DE4017716A1 - Vorrichtung zur kuehlschmiermittelzufuhr beim hochgeschwindigkeits-umfangschleifen von aussenkonturen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kühl­ schmiermittelzufuhr beim Hochgeschwindigkeits-Umfangs­ schleifen von Außenkonturen mit durch Schutzhaube gekapsel­ ter Schleifscheibe.

Beim Umfangsschleifen von Außenkonturen muß die in der Kontaktzone zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück entstehende Wärme in ihrer Menge minimiert und so rasch und umfassend wie möglich über ein Hilfsmedium abgeführt werden. Zu diesem Zweck wird der Kontaktzone ein Kühl­ schmiermittel zugeführt, dessen Eindringen in den Wirk­ spalt mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit durch das die Schleifscheibe umgebende Luftpolster erschwert wird. Zur Durchdringung des besagten Luftpolsters wird das Kühl­ schmiermittel bei bekannten Systemen unter hohem Druck und mit großem Volumenstrom aus düsenartigen Öffnungen geför­ dert.

Hierfür sind Freistrahldüsen oder Schuhdüsen bekannt. Frei­ strahldüsen erzeugen einen freiströmenden Kühlschmiermittel­ strahl, der infolge seiner hohen Geschwindigkeit das die Schleifscheibe umgebende Luftpolster an geeigneter Stelle durchstoßen soll, was einen hohen technischen Aufwand er­ fordert. Schuhdüsen sind der Krümmung der Schleifscheibe weitgehend angepaßt und bis auf eine Öffnung zur Schleif­ scheibe hin allseitig geschlossen, so daß das Kühlschmier­ mittel besser in die Luftgrenzschicht eindringen kann; sie werden aber in dem Maße unwirksamer, wie der Schleifschei­ bendurchmesser verschleißbedingt abnimmt.

Es ist nun Aufgabe der Vorrichtung gemäß der Erfindung, hier vor allem beim Hochgeschwindigkeitsschleifen eine op­ timale Lösung für die Kühlschmiermittelzufuhr zu ermögli­ chen.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die Kühlschmiermittelzufuhr über einen vor­ zugsweise radial angeordneten, sich zur Schleifscheibe hin öffnenden Trichter als Düsenkammer erfolgt, welcher die Schleifscheibe an den Stirnseiten überdeckt und welcher an der in Drehrichtung der Schleifscheibe einlaufenden Seite über eine nachstellbare Düsenlippe geschlossen ist und an der auslaufenden Seite mittels verstellbarem Schieber zur Dosierung des Kühlschmiermittel-Volumenstromes öffenbar ist. Die in ihrer Orientierung veränderliche, jedoch be­ vorzugt radial angeordnete Düse bildet somit im Ausströ­ mungsbereich eine bis auf enge Spalte allseits geschlossene Kammer mit definiertem Auslaßquerschnitt für das Kühlschmier­ mittel.

Im einzelnen ist der Zuführtrichter als Düsenkammer in eine Schutzhaube integriert, deren Bestandteil eine die Schleif­ scheibe eng umschließende innere Schutzhülle ist, welche über Stege mit dem äußeren Teil der Schutzhaube verbunden ist. Hiermit ist die Schleifscheibe zum einen an ihrem Um­ fang so dicht umgeben, daß der ungehinderte Aufbau eines stabilen Luftpolsters als Folge ihrer hohen Umfangsge­ schwindigkeit von vornherein unterbleibt und zum anderen ist die Düse selbst so gestaltet, daß die am Umfang der Schleifscheibe verbleibende dünne Luftschicht vor Erreichen des Düseninnenraumes abgelenkt wird.

Die hierdurch gewährleistete vollständige Eliminierung des bei konventionellen Kühlschmiermittelzuführsystemen stören­ den Luftpolsters erlaubt die Niederdruck-Befüllung des Dü­ seninnenraumes mit Kühlschmiermittel und die Beschleunigung desselben auf hohe Strömungsgeschwindigkeit durch Ausnutzung der Rotationsbewegung der Schleifscheibe. Eine durch den Werkzeugverschleiß bedingte Beeinträchtigung des Förderver­ haltens scheidet insbesondere bei monolagigen, mithin an­ nähernd durchmesserkonstanten Schleifscheiben aus, deren Anwendung im Bereich des Hochgeschwindigkeitsbearbeitens üblich ist.

Desweiteren ist vorgesehen, daß der Zuführtrichter als Düsenkammer unter etwa 45° gegen die Verbindungslinie der Mittelpunkte von Schleifscheibe und Werkstück in Scheiben­ gegenlaufrichtung geneigt ist und hierzu etwa winkelsymme­ trisch zur besagten Verbindungslinie die Abflußöffnung in der Schutzhaube vorgesehen ist.

Im Falle eines Werkzeugbruches sollen die auf die innere Umhüllung wirkenden Kräfte über die Stege auf den Zentrier­ flansch des äußeren Teils der Schutzhaube übertragen und damit in den Werkzeugspindelstock eingeleitet werden. Die Befestigung der Schutzhaube auf einem Zentrieransatz des Spindelstockes ermöglicht, daß die Befestigungsschrauben durch tangential wegfliegende Bruchstücke der Schleif­ scheibe nach Überwinden des Reibschlusses an den Befesti­ gungsflächen lediglich auf Schlagscherung beansprucht wer­ den.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühl­ schmiermittelzufuhr gemäß der Erfindung ist als Ausführungs­ beispiel dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 den Querschnitt durch diese Vorrichtung ein­ schließlich gekapselter Schleifscheibe,

Fig. 2 den Schnitt nach Linie A-B der Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt nach Linie C-D der Fig. 1 und

Fig. 4 die Teilansicht in Richtung X der Fig. 2.

