DE4323639C2 - Grinding machine with a grinding wheel - Google Patents
Grinding machine with a grinding wheelInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine mit einer Schleifscheibe und einem Aufnahmedorn, der einen zylindrischen oder konischen, der Montage der Schleifscheibe dienenden Schaft aufweist, mit der Abtriebswelle eines Motors verbunden ist, durch ein zwischen dem Schaft und dem Motor angeordnetes Hauptlager an einem Gehäuse fixiert ist, wobei der Motor am Gehäuse befestigt ist und die dem Motor gegenüberliegende Stirnseite des Aufnahmedorns durch ein Gegenlager, das vom Gehäuse lösbar ist, mit dem Gehäuse verbunden ist.The invention relates to a grinding machine with a grinding wheel and a mandrel, one cylindrical or conical, the assembly has the shank serving grinding wheel with the output shaft of an engine is connected by one located between the shaft and the motor Main bearing is fixed to a housing, the Motor is attached to the housing and the motor opposite end of the arbor through a counter bearing that is detachable from the housing, is connected to the housing.
Schleifmaschinen dienen der Oberflächenbearbeitung vornehmlich metallischer Werkstücke durch eine ro tierende, zylindrische oder mit einem Profil verse hene Schleifscheibe. Um eine hohe Präzision des Werkstückes zu erreichen, ist ein exakter Rundlauf der Schleifscheibe unabdingbar.Grinding machines are used for surface processing primarily metallic workpieces through a ro tieren, cylindrical or with a profile verse hene grinding wheel. To ensure high precision of the Reaching the workpiece is an exact concentricity the grinding wheel is indispensable.
Da im Bereich beider Stirnseiten einer Welle gleich hohe Belastungen auftreten, ist es im Maschinenbau üblich, die Welle in der Nähe ihrer beiden Enden in Lagerstellen gleicher Abmessungen, d. h. gleichen Außendurchmessers festzulegen. Die Druckschrift DE- AS 10 54 871 zeigt eine derartige Schleifmaschine, bei der die Schleifscheibe mit einem auf der Welle, also dem Aufnahmedorn, angeordneten Schaft verbun den ist. Beide Lagerstellen sind von gleichem Durchmesser gewählt und mit größeren radialen Ab messungen als der Schaft versehen, so daß zum Auf- und Abziehen der Schleifscheibe eine Demontage min destens einer Lagerstelle notwendig ist. Da jedoch ein häufiger Wechsel der Schleifscheiben erforder lich ist, ist es offensichtlich, daß sich ein der artiger Aufwand nachteilig ist. Außerdem ist die notwendige Rundlaufgenauigkeit von einigen Mikrome tern nicht gewährleistet. Aus diesem Grunde ist es bei konventionellen Schleifmaschinen üblich, den die Schleifscheibe tragenden Aufnahmedorn nur einen Endes zu lagern und die gegenüber liegende Stirn seite freidrehend, d. h. ungelagert zu lassen, um ein unproblematisches Entnehmen und Fixieren der Schleifscheibe zu ermöglichen.Because a shaft is the same in the area of both end faces high loads occur, it is in mechanical engineering usual to put the shaft in near its two ends Bearings of the same dimensions, d. H. same Outside diameter. The publication DE- AS 10 54 871 shows such a grinding machine, where the grinding wheel with one on the shaft, So the mandrel, verbun arranged shaft verbun that is. Both bearings are the same Diameter selected and with larger radial ab measurements than the shaft, so that and removing the grinding wheel one min at least a depository is necessary. However, since frequent changing of the grinding wheels is required Lich, it is obvious that one of the like effort is disadvantageous. Besides, that is necessary concentricity of a few microns not guaranteed. That's why it is common in conventional grinding machines, the the mandrel carrying the grinding wheel only one In the end lay and the opposite forehead side freely rotating, d. H. to leave unmounted to an unproblematic removal and fixation of the To enable grinding wheel.
Als nachteilig ist anzusehen, daß aufgrund der feh lenden Abstützung der Schleifscheibe bereits bei geringer Drehzahl ein unrunder Lauf auftritt, der in einer unerwünschten Welligkeit am Werkstück re sultiert. Insbesondere Schleifscheiben mit extrem harten Schleifkörnern, die auch unter der Bezeich nung "Super Abrasives" bekannt sind, geraten - be dingt durch die aufgrund der hohen Härte der Schleifkörner minimale Dämpfung - leicht in Schwin gungen, die entsprechend der Schwingung in einer mangelnden Präzision und in einer welligen Struktur am Werkstück resultieren. Die aufgrund der mechani schen Eigenschaften bei modernen Schleifmaschinen unproblematisch erreichbaren hohen Drehzahlen haben sich bislang aufgrund der sich dann zunehmend aus bildenden Schwingungen als nicht realisierbar er wiesen.A disadvantage is that due to the wrong already support the grinding wheel low speed an irregular run occurs, the in an undesirable ripple on the workpiece results. Especially grinding wheels with extreme hard abrasive grains, which are also called "Super Abrasives" are known due to the high hardness of the Abrasive grains minimal damping - easy in Schwin conditions that correspond to the vibration in a lack of precision and in a wavy structure result on the workpiece. The due to the mechani properties in modern grinding machines have easily accessible high speeds so far because of the then increasingly forming vibrations as not realizable he grasslands.
