DE3841916A1

DE3841916A1 - Verfahren zum steuern der andrueckkraft eines werkzeugs sowie werkzeugmaschine zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE3841916A1
Application number: DE19883841916
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Jung
Original assignee: JUNG MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: JUNG MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3841916C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Andrückkraft eines auf einer koaxial zu einem Werk stück umlaufenden Werkzeugscheibe angeordneten Werkzeugs einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Schleifma schine. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Werkzeug maschine zur Durchführung dieses Verfahrens.

Draht, aus dem beispielsweise Federn gewickelt werden, muß oftmals eine sehr glatte Oberfläche haben, damit es nicht durch Oberflächenunregelmäßigkeiten, insbesondere Kerben, zu einem Reißen des Drahtes kommen kann. Deshalb wird der Draht auf Drahtschleifmaschinen geschliffen. Die entsprechende Schleifmaschine hat auf einer koaxial zum nicht umlaufenden, lediglich eine Vorschubbewegung ausführenden Draht auf einer umlaufenden Werkzeugscheibe als Werkzeuge zwei auf zwei Rollen aufgespannte Schleif bänder, welche jeweils von einer Andrückrolle gegen den Draht gedrückt werden. Die Andrückrolle ist jeweils auf einem Hebel angeordnet. Vor Beginn des Schleifvorganges wird dieser Hebel so weit verschwenkt, daß die Rolle seitlich neben dem Draht von der Innenseite her derart gegen das Schleifband drückt, daß dieses mit einem aus reichenden Druck gegen den Draht anliegt. In der als richtig eingeschätzten Position stellt man dann den Hebel mittels einer durch ein Langloch führenden Fest stellschraube fest, so daß die gefundene Einstellung erhalten bleibt. Erst anschließend läßt man die Werkzeug maschine anlaufen und beginnt mit dem Scheifvorgang. Da sich das Schleifband abnützt, ist es erforderlich, von Zeit zu Zeit die beiden Hebel mit den Andrückrollen nach Stillsetzen der Werkzeugmaschine nachzuspannen.

Das bekannte Verfahren zum manuellen Einstellen der An drückkraft der Andrückrollen hat den Nachteil, umständ lich und zeitaufwendig zu sein. Weiterhin läßt sich mit ihm keine optimale Schleifgüte und Haltbarkeit des Schleifbandes erreichen, da die Andrückkraft nicht aus reichend genau einstellbar ist. Oftmals lassen sich auch keine ausreichend großen Andrückkräfte erzielen, da zur Erzeugung einer Elastizität die Andrückrollen jeweils etwas oberhalb oder unterhalb des Drahtes gegen das Schleifband drücken müssen, damit das Schleifband vom Draht geringfügig umgelenkt wird. Bei geringen Draht durchmessern und höheren Andrückkräften kommt es deshalb vor, daß die Andrückrollen die Schleifbänder so weit weg drücken, daß sie sich gegenseitig berühren, was natür lich zu einem raschen Abnützen der Schleifbänder führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches ein möglichst einfaches und genaues Einstellen der Andrück kraft eines Werkzeuges oder einer Andrückrolle für ein Werkzeug ermöglicht. Weiterhin soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der dieses Verfahren auf vorteil hafte Weise ausführbar ist.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkzeug, insbesondere ein Schleifstein oder ein Schleifband, mit einer einstellbaren Vorspann kraft zum Werkstück hin vorgespannt und anschließend eine Feineinstellung der Andrückkraft durch eine Ver änderung der Drehzahl der Werkzeugscheibe und damit einer Veränderung der auf das Werkzeug oder eine An drückrolle wirkenden Fliehkraft erreicht wird.

