der Unterseite der Schwenkplatte gebildet werden kann, so
daß trotz des hohen Gewichtes der auf der Schwenkplatte an
geordneten Aggregate, sei es der Schleifspindel oder der
Schleifspindel mit Schleifschlitten, das gesamthaft zu ver
drehende Aggregat mit sehr niedrigen Kräften und auch mit
relativ hoher Geschwindigkeit verdreht werden kann. Hierzu
sind dann nur noch Antriebe mit verhältnismäßig geringer
Betätigungskraft und entsprechend hoher Präzision erforderlich,
so daß die Winkelstellung auch in sehr genauer Weise eingestellt
werden kann.
Besonders bevorzugt ist die Schwenkplatte auf der Grundplatte
mittels eines Linearantriebes verschwenkbar, dessen Gehäuse in
einem ersten Schwenklager mit zur vertikalen Achse paralleler
Achse gelagert ist und dessen zum Gehäuse linear verschiebbare
Betätigungsstange an einem zweiten Schwenklager mit ebenfalls
zur vertikalen Achse paralleler Achse der Schwenkplatte an
greift.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß für die Verdrehbewegung
der Schwenkplatte mit den darauf angeordneten Aggregaten ein
handelsüblicher Linearantrieb verwendet werden kann, wie er
in hochpräziser Ausführung erhältlich ist. Die Umsetzung der
Linearbewegung des Linearantriebes in die Drehbewegung des
Spindelstocks erfolgt über den kurbelartigen Antrieb, bei dem
der Linearantrieb mit seiner Betätigungsstange das zweite
Schwenklager der Schwenkplatte zum ersten Schwenklager der
Grundplatte hinzieht oder von diesem wegdrückt.
Besonders bevorzugt ist bei diesem Ausführungsbeispiel, wenn
die Betätigungsstange mittels einer von einem Elektromotor
angetriebenen Kugelspindel relativ zum Gehäuse verschiebbar ist.
Auch diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Verdrehung des
Spindelstocks in einfacher Weise geregelt werden kann, weil
bekanntlich ein Elektromotor in seiner Drehzahl besonders
einfach einstellbar ist, wobei die verwendete Kugelspindel
einen präzisen und sicheren Lauf gewährleistet.
Bevorzugt ist schließlich bei diesen Ausführungsbeispielen,
wenn das erste Schwenklager axial verspannt ist, während das
zweite Schwenklager mit axialem Spiel versehen ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Linearantrieb mit
seinem Gehäuse axial fixiert ist und lediglich um die Achse
des ersten Schwenklagers verschwenkt werden kann, während das
zweite Schwenklager zur Kompensation der von der Schwenkplatte
ausgeführten Vertikalbewegung eingerichtet ist, die beim Lösen
bzw. Spannen der Schwenkplatte an der Halteplatte auftritt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematisierte Draufsicht auf ein Ausfüh
rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schleifma
schine in einer ersten Dreh-Endstellung;
Fig. 2 eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, jedoch für eine
zweite Dreh-Endstellung der Schleifmaschine;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schwenkplatte der erfin
dungsgemäßen Schleifmaschine in einer ersten
Montageposition;
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 3, jedoch für eine
zweite Montageposition,;
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung zur Erläuterung des
Spann- und Lösemechanismus bei einer erfindungs
gemäßen Anordnung einer Schwenkplatte und einer
Halteplatte, und zwar in einer Spannstellung (linke
Hälfte) und einer Lösestellung (rechte Hälfte);
Fig. 6 eine Variante zur Anordnung gemäß Fig. 5, in
Spannstellung;
Fig. 7 eine schematisierte Seitenansicht, teilweise
aufgebrochen, eines erfindungsgemäß verwendeten
Linearantriebes.
In Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 insgesamt eine Außenrund-Schleif
maschine. Zwischen einer Werkstückspindel 11 und einem Reitstock
12 ist ein rotationssymmetrisches Werkstück 13 eingespannt,
das sich entlang einer ersten Achse 14 erstreckt, die üblicher
weise als z-Achse bezeichnet wird. Bei nicht-rotationssymmetri
schen Werkstücken wird das Werkstück um die z-Achse in definier
ten Winkelschritten gedreht und man spricht dann von einer
sogenannten c-Achse.
