DE4119752C2 - Einrichtung zur magnetischen Befestigung von Schleifscheiben an der mit einem Aufnahmekopf versehenen Werkzeugspindel einer Schleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur magnetischen Befestigung von mit einem Stahlflansch versehenen Schleifscheiben an der Werkzeugspindel einer Schleifmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In dem DE-GM 18 61 416 ist bei einer gattungsgemäßen Einrichtung bereits vorgeschlagen worden, im Aufnahmekopf der Werkzeugspindel Permanentmagnete, insbesondere einen ringförmigen Permanentmagnet anzuordnen. Eine solche Lösung ist jedoch praktisch nicht durchführbar, da das Wechseln der Schleifscheiben auf Schwierigkeiten stößt. Wählt man den Permanentmagneten lediglich mit einer solchen Stärke, daß ein Abnehmen der Schleifscheiben noch möglich ist, reicht die Haltekraft für den Betrieb im allgemeinen nicht aus. Bei Permanentmagneten ausreichender Haltekraft ist dagegen ein Wechseln der Schleifscheiben ohne kraftaufbringende zusätzliche mechanische Mittel praktisch nicht möglich.

Aus der DE 22 61 014 B2 ist es bekannt, in einem an der Werkzeugspindel einer Schleifmaschine vorgesehenen Aufnahmekopf zwei zur Werkzeugspindel konzentrische Spulen anzuordnen, die zusammen bei Strombeaufschlagung einen Elektromagneten bilden, durch dessen Magnetfeld eine Schleifscheibe mit ihrem Stahlflansch an dem Aufnahmekopf gehalten werden kann.

Eine solche Einrichtung erfordert jedoch besondere Sicherheitsmaßnahmen. Die Haftung der Schleifscheibe an dem Aufnahmekopf ist nämlich nur so lange gewährleistet, wie der Elektromagnet mit Strom beaufschlagt ist. Bei Stromausfall des Elektromagneten oder allgemeinem Maschinenausfall wird die im allgemeinen schnell rotierende Schleifscheibe aus ihrer Haftung am Aufnahmekopf frei und beinhaltet ein erhebliches Schadens- und Unfallrisiko. Bei der Einrichtung gemäß der DE 22 61 014 B2 sind daher zusätzliche Rasteinrichtungen vorgesehen, mit denen die Schleifscheibe im Aufnahmekopf verriegelt wird, um ihr Selbständigwerden bei Stromausfall zu verhindern. Der Nachteil einer solchen Ausführung besteht darin, daß diese Verriegelungseinrichtung bei absichtlicher Stromabschaltung zum Wechseln der Schleifscheibe erst wieder gelöst werden muß, wodurch ein spezieller Vorteil einer magnetischen Werkzeugbefestigung, nämlich die schnelle Wechselmöglichkeit, zum Teil wieder aufgehoben wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Halterung für Schleifscheiben zu schaffen, die einerseits ein sehr leichtes Wechseln der Schleifscheiben ermöglicht, andererseits aber auch ein Unfallrisiko bei eventuellem Stromausfall beseitigt.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst.

In bevorzugter Ausführungsform ist zwischen den konzentrischen Ringspulen auch ein einziger ringförmiger Permanentmagnet vorgesehen, so daß die Ausbildung der Magnetfelder des Elektromagneten einerseits und des Permanentmagneten andererseits ähnlich ist, um bei entsprechendem Stromfluß durch den Elektromagneten zeitweise, d. h. für das Wechseln der Schleifscheiben eine praktisch vollständige Aufhebung der im wesentlichen gleichen aber entgegengerichteten Magnetfelder zu erreichen.

Während des Betriebes der Schleifmaschine bleibt der Elektromagnet stromlos, so daß allein der Permanentmagnet die Schleifscheibe hält. Ein Ablösen der Schleifscheibe bei eventuellem Stromausfall ist daher nicht möglich. Allein für den Wechsel der Schleifscheiben braucht der Permanentmagnet nur kurzzeitig mit Strom beaufschlagt zu werden, um das Magnetfeld des Permanentmagneten für den Werkzeugwechselvorgang kurzzeitig aufzuheben. Nach Positionierung eines neuen Werkzeuges wird der Strom wieder abgeschaltet und der Permanentmagnet übernimmt die Haltekraft.

Die Möglichkeit, das Magnetfeld eines Permanentmagneten durch einen Elektromagneten zu kompensieren, ist an sich bekannt. Die Verwendung eines solchen Systems im Werkzeughaltekopf einer Schleifmaschine bringt jedoch die besonderen, vorstehend erläuterten Vorteile. Auch die konstruktive Anordnung und Ausführung wird sehr einfach, da der ringförmige Permanentmagnet lediglich in die Anschlagfläche des Aufnahmekopfes zwischen den ringförmigen Spulen eingelassen zu werden braucht. Durch diese ringförmige Ausbildung ergibt sich weiter eine sehr hohe und ununterbrochene Haltekraft über den gesamten Umfang der Schleifscheibe sowie eine einwandfreie Magnetfeldkompensation während der Strombeaufschlagung der beiden konzentrischen Spulen des Elektromagneten.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung, in der im Schnitt die Werkzeugspindel einer Schleifmaschine mit Aufnahmekopf und Topfscheibe dargestellt ist.