Gemäß diesem Verfahren ergibt sich die Andrückkraft des Werkzeuges durch das Zusammenwirken der zum Werkstück hin gerichteten Vorspannkraft und der entgegengesetzt gerichteten Fliehkraft. Die Fliehkraft läßt sich fein fühlig durch Verändern der Drehzahl der Werkzeugscheibe einstellen und während des Betriebs der Werkzeugmaschine verändern. Das erfindungsgemäße Verfahren hat bei einer Schleifmaschine mit umlaufenden Schleifbändern den Vor teil, daß die jeweilige Andrückrolle das Schleifband unmittelbar gegen das Werkstück, also den Draht, drücken kann, so daß höhere Andrückkräfte möglich sind als bei der bekannten Verfahrensweise. Weiterhin kann man bei einer Schleifmaschine mit zunehmender Abnutzung der Schleifbänder die Drehzahl der Werkzeugscheibe reduzie ren, um durch Verminderung der Fliehkraft eine Erhöhung der Andrückkraft zu erreichen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Vorspannkraft nach dem Anlaufen der Werkzeugscheibe bei maximaler Drehzahl er zeugt und danach die Drehzahl der Werkzeugscheibe redu ziert wird, so daß erst dann das Werkzeug Kontakt mit dem Werkstück bekommt.

Bei dieser Verfahrensweise kann man bei in der Maschine befindlichem Werkstück das Werkzeug, also beispielsweise die Schleifbänder, und auch die Werkzeugscheibe anlaufen lassen, ohne daß das Werkzeug mit dem Werkstück Kontakt bekommt. Erst nach dem Anlaufen kann man durch Aufbrin gen der Vorspannkraft und anschließendes Vermindern der Drehzahl der Werkzeugscheibe das Werkzeug in Kontakt mit dem Werkstück bringen und dadurch mit der Bearbeitung beginnen.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem spanabhebenden Werkzeug, insbesondere einem Schleifband oder einem Schleifstein, welches auf einer koaxial zu einer fest stehenden Werkstückaufnahme umlaufenden Werkzeugscheibe angeordnet ist und zur Beeinflussung der gegen das Werk stück gerichteten Andrückkraft entweder als Ganzes oder bei dem eine das Werkzeug gegen das Werkstück drückende Andrückrolle in radialer Richtung verstellbar ausgebil det ist, zeichnet sich dadurch aus, daß das Werkzeug oder seine Andrückrolle durch eine Zustelleinrichtung zur Werkstückaufnahme hin mit einer einstellbaren Kraft vorspannbar ausgebildet ist und die Werkzeugmaschine eine Verstelleinrichtung zum Verändern der Drehzahl der Werkzeugscheibe zwecks Erzeugung einer auf das Werkzeug oder die Andrückrolle wirkenden Fliehkraft hat, die der von der Zustelleinrichtung erzeugten Kraft entgegenge richtet ist.

Eine solche Werkzeugmaschine ermöglicht es, Draht mit hoher Durchsatzleistung und hoher Schleifgüte zu schlei fen, da die Andrückkraft des Werkzeugs, also im Falle einer Bandschleifmaschine der Schleifbänder, stufenlos und sehr feinfühlig während des Arbeitens der Werkzeug maschine verändert und mit zunehmendem Abrieb der Schleifbänder durch Vermindern der Drehzahl der Maschine erhöht werden kann. Statt jeweils eine Andrückrolle eines Schleifbandes durch Fliehkräfte hinsichtlich ihrer Andrückkraft zu beeinflussen, kann man natürlich auch beispielsweise eine radial bewegliche Schleifscheibe entsprechend steuern.

Die Reibkräfte, welche eine Verminderung der Andrück kraft bei geringen Drehzahländerungen der Werkzeug scheibe verhindern, sind besonders gering, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Werkzeug oder die Andrückrolle auf einem schwenkbar und zumindest in etwa tangential ausgerichteten, in der Werk zeugscheibe gelagerten Hebel angeordnet ist. Eine solche Gestaltung ist konstruktiv wesentlich einfacher, als wenn man in der Werkzeugscheibe Geradführungen für die Andrückrollen oder das Werkzeug vorsehen würde.