Es versteht sich, daß die Schleifmaschine 10 nur aus Gründen
der Übersichtlichkeit lediglich als Außenrund-Schleifmaschine
dargestellt und erläutert ist, die Erfindung ist jedoch keines
wegs auf diesen Anwendungsfall beschränkt, weil sich die
nachstehende Erläuterung auch auf Innenrund-Schleifmaschinen
oder auf Schleifmaschinen für nicht-rotationssymmetrische
Werkstücke beziehen kann.
Auf einer Grundplatte 19 der Schleifmaschine 10 ist ein Schleif
schlitten 20 in einer zweiten Achse 21 verschiebbar angeordnet,
die üblicherweise als x-Achse bezeichnet wird. Die zweite
Achse 21 ist zur ersten Achse 14 um einen Winkel α 1 ange
stellt, der z.B. 55° betragen kann.
Der Schleifschlitten 20 trägt eine Schleifspindel 22, die
eine Schleifscheibe 23 antreibt, wobei die Schleifscheibe 23
um eine Schleifscheibenachse 24 drehbar ist, die üblicherweise
rechtwinklig zur zweiten Achse 21 verläuft.
Die Schleifspindel 22 ist mit dem Schleifschlitten 20 gesamthaft
um eine dritte Achse 25 drehbar, die senkrecht zur Zeichenebene
der Fig. 1 als Vertikalachse verläuft.
Diese Verdrehung der Schleifspindel 22 um die Vertikalachse
25 kann eingesetzt werden, um beispielsweise das in Fig. 1a
vergrößert dargestellte Werkstück außen rund zu schleifen,
dessen Außenkontur einen ersten, dickeren zylindrischen Ab
schnitt 26, einen anschließenden konischen Abschnitt 27 und
daran anschließend einen zweiten zylindrischen Abschnitt 28
geringeren Durchmessers aufweist.
Zum Außenrundschleifen eines derartigen Werkstücks wird zunächst
die Schleifscheibe 23 in eine Position verschwenkt, in der
ihre vordere Schleiffläche parallel zur Mantelfläche des
zylindrischen Abschnitts 26 verläuft. Nach dem Fertigschleifen
des ersten zylindrischen Abschnitts 26 wird die Schleifspindel
22 um die Vertikalachse 25 verdreht, bis die vordere Schleif
fläche der Schleifscheibe 23 nun parallel zur konischen Man
telfläche des konischen Abschnitts 27 verläuft, ohne daß ein
Umspannen des Werkstücks oder ein Nachschärfen der Schleif
scheibe 23 erforderlich ist. Auch der zweite zylindrische
Abschnitt 28 kann dann nach Rückstellen der Winkelstellung
der Schleifscheibe 23 geschliffen werden.
Zum Verschwenken des auf einer Schwenkplatte 50 angeordneten
Schleifschlittens 20 mit der Schleifspindel 22 dient ein
Linearantrieb 30, wie er weiter unten zu Fig. 7 noch im einzel
nen erläutert werden wird. Der Linearantrieb 30 ist mit seinem
Gehäuse in einem ersten Schwenklager 31 an der Grundplatte 16
um eine zur Vertikalachse 25 parallele vertikale Achse schwenk
bar. An einem zweiten Schwenklager 32 an der Schwenkplatte
50, das ebenfalls eine vertikale Schwenkachse aufweist, ist eine
Betätigungsstange 34 angelenkt, die im Gehäuse des Linearantrie
bes 30 linear verfahrbar ist. Auf diese Weise entsteht ein
Kurbelantrieb für die Verschwenkung des Schleifschlittens 20
um die Vertikalachse 25.
Um die exakte Drehposition des Schleifschlittens 20 beim
Verschwenken mittels des Linearantriebes 30 zu erfassen, ist
ein Gelenkdreieck 40 vorgesehen. Das Gelenkdreieck 40 weist
einen ersten Stab 41 auf, der mit einem Ende an einem ersten
Anlenkpunkt 42 an der Schwenkplatte 50 angelenkt ist. Ein
zweiter Stab 43 des Gelenkdreiecks 40 ist an einem zweiten
Anlenkpunkt 44 an der Grundplatte 19 schwenkbar befestigt.
Die Stäbe 41, 43 sind mit ihren freien Enden in einem Gelenk
punkt 45 verbunden. Das Gelenkdreieck 40, definiert durch die
Eckpunkte 42, 44 und 45, wird verschwenkt, wenn der Linearan
trieb 30 zum Verschwenken des Schleifschlittens 20 betätigt
wird.