Wie aus der Zeichnung in Fig. 1 bis 3 ersichtlich wird, ist die Vorrichtung 1 zur Kühlschmiermittelzufuhr M beim Hochgeschwindigkeits-Umfangsschleifen in eine Schutzhaube 2, welche die Schleifscheibe 3 mittels angepaßter, durch Stege 4 gehaltener Schutzhülle 5 eng umgibt, integriert; sie besteht aus einem bevorzugt radial angeordneten sich zur Schleifscheibe 3 hin öffnenden Trichter 6 als Düsenraum. Die­ ser Trichter 6 überdeckt die Schleifscheibe 3 beidseits bei 7 und ist auf der in Drehrichtung R einlaufenden Seite der Schleifscheibe 3 mittels nachstellbarer Düsenlippe 8 ge­ schlossen und auf der auslaufenden Seite mittels verstell­ barem Schieber 9 zum Dosieren der pro Zeiteinheit auslau­ fenden Kühlschmiermittelmenge mittels Antrieb 10 zu öffnen und zu schließen. Hierbei ergibt sich das der Schleifschei­ be zugewandte Profil des Dosierschiebers durch Einschleifen.

Die dem Werkstück abgewandte Düsenlippe 8 ist z. B. mittels einer Exzentervorrichtung 11 mit Langlochführung 12 je nach Düsenorientierung feinfühlig verstellbar. Ziel ist es, die Düsenlippe 8 so nahe an die Oberfläche der Schleifscheibe heranzuführen, daß das die rotierende Schleifscheibe 3 auf­ grund der hohen Umfangsgeschwindigkeit umgebende Luftpolster von einem Eindringen in die Düsenkammer (Zuführtrichter 6) abgehalten wird, wodurch eine Niederdruck-Befüllung des Düseninnenraumes mit Kühlschmiermittel und die Beschleuni­ gung desselben auf hohe Strömungsgeschwindigkeit durch Aus­ nutzung der Rotationsbewegung der Schleifscheibe möglich wird.

Der Zuführtrichter 6 ist als Düsenkammer bei waagerecht zugeführtem Werkstück 13 etwa unter 45° gegen die Verbin­ dungslinie der Mittelpunkte von Schleifscheibe 3 und Werk­ stück 13 gerichtet, darunter ist etwa winkelsymmetrisch zur besagten Verbindungslinie die Abflußöffnung 14 für das Kühl­ schmiermittel in der Schutzhaube 2 vorgesehen.

Die Orientierung des Zuführtrichters 6 ist durch Drehen um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse S veränder­ bar, wobei die Gängigkeit der Düsenschwenkbewegung um die Drehachse S über zwei zueinander gekonterte Nutmuttern 15 eingestellt wird. Die gewählte und auf die Radialrichtung bezogene Düsenorientierung wird über eine oder mehrere in eine nierenförmige Nut 16 eingreifende Schrauben 17 durch Klemmung aufrechterhalten; die Erfindung sieht vor, das Kühlschmiermittel M der Düse (Trichter 6) in einer Rohr- oder Schlauchleitung 18 seitlich derart zuzuführen, daß deren Mittellinie mit der Drehachse S des Zuführtrichters 6 zusammenfällt.

Die Schutzhaube 2 ist zum Zwecke des Schleifscheibenwech­ sels mit einer frontseitig angeordneten Öffnungsklappe 19 versehen, deren Verschluß über einen Induktivgeber 20 über­ wacht wird, und welche über einen Verriegelungsmagneten 21 mit der Drehzahl des Werkzeugmotors signaltechnisch derart verknüpft ist, daß der Verriegelungsmagnet 21 das Öffnen der Schutzhaube 2 erst nach Schleifscheibenstillstand er­ möglicht.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Kühlschmiermittelzufuhr beim Hochge­ schwindigkeits-Umfangsschleifen von Außenkonturen mit durch Schutzhaube gekapselter Schleifscheibe, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kühlschmiermittelzufuhr über einen vorzugsweise ra­ dial angeordneten sich zur Schleifscheibe hin öffnenden Trichter als Düsenkammer erfolgt, welcher die Schleifschei­ be an den Stirnseiten überdeckt und welcher an der in Dreh­ richtung der Schleifscheibe einlaufenden Seite über eine nachstellbare Düsenlippe geschlossen ist und an der aus­ laufenden Seite mittels verstellbarem Schieber zur Dosie­ rung des Kühlschmiermittel-Volumenstroms öffenbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführtrichter als Düsenkammer in eine Schutzhaube integriert ist, welche mit einer die Schleif­ scheibe eng umschließenden inneren Schutzhülle über Stege verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführtrichter als Düsenkammer unter etwa 45° gegen die Verbindungslinie der Mittelpunkte von Schleif­ scheibe und Werkstück in Scheibengegenlaufrichtung geneigt ist und hierzu etwa winkelsymmetrisch zur besagten Ver­ bindungslinie die Abflußöffnung für das Kühlschmiermittel in der Schutzhaube vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierschieber auf der Auslaufseite des Zuführ­ trichters derart verstellbar ist, daß über eine externe Volumenstrommessung ein Regelkreis zur Konstanthaltung der vorwählbaren Zuflußmenge des Kühlschmiermittels aufbaubar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung des Zuführtrichters durch Drehen um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse veränderbar ist und daß das Kühlschmiermittel der Düse über eine seit­ liche Leitung zugeführt wird, deren Mittellinie mit der Schwenkachse der Zuführdüse zusammenfällt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube mit einer frontseitigen Öffnungsklappe versehen ist, welche über einen Verriegelungsmagneten ver­ schlossen gehalten ist, der nur bei Scheibenstillstand zur Freigabe öffnet.