Die Zustelleinrichtung für das Erzeugen der zum Werk stück hin gerichteten Kraft der Andrückrolle oder des Werkzeugs kann sehr einfach gestaltet sein, wenn sie gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein an der Werk zeugscheibe befestigter Druckzylinder ist, der sich einerseits an der Werkzeugscheibe, andererseits an dem Hebel abstützt. Der Druckzylinder kann mit Druckluft oder hydraulisch beaufschlagt werden. Denkbar wäre es natürlich auch, statt eines Druckzylinders eine elektro motorische Zustelleinrichtung vorzusehen. Bei der erfin dungsgemäßen Werkzeugmaschine kann die Andrückkraft durch die Drehzahl der Werkzeugscheibe und natürlich auch durch die Kraft der Zustelleinrichtung verändert werden. Die Zustelleinrichtung vermag jedoch nicht so feinfühlig zu arbeiten, wie die Steuerung der Andrück kraft über die Drehzahl.

Konstruktiv besonders einfach ist die Gesamtanordnung gestaltet, wenn die Achse des Hebels des Werkzeuges oder der Andrückrolle durch die Werkzeugscheibe hindurchge führt und die Zustelleinrichtung auf der dem Werkzeug abgewandten Seite der Werkzeugscheibe angeordnet ist. Das hat zudem den Vorteil, daß die Zustelleinrichtung sich auf der vom Schleifband abgewandten Seite der Werk zeugscheibe befindet und dadurch keine Platzprobleme verursacht und leicht vor Verschmutzung zu schützen ist.

Bei einer Werkzeugmaschine, bei der die Werkzeugscheibe als Werkzeuge zwei jeweils von zwei Rollen umgelenkte, angetriebene Schleifbänder hat, welche jeweils von einer Andrückrolle gegen das Werkstück vorspannbar sind, ist es gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vor teilhaft, wenn auf der den Schleifbändern abgewandten Seite der Werkzeugscheibe für beide Andrückrollen die Zustelleinrichtungen und zusätzlich für beide Schleif bänder jeweils ein Spannzylinder zum Verstellen einer der beiden Rollen des Schleifbandes vorgesehen ist. Hier durch wird es möglich, die Zustelleinrichtungen und die Spannzylinder durch eine einfache, kreisförmige Haube abzudecken, so daß sie vor Verschmutzung geschützt sind.

Die Druckversorgung der mit der Werkzeugscheibe umlaufen den Verstelleinrichtungen und Spannzylinder kann auf ein fache Weise dadurch erfolgen, daß die Werkzeugscheibe auf einer Hohlwelle angeordnet ist, welche zur Zufuhr des Druckmittels für die Spannzylinder und der Zustell einrichtungen in Längsrichtung verlaufende Druckmittel kanäle hat, die jeweils über eine Querbohrung mit einem Ringkanal eines Steuergehäuses Verbindung haben, welches dichtend auf der Hohlwelle angeordnet ist.

Auch das Zuführen von Kühlwasser zu den Schleifstellen kann vergleichbar einfach erfolgen, indem die Hohlwelle zugleich zumindest einen in Längsrichtung verlaufenden Wasserkanal zum Zuführen von Kühlwasser vom feststehen den Steuergehäuse zur Schleifstelle hat.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung sind in der Zeichnung die für die Erfindung wesentlichen Bereiche einer erfindungs gemäß gestalteten Werkzeugmaschine schematisch darge stellt und werden nachfolgend erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Blick auf die einem Arbeitsraum zuge wandte Stirnseite einer Werkzeugscheibe einer als Bandschleifmaschine ausgebildeten Werk zeugmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach der Fig. 1,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch die Werk zeugscheibe mit den angrenzenden Bauteilen.

Die Fig. 1 zeigt eine Werkzeugscheibe 1, welche auf nicht gezeigte Weise drehbar und koaxial zu einem Werk stück 2 in Form eines zu schleifenden Drahtes angeordnet ist. Auf der Werkzeugscheibe 1 sind als Werkzeuge zwei Schleifbänder 3, 4 angeordnet, welche jeweils auf zwei Rollen 5, 6; 7, 8 gespannt sind. Hierbei ist jeweils eine Rolle 5, 7 als Antriebsrolle und eine Rolle 6, 8 als Spannrolle ausgebildet.