Fig. 1 zeigt eine erste Extrem-Drehlage des Schleifschlittens
20, bei dem dieser gegenüber der z-Achse 14 um einen Winkel
α 1 in der Größenordnung von 55° verschwenkt ist. In dieser
Extremlage ist die Betätigungsstange 34 des Linearantriebs 30
vollständig eingezogen und das Gelenkdreieck 40 nimmt die aus
Fig. 1 ersichtliche erste Extremstellung ein.
Wird nun der Linearantrieb 30 durch Ausfahren der Betätigungs
stange 34 in die andere Extremlage gefahren, verschwenkt sich
der Schleifschlitten 20 in die in Fig. 2 erkennbare zweite
Extremlage, bei der die x-Achse 21 zur z-Achse 14 einen Winkel
α 2 von etwa 100° einschließt.
Wie man durch Vergleich der Fig. 1 und 2 feststellen kann,
hat sich während dieser Schwenkbewegung der zweite Anlenkpunkt
44 durch Verschwenken des zweiten Stabes 43 um einen bestimmten
Winkelbetrag verschwenkt, der exakt dem Winkelbetrag der
Verschwenkung des Schleifschlittens 20 um die Vertikalachse
25 entspricht, weil die Punkte 25, 42, 44 und 45 auf den
Eckpunkten eines Parallelogrammes liegen. Am Ort des zweiten
Anlenkpunktes 44 ist daher ein Drehwinkelsensor angebracht,
der vom zweiten Stab 43 relativ zur Grundplatte 19 betätigt
wird und winkelsynchron die Drehlage der Schleifspindel 22
wiedergibt.
Um den Schleifschlitten 20 mit der Schleifspindel 22 schwenkbar
auf der Grundplatte 19 zu befestigen, ist erfindungsgemäß ein
Mechanismus vorgesehen, wie er nachstehend anhand der Fig. 3
bis 6 erläutert werden wird.
Bereits in den Fig. 1 und 2 ist eine Schwenkplatte 50 zu
erkennen, auf der der Schleifschlitten 20 mit der Schleifspindel
22 montiert ist. Wie man aus Fig. 3 und 4 erkennen kann, ist
die Schwenkplatte 50 an ihrer Unterseite mit einer Ausnehmung
51 versehen, die die Gestalt eines regelmäßigen Fünfecks
aufweist. In den Ecken der fünfeckigen Ausnehmung 51 ist diese
mit Ausbuchtungen 52 versehen, d.h. kreisbogenförmigen Ab
schnitten, deren Umriß über die Ecken des Fünfecks hinausgeht.
Auf der Grundplatte 19 ist, im vertikalen Abstand von dieser,
eine vertikal verstellbare Halteplatte 53 angeordnet, die
ebenfalls den Umriß eines regelmäßigen Fünfecks aufweist, das
jedoch geringfügig kleiner ist als das Fünfeck der Ausnehmung
51.
Wenn man nun beim Montieren der Schwenkplatte 50 diese in die
in Fig. 3 eingezeichnete Stellung bringt, in der eine zur x-
Achse 21 parallele Achse zur z-Achse 14 einen Winkel α 3
einnimmt, bei dem der fünfeckförmige Umriß der Ausnehmung 51
gerade über den fünfeckförmigen Umriß der Halteplatte 53
gestülpt werden kann, so kann die Schwenkplatte 50 von oben über
die Halteplatte 53 aufgesetzt werden. Durch Verdrehen der
Schwenkplatte 50 in Richtung des in den Fig. 3 und 4 eingezeich
neten Pfeiles 54 in eine Drehstellung von beispielsweise α 4
(Fig. 4) bilden sich Überlappungsbereiche 55, in denen die
Halteplatte 53 von oben auf der Schwenkplatte 50 aufliegt.
Konstruktive Einzelheiten dieser Anordnung sind in Fig. 5
dargestellt, wo in der linken und der rechten Hälfte zwei
unterschiedliche Betriebszustände eingezeichnet sind.
Man erkennt zunächst auf Fig. 5, daß sich ein Zentrierbolzen
60 von der Grundplatte 19 bis in die Schwenkplatte 50 hinein
erstreckt, um zu gewährleisten, daß die Schwenkplatte 50 radial
verspannt ist, um exakt um die Vertikalachse 25 verdreht werden
zu können. Der nur sehr schematisch angedeutete Zentrierbolzen
60 ist hingegen so ausgebildet, daß er ein geringfügiges axiales
Spiel in Richtung der Vertikalachse 25 zuläßt.