Die Werkzeugspindel 1 ragt unmittelbar aus dem Antriebsmotor 2 einer Schleifmaschine. Die Werkzeugspindel 1 kann je nach Art der Schleifmaschine mit senkrechter, waagrechter oder geneigter Spindelachse angeordnet sein. Sie trägt eine ringförmige Stirnschleifscheibe 3, die in einem stählernen Flansch 4 befestigt ist.

Auf der Werkzeugspindel 1 ist mittels einer Spannmutter 5 und einer Paßfeder 6 ein im wesentlichen scheibenförmiger Aufnahmekopf 7 angebracht, der als Anschlagflächen für den Schleifscheibenflansch 4 eine ebene Kreisringfläche 8 und eine kurze zylindrische Zentrierfläche 9 aufweist.

Der Zentrierzylinder 9 greift in eine Zentrierbohrung 10 des Schleifscheibenflansches 4 und zentriert diesen auf dem Aufnahmekopf 7. Der Flansch 4 liegt mit einer Stirnplanfläche 11 an der ebenen Fläche 8 des Aufnahmekopfes 7 an.

In die Kreisringfläche 8 des Aufnahmekopfes 7 ist ein ringförmiger Permanentmagnet 12 eingelassen. Ebenfalls eingelassen in die Kreisringfläche 8 des Aufnahmekopfes 7 sind zwei Magnetspulen 13, die konzentrisch zueinander und unmittelbar angrenzend an den permanenten Ringmagneten 12 angeordnet sind. Die elektrischen Zuleitungen 14 der Spulen 13 sind durch Längskanäle in der Werkzeugspindel 1 zu (nicht dargestellten) Schleifringen geführt, die der Stromversorgung der Spulen 13 dienen. Mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Schalters kann die Erregung der Spulen 13 an- und abgeschaltet werden. Dabei ist die Stromflußrichtung derart gepolt, daß ein durch die Magnetspulen 13 erzeugtes Magnetfeld dem Magnetfeld des permanenten Ringmagneten 12 mit möglichst gleicher Feldstärke entgegengerichtet ist.

Durch Einschalten der Magnetspulen 13 kann daher ein neutraler Zustand erzeugt werden, der den Magnetismus des ansonsten wirkenden Permanentmagneten 12 aufhebt. In diesem Zustand wird eine ansonsten auf den Flansch 4 der Schleifscheibe 3 wirkende magnetische Haltekraft aufgehoben, so daß die Schleifscheibe ohne weiteres vom Aufnahmekopf 7 entfernt werden kann. Wird nach Positionieren einer Schleifscheibe der Stromfluß zu den Magnetspulen 13 abgeschaltet, wird das volle Magnetfeld des Permanentmagneten 12 auf den Flansch 4 der Schleifscheibe 3 wirksam, so daß die Schleifscheibe durch den Permanentmagneten 12 fest in ihrer Arbeitsstellung gehalten wird.

Der Permanentmagnet 12 besteht aus einem an sich bekannten ferromagnetischen Material, welches durch zeitweise Überlagerung eines entgegengerichteten Magnetfeldes möglichst nichts von seinen permanentmagnetischen Eigenschaften einbüßt.

Durch die ständige Wirkung des Permanentmagneten bei abgeschaltetem Strom zu den Magnetspulen erübrigt sich eine Sicherheitseinrichtung zum Halten der Schleifscheibe bei Stromausfall, wie dies bei rein elektromagnetischen Spannvorrichtungen erforderlich ist. Um auch bei laufender Maschine eine versehentliche Beaufschlagung der Magnetspulen 13 mit Strom zu verhindern, können Sicherungsmaßnahmen vorgesehen sein, die eine Stromverbindung zu den Magnetspulen nur gestatten, wenn sich die Werkzeugspindel 1 im Stillstand befindet. Dies kann beispielsweise durch einen eingebauten Fliehkraftkontakt erreicht werden, der bei rotierender Spindel in seine Öffnungsstellung übergeht.

Claims (2)

1. Einrichtung zur magnetischen Befestigung von mit einem Stahlflansch versehenen Schleifscheiben, insbesondere ringförmigen Stirnschleifscheiben, an der hierfür mit einem Aufnahmekopf versehenen Werkzeugspindel einer Schleifmaschine, wobei der Aufnahmekopf einen Permanentmagnet oder mehrere Permanentmagnete zum Halten des Stahlflansches der Schleifscheibe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Permanentmagnet (12) oder zu den Permanentmagneten im Aufnahmekopf (7) elektrische Magnetspulen (13) und elektrische Zuleitungen (14) und Schaltmittel vorgesehen sind, um die Magnetspulen (13) mit einem elektrischen Strom zu beaufschlagen, so daß das Magnetfeld des Permanentmagneten (12) bzw. die Magnetfelder der Permanentmagnete durch die Strombeaufschlagung der Magnetspulen (13) und somit durch die Erzeugung eines Gegenmagnetfeldes zeitweise im wesentlichen aufhebbar ist bzw. aufhebbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger ringförmiger Permanentmagnet (12) vorgesehen ist, der zwischen zwei als konzentrische Ringspulen (13) ausgebildeten elektrischen Magnetspulen (13) liegt.