Die Schleifbänder 3, 4 werden jeweils von einer Andrück rolle 9, 10 unmittelbar gegen das Werkstück 2 gedrückt. Jede Andrückrolle 9, 10 ist jeweils auf einem Hebel 11, 12 gelagert, der um eine Achse 13, 14 schwenkbar auf der Werkzeugscheibe 1 befestigt ist.

Die Darstellung in Fig. 2, bei der die Schleifbänder 3, 4 weggelassen wurden, zeigt, daß die Achse 14 des Hebels 12 durch die Werkzeugscheibe 1 hindurchgeführt ist und auf der dem Hebel 12 gegenüberliegenden Seite einen Schwenkarm 15 hat, der mittels einer pneumatisch arbei tenden Zustelleinrichtung 16 zu verschwenken ist. Da durch kann man die Achse 14 und somit den Hebel 12 ver schwenken, so daß sich die Andrückkraft der Andrückrolle 10 verändert. Auch der andere, in Fig. 1 gezeigte Hebel 11 mit der Andrückrolle 9 wird durch eine Zustellein richtung 17 verstellt. Die das jeweilige Schleifband 3, 4 umlenkenden Rollen 6, 8 können mittels Spannzylinder 18, 19 radial nach außen oder innen bewegt werden, um die Schleifbänder 18, 19 zu spannen. Diese Spannzylinder 18, 19 sind neben den Zustelleinrichtungen 16, 17 auf der Werkzeugscheibe 1 angeordnet.

Die Fig. 3 zeigt, daß die Werkzeugscheibe 1 auf einer Hohlwelle 20 angeordnet ist, welche in ihrem Inneren in Längsrichtung verlaufende Druckkanäle 21, 22 hat. Quer bohrungen 23, 24 verbinden diese Druckkanäle 21, 22 jeweils mit einem Ringkanal 25, 26 eines Steuergehäuses 27. Auf diese Weise kann vom Steuergehäuse 27 aus den Zustelleinrichtungen 16, 17 und den Spannzylindern 18, 19 vom Steuergehäuse 27 aus Druckluft zugeführt werden. Auch Kühlwasser kann entsprechend vom Steuergehäuse 27 über Längskanäle in der Hohlwelle 20 zu den Schleifstel len gefördert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine läßt man vor dem Schleifvorgang zunächst die Schleifbänder 3 und 4 und die Werkzeugscheibe 1 anlaufen. Bei maximaler Dreh zahl der Werkzeugscheibe beaufschlagt man dann die Zu stelleinrichtungen 16, 17 mit Druck. Da die Fliehkräfte jedoch bei maximaler Drehzahl hoch sind, gelangen da durch die Schleifbänder 3, 4 noch nicht gegen das Werk stück 2. Erst wenn man anschließend die Drehzahl der Werkzeugscheibe reduziert und dadurch die Fliehkraft abnimmt, überwiegt die Kraft der Zustelleinrichtungen 16, 17 und der Schleifvorgang beginnt.

Bezugszeichenliste:

1 Werkzeugscheibe
2 Werkstück
3 Schleifband
4 Schleifband
5 Rolle
6 Rolle
7 Rolle
8 Rolle
9 Andrückrolle
10 Andrückrolle
11 Hebel
12 Hebel
13 Achse
14 Achse
15 Schwenkarm
16 Zustelleinrichtung
17 Zustelleinrichtung
18 Spannzylinder
19 Spannzylinder
20 Hohlwelle
21 Druckkanal
22 Druckkanal
23 Querbohrung
24 Querbohrung
25 Ringkanal
26 Ringkanal
27 Steuergehäuse

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Andrückkraft eines auf einer koaxial zu einem Werkstück umlaufenden Werkzeug scheibe angeordneten Werkzeugs einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine, dadurch gekennzeich net, daß das Werkzeug, insbesondere ein Schleifstein oder ein Schleifband, mit einer einstellbaren Vorspann kraft zum Werkstück hin vorgespannt und anschließend eine Feineinstellung der Andrückkraft durch eine Verän derung der Drehzahl der Werkzeugscheibe und damit einer Veränderung der auf das Werkzeug oder eine Andrückrolle wirkenden Fliehkraft erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft nach dem Anlaufen der Werkzeug scheibe bei maximaler Drehzahl erzeugt und danach die Drehzahl der Werkzeugscheibe reduziert wird, so daß erst dann das Werkzeug Kontakt mit dem Werkstück bekommt.

3. Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem spanabhebenden Werkzeug, insbeson dere einem Schleifband oder einem Schleifstein, welches auf einer koaxial zu einer feststehenden Werkstückauf nähme umlaufenden Werkzeugscheibe angeordnet ist und zur Beeinflussung der gegen das Werkstück gerichteten An drückkraft entweder als Ganzes oder bei dem eine das Werkzeug gegen das Werkstück drückende Andrückrolle in radialer Richtung verstellbar ausgebildet ist, da durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug oder seine An drückrolle (9, 10) durch eine Zustelleinrichtung (16, 17) zur Werkstückaufnahme hin mit einer einstellbaren Kraft vorspannbar ausgebildet ist und die Werkzeugma schine eine Verstelleinrichtung zum Verändern der Dreh zahl der Werkzeugscheibe (1) zwecks Erzeugung einer auf das Werkzeug oder die Andrückrolle (9, 10) wirkenden Fliehkraft hat, die der von der Zustelleinrichtung (16, 17) erzeugten Kraft entgegengerichtet ist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Werkzeug oder die Andrückrolle (9, 10) auf einem schwenkbar und zumindest in etwa tangential ausgerichtet in der Werkzeugscheibe (1) gelagerten Hebel (11, 12) angeordnet ist.

5. Werkzeugmaschine nach zumindest einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustell einrichtung (16, 17) ein an der Werkzeugscheibe (1) be festigter Druckzylinder ist, der sich einerseits an der Werkzeugscheibe (1), andererseits an dem Hebel (11, 12) oder einem fest mit diesem verbundenen Bauteil abstützt.

6. Werkzeugmaschine nach zumindest einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (13, 14) des Hebels (11, 12) des Werkzeuges oder der Andrückrolle (9, 10) durch die Werkzeugscheibe (1) hin durchgeführt und die Zustelleinrichtung (16, 17) auf der dem Werkzeug abgewandten Seite der Werkzeugscheibe (1) angeordnet ist.

7. Werkzeugmaschine nach zumindest einem der vorangehen den Ansprüche, bei der die Werkzeugscheibe als Werkzeuge zwei jeweils von zwei Rollen umgelenkte, angetriebene Schleifbänder hat, welche jeweils von einer Andrückrolle gegen das Werkstück vorspannbar sind, dadurch gekenn zeichnet, daß auf der den Schleifbändern (3, 4) abgewand ten Seite der Werkzeugscheibe (1) für beide Andrückrol len (9, 10) die Zustelleinrichtungen (16, 17) und zu sätzlich für beide Schleifbänder (3, 4) jeweils ein Spannzylinder (18, 19) zum Verstellen einer der beiden Rollen (6, 8) des Schleifbandes (3, 4) vorgesehen ist.

8. Werkzeugmaschine nach zumindest einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeug scheibe (1) auf einer Hohlwelle (20) angeordnet ist, welche zur Zufuhr der Luft für die Spannzylinder (18, 19) und der Zustelleinrichtungen (16, 17) in Längsrich tung verlaufende Druckluftkanäle (21, 22) hat, die je weils über eine Querbohrung (23, 24) mit einem Ringkanal (25, 26) eines Steuergehäuses (27) Verbindung haben, welches dichtend auf der Hohlwelle (20) angeordnet ist.

9. Werkzeugmaschine nach zumindest einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (20) zugleich zumindest einen in Längsrichtung verlaufen den Wasserkanal zum Zuführen von Kühlwasser vom fest stehenden Steuergehäuse (27) zur Schleifstelle hat.