Die Halteplatte 53 ist über ihren Umfang verteilt mit Stufen
bohrungen 61 versehen, von denen beispielsweise je zwei in
einer Ecke der fünfeckförmigen Halteplatte 53 nebeneinander
angeordnet sein können. Die Stufenbohrungen 61 dienen zur
Aufnahme von Schrauben 62, mit denen Tellerfedernpakete 63
zwischen Köpfen der Schrauben 62 und einer radialen Planfläche
64 der Stufenbohrungen 61 verspannt werden können. Die linke
Hälfte der Fig. 5 zeigt die Tellerfedernpakete 63 im teilweise
entspannten Zustand, in dem sie durch Druck auf die radiale
Planfläche 64 die Halteplatte 53 mit ihrer Unterseite 65 von
oben auf einen Randbereich 66 der Schwenkplatte 50 pressen,
wie er in den Überlappungsbereichen 55 (Fig. 4) gegeben ist.
In dieser Spannstellung wird somit die Schwenkplatte 50 mit
der vollen Kraft aller Tellerfedernpakete 63 auf eine Oberseite
67 der Grundplatte 19 gepreßt. Bei Verwendung von Tellerfedern
mit einem Arbeitsweg von nur wenigen Millimetern und einer
Federkraft von einigen kN können z.B. bei zehn in den Ecken
des Fünfecks verteilten Tellerfedernpaketen Anpreßkräfte in
der Größenordnung von mehreren Tonnen erzeugt werden, die
ausreichend sind, um die Schwenkplatte 50 derart auf der
Grundplatte 19 festzuspannen. Auch bei erheblichen, auf die
Schleifscheibe 23 einwirkenden Bearbeitungskräften und damit
auf die Schwenkplatte 50 ausgeübtem Drehmoment ist dann ein
unbeabsichtigtes Verschwenken der Schwenkplatte 50 ausgeschlos
sen.
Um nun die Schwenkplatte 50 zum gesteuerten Verschwenken der
Schwenkplatte 50 wieder von der Grundplatte 19 zu lösen, ist
eine Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen, die durch Ausfor
mungen an der Grundplatte 19 bzw. der Halteplatte 53 gebildet
wird.
Hierzu ist die Halteplatte 53 an ihrer Unterseite mit einer
ersten Ringnut 70 versehen, in der ein Ring 71 mit Dichtungen
72 druckdicht geführt ist. Der Ring 71 ist mit bei 73 angedeu
teten Schrauben auf der Grundplatte 19 verschraubt. Erste
Kanäle 75 führen durch die Grundplatte 19 und den Ring 71
hindurch und münden in dessen oberer Stirnfläche. Eine Hydrau
likleitung 76 ist an die ersten Kanäle 75 angeschlossen, um
ein Fluid, beispielsweise ein Hydrauliköl, unter hohem Druck
in die ersten Kanäle 75 einleiten zu können.
Sobald dies geschieht, tritt das Druckfluid durch die ersten
Kanäle 75 in einen Ringraum 74 ein, der sich zwischen der
Stirnseite des Ringes 71 und der ersten Ringnut 70 bildet.
Durch geeignete Dimensionierung der Stirnfläche des Rings 71
und des Drucks des Fluids wird auf diese Weise auf die Halte
platte 53 eine nach oben in Fig. 5 gerichtete Kraft aufgebracht,
die so dimensioniert werden kann, daß sie Tellerfedernpakete
63 überdrückt.
Dieser Zustand ist in Fig. 5, rechte Hälfte, dargestellt. Man
erkennt, daß unter der Wirkung der Kolben-Zylinder-Einheit
70/71 die Halteplatte 53′ gegenüber der Spannstellung der
linken Hälfte der Fig. 5 nach oben abgehoben wurde. Aufgrund
dessen sind die Tellerfedernpakete 63′ infolge der axial
feststehenden Schrauben überdrückt und vollständig zusammen
gedrückt worden. Die Schwenkplatte 50′ wird damit nicht mehr
auf die Oberseite 67 der Grundplatte 19 aufgepreßt, sondern
liegt nur noch mit ihrem Eigengewicht und dem Gewicht der auf
ihr montierten Aggregate auf der Grundplatte 19 auf.
Um das Verschwenken der Schwenkplatte 50 zu erleichtern, ist
eine weitere Fluid-Leitung, beispielsweise eine Pneumatik-
Leitung 80 an zweite Kanäle 81 angeschlossen, die über Ver
teilungskanäle zur Unterseite 83 der Schwenkplatte 50 führen
und bei Einspeisen von beispielsweise Preßluft dort ein Luft
polster und damit einen Raum 82 zwischen der Unterseite 83
der Schwenkplatte 50 und der Oberseite 67 der Grundplatte 19
bilden. Infolge dieses Luftpolsters kann die Schwenkplatte
50′ im angehobenen Zustand, wie ihn die rechte Hälfte von
Fig. 5 zeigt, mit außerordentlich geringen Drehmomenten ver
schwenkt werden. Auch eine präzise Winkelpositionierung wird
auf diese Weise erleichtert, weil bei geringen erforderlichen
Drehmomenten ein langsames und hysteresefreies Anfahren vor
bestimmter Winkelpositionen wesentlich erleichtert wird.
Um die in Fig. 5 dargestellten Komponenten zwischen der Schwenk
platte 50, 50′ und der Grundplatte 19 wirksam gegen von außen
eintretende Verschmutzungen, insbesondere den sogenannten
Schleifschlamm zu schützen, ist die Schwenkplatte 50 in unmit
telbarer Nähe ihres Umfanges mit einer zweiten Ringnut 85
versehen, die von unten in ihre Unterseite 83 eingelassen
ist. Im Bereich dieser zweiten Ringnut 85 ist ein ringförmiger
Dichtungshalter 86 bei 87 auf die Grundplatte 19 aufgeschraubt.
In den Dichtungshalter 86 ist eine Ringdichtung 88 eingesetzt,
deren Dichtungslippen an der äußeren Umfangsfläche der zweiten
Ringnut 85 anliegen.
Fig. 6 zeigt eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 5, die
sich insofern von der Anordnung der Fig. 5 unterscheidet, als
die Halteplatte 53 a gesamthaft als Tellerfeder ausgebildet ist.
Hierzu ist die Halteplatte 53 a mit radial beabstandeten,
konzentrischen Ringschultern 90, 91 versehen, die nach unten
von der Halteplatte 53 a abstehen. Komplementär zu den Ring
schultern 90, 91 der Halteplatte 53 a sind am Ring 71 a nach
oben weisende Ringschultern 92, 93 angeordnet, die die Ring
schulter 90, 91 mittels Dichtungen 94 zwischen sich ein
schließen. Die Halteplatte 53 a ist bei 95 mit dem Ring 93 und
der Grundplatte 19 axial verschraubt.
In der in Fig. 6 dargestellten Spannstellung drückt die insge
samt als Tellerfeder ausgebildete Halteplatte 53 a die Schwenk
platte 50 im Bereich der Überlappungen 55 nach unten auf die
Grundplatte 19. Die Kolben-Zylinder-Einheit wird in diesem
Falle durch die Ringschultern 90 bis 93 gebildet, wobei die
Ringschultern 90, 91 zusammen mit dem dazwischenliegenden
kreisringförmigen Bereich der Halteplatte 53 a den Kolben bilden.
Bei Einleiten eines Fluids in die ersten Kanäle 75 a hebt die
als Tellerfeder ausgebildete Halteplatte 53 a an ihrem äußeren
Umfang nach oben ab und gibt die Schwenkplatte 50 frei. Alter
nativ ist selbstverständlich auch möglich, die Halteplatte
53 a am Außenumfang zu verschrauben und innen an entsprechenden
Überlappungsbereichen der Schwenkplatte 50 aufliegen zu lassen.
Fig. 7 zeigt weitere Einzelheiten des Linearantriebes 30, der
zum Verschwenken der Schwenkplatte 50 mit Schleifschlitten 20
und Schleifspindel 22 eingesetzt wird.
An das Gehäuse 33 des Linearantriebs 30 ist in Fig. 7 rechts
ein Elektromotor 100 angesetzt. Das Gehäuse 33 läuft etwa auf
der halben axialen Länge des Linearantriebs 30 nach unten in
einen Flansch 103 aus, der mittels eines Drehlagers 102 an
einem Schwenkzapfen 101 gelagert ist. Die Elemente 101 bis
103 bilden auf diese Weise das erste Schwenklager 31, das
sich in der Grundplatte 19 befindet. Die Anordnung von Schwenk
zapfen 101 und Drehlager 102 ist so gewählt, daß der Linearan
trieb 30 sich insgesamt um eine vertikale vierte Achse 104
drehen, sich jedoch nicht in dieser verschieben kann, weil
das erste Schwenklager 31 axial verspannt ist.
Der Elektromotor 100 treibt eine Kugelspindel 105 an, mit
deren Hilfe die Betätigungsstange 34 aus der in Fig. 7 ein
gezeichneten eingefahrenen Stellung in eine ausgefahrene
Stellung verfahrbar ist.
Am freien Ende der Betätigungsstange 34 ist eine Hülse 106
angeordnet, die über ein Drehlager 107 einen Zapfen 108 erfaßt,
der auf diese Weise um eine fünfte vertikale Achse 109 drehbar
ist. Das Drehlager 107 ist dabei so ausgebildet, daß der Zapfen
108 sich nicht nur um die fünfte Achse 109 drehen, sondern
sich auch in dieser geringfügig axial verschieben kann. Die
Elemente 106 bis 108 bilden das zweite Schwenklager 32, in
dem der Linearantrieb 30 mit seiner Betätigungsstange 34 an
der Schwenkplatte 50 angreift. Da die Schwenkplatte 50 aus
den vorstehend zu den Fig. 5 und 6 erläuterten Gründen sich
zwischen der Spannstellung und der Lösestellung geringfügig
axial hebt und senkt, ist es erforderlich, das zweite Schwenk
lager 32 axial verschieblich zu gestalten.
Es versteht sich, daß zahlreiche Abwandlungen der zuvor be
schriebenen Ausführungsbeispiele möglich sind, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
So kann beispielsweise die Form der Umrisse der Ausnehmung 51
bzw. der Halteplatte 53 statt fünfeckig auch anders ausgebildet
sein, solange sich bei einer Relativverdrehung der Schwenkplatte
50 zur Halteplatte 53 nur ausreichende Überlappungsbereiche
55 ergeben. Die Form eines regelmäßigen Fünfecks bietet sich
allerdings deswegen an, weil der Umfangswinkel einer Seite
eines regelmäßigen Fünfecks mit 72° so groß ist, daß bei dem
üblicherweise erforderlichen Verschwenkbereich einer Schleif
maschinenspindel von beispielsweise ca. 40° der gesamte Schwenk
bereich durchmessen werden kann und sich in jeder Winkelposition
des Schwenkbereichs noch eine genügend große Überlappungsfläche
ergibt, um die Schwenkplatte 50 mit den darauf montierten
Aggregaten sicher verspannen zu können. Allerdings konnen
hierzu auch andere Formen, beispielsweise andere Vielecksformen,
Ellipsenformen oder Kreisformen mit kreisbogenförmigen Absätzen
ebenso verwendet werden.
Weiterhin können die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele
auch dadurch variiert werden, daß der Schleifschlitten 20
unverdrehbar auf der Grundplatte 19 montiert wird und die
Schwenkplatte 50 auf der Oberseite des Schleifschlittens 20
angeordnet ist und somit nur noch die Schleifspindel 22 trägt.
Weiterhin versteht sich, daß die vorstehend erläuterten Aus
führungsbeispiele auch für das Innenrundschleifen eingesetzt
werden können, wenn die Schleifscheibe 23 mit ihren unmittelbar
zugehörigen Aggregaten durch eine Schleifscheibe zum Innen
rundschleifen ersetzt wird.
Schließlich kann statt eines Linearantriebes mit Elektromotor
und Kugelspindel selbstverständlich auch jeder andere Linear
antrieb, beispielsweise eine pneumatische oder hydraulische
Kolben-Zylinder-Anordnung eingesetzt werden, ohne daß dadurch
der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Claims (14)
1. Schleifmaschine mit einer Schleifspindel (22), die
relativ zu einem Werkstück (13) in einer Horizontalebene
(x, z) verfahrbar ist, wobei die Schleifspindel (22)
eine um eine horizontale Achse (24) drehbare Schleif
scheibe (23) antreibt und auf einer Schwenkplatte (50)
angeordnet ist, die relativ zu einer Grundplatte (19)
um eine vertikale Achse (25) verdrehbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkplatte (50) eine Ausneh
mung (51) aufweist, deren horizontaler Umriß in einer
vorbestimmten Drehstellung (α 3) allseitig größer
ist als der horizontale Umriß einer in Richtung einer
vertikalen Achse (25) von einer Oberseite (67) der
Grundplatte (19) beabstandeten Halteplatte (53), während
sich die Umrisse in einem Drehwinkelbereich, der dem
Arbeits-Drehwinkelbereich (α 1-α 2) der Schleif
spindel (22) entspricht, überlappen.
2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umrisse die Gestalt von Vielecken aufweisen.
3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Umriß der Ausnehmung (51) an den Ecken der
Vielecke mit Ausbuchtungen (52) erweitert ist.
4. Schleifmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umrisse die Gestalt eines regelmäßigen
Fünfecks aufweisen.
5. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß lösbare Andrückmittel vorgesehen
sind, um die Halteplatte (53) im Bereich der Überlap
pungen auf die Schwenkplatte (50) und diese damit auf
die Oberseite (67) der Grundplatte (19) zu pressen.
6. Schleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Andrückmittel als vorgespannte Federn ausgebildet
sind, die mittels einer Gegenkraft überdrückbar sind.
7. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federn als Tellerfedern (63) ausgebildet sind,
die mittels in die Grundplatte (19) eingeschraubter
Schrauben (62) von oben auf die Halteplatte (53) drücken.
8. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteplatte (53 a) als Tellerfeder ausgebildet
ist.
9. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halteplatte (53) an ihrer
Unterseite und die Grundplatte (19) an der Oberseite
(67) mit komplementären Ausformungen (70, 71) versehen
sind, die in Richtung der vertikalen Achse (25) als
Kolben-Zylinder-Einheiten wirken.
10. Schleifmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteplatte (53) an der Unterseite eine Ringnut
(70) aufweist, die einen an der Oberseite (67) angeord
neten Ring (71) druckdicht gleitend aufnimmt, und daß
der Ring (71) auf seiner Stirnseite mit einem ersten
Kanal (75) zum Zuführen eines Fluids versehen ist.
11. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkplatte (50) mit
zweiten Kanälen (81) versehen ist, die in einer auf
der Oberseite (67) der Grundplatte (19) aufliegenden
Unterseite (83) der Schwenkplatte (50) münden und daß
ein Fluid unter Druck in die zweiten Kanäle (81) ein
speisbar ist.
12. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkplatte (50) auf
der Grundplatte (19) mittels eines Linearantriebes
(30) verschwenkbar ist, dessen Gehäuse (33) in einem
ersten Schwenklager (31) mit zur vertikalen Achse (25)
paralleler Achse (104) gelagert ist und dessen zum
Gehäuse (33) linear verschiebbare Betätigungsstange
(34) an einem zweiten Schwenklager (32) mit ebenfalls
zur vertikalen Achse (25) paralleler Achse (109) der
Schwenkplatte (50) angreift.
13. Schleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungsstange (34) mittels einer von einem
Elektromotor (100) angetriebenen Kugelspindel (105)
relativ zum Gehäuse (33) verschiebbar ist.
14. Schleifmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Schwenklager (31) axial
verspannt ist, während das zweite Schwenklager (32)
mit axialem Spiel versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873731008 DE3731008A1 (de) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Schleifmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873731008 DE3731008A1 (de) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Schleifmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3731008A1 true DE3731008A1 (de) | 1989-03-30 |
Family
ID=6336078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873731008 Withdrawn DE3731008A1 (de) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Schleifmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3731008A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1338383A1 (de) * | 2002-02-26 | 2003-08-27 | Danobat, S. Coop. | Drehbare Bearbeitungseinheit für eine Schleifmaschine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1963354A1 (de) * | 1969-12-18 | 1971-06-24 | Fortuna Werke Maschf Ag | Vorrichtung zum Anheben und Abstuetzen von beweglich gelagerten Maschinenteilen |
DE3523012A1 (de) * | 1985-06-27 | 1987-01-02 | Schaudt Maschinenbau Gmbh | Schwenkbarer schleifspindelstock |
-
1987
- 1987-09-16 DE DE19873731008 patent/DE3731008A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1963354A1 (de) * | 1969-12-18 | 1971-06-24 | Fortuna Werke Maschf Ag | Vorrichtung zum Anheben und Abstuetzen von beweglich gelagerten Maschinenteilen |
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---|---|---|---|---|
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