Ein weiterer Nachteil der niedrigen Drehzahl kon ventioneller Schleifmaschinen besteht darin, daß sich das Werkstück und die Schleifscheibe aufgrund der Reibung auf eine relativ hohe Temperatur erwär men. Zur Reduzierung des dadurch bedingten Ver schleißes ist häufig eine die Bearbeitungszeit ver längernde Drehzahlerniedrigung erforderlich.Another disadvantage of low speed con conventional grinding machines is that the workpiece and the grinding wheel the friction to a relatively high temperature men. To reduce the resulting Ver wear is often a processing time prolonged speed reduction required.
Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfin dung das Problem zugrunde, eine Schleifmaschine so zu gestalten, daß der Aufnahmedorn auch bei höheren Drehzahlen und stärkeren Belastungen schwingungs frei gelagert und daß ein leichtes und schnelles Auswechseln der Schleifscheibe möglich ist.The inventor is based on the state of the art underlying the problem, a grinding machine like this to shape that the mandrel even at higher Rotational speeds and higher loads stored freely and that an easy and quick It is possible to replace the grinding wheel.
Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß der Außendurchmesser des Gegenlagers kleiner als der Außendurchmesser des Schafts ist und die Schleifscheibe in axialer Richtung auf den Auf nahmedorn aufschiebbar und von ihm entnehmbar ist, nachdem die Verbindung zwischen Gehäuse und Gegen lager gelöst ist.According to the invention, the problem is solved by that the outer diameter of the counter bearing is smaller than the outside diameter of the shaft and the Grinding wheel in the axial direction on the up the mandrel can be pushed on and removed by it, after the connection between the housing and counter camp is solved.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, den Aufnahmedorn durch ein auf der dem Motor gegenüber liegenden Stirnseite angeordnetes Gegenlager lösbar mit dem Gehäuse der Schleifmaschine zu verbinden, um einen präzisen, schwingungsfreien Rundlauf zu erreichen. Die axialen und radialen, beim Schleifen auf den Aufnahmedorn wirkenden Belastungen werden durch das Gegenlager auf das Gehäuse übertragen, unerwünschte Schwingungen sind unterbunden. Der Durchmesser des Gegenlagers ist kleiner als der des Schaftes und erlaubt das Aufschieben der Schleif scheibe in axialer Richtung von der Stirnseite des Dorns her, nachdem die Verbindung zwischen dem Ge genlager und dem Gehäuse gelöst wurde.The main idea of the invention is that Arbor by one on the opposite of the motor opposite end bearing arranged releasably to connect to the housing of the grinding machine, to ensure a precise, vibration-free runout to reach. The axial and radial, when grinding loads acting on the arbor transferred to the housing through the counter bearing, unwanted vibrations are prevented. Of the Diameter of the counter bearing is smaller than that of the Shaft and allows the grinding to be pushed on disc in the axial direction from the front of the Dorns ago after the connection between the Ge bearing and the housing has been released.
Die Vorteile der Erfindung bestehen vornehmlich darin, daß die beim Schleifen entstehenden Kräfte durch das Haupt- und das Gegenlager auf das Gehäuse übertragen werden, so daß eine Verformung des Auf nahmedorns unterbunden ist. Durch die stabilere La gerung der Schleifscheibe kann mit einer gegenüber konventionellen Schleifmaschinen erhöhten Drehzahl gearbeitet werden, die Geschwindigkeit kann die ei ner normalen Schleifscheibenanwendung sogar über schreiten. Die für die Bearbeitung eines Werkstücks erforderliche Arbeitszeit ist reduziert und ein Wechsel der Schleifscheibe leicht und schnell mög lich. Außerdem ist die Präzision des Resultates aufgrund der reduzierten Schwingungsamplituden ver bessert. Da die im Stande der Technik möglichen Schleifgeschwindigkeiten zu einer relativ hohen Temperatur führen, während vergrößerte Schleifge schwindigkeiten u. a. aufgrund der verbesserten Ven tilation eine Reduzierung der Temperatur bewirken, ist der Verschleiß vermindert und die erreichbare Betriebsdauer verlängert.The main advantages of the invention are in that the forces generated during grinding through the main and counter bearing on the housing are transmitted so that a deformation of the on nahmedorns is prevented. Due to the more stable La The grinding wheel can be offset with one conventional grinding machines increased speed can be worked, the speed can be even normal grinding wheel application stride. The one for machining a workpiece required working time is reduced and one The grinding wheel can be changed quickly and easily Lich. In addition, the precision of the result due to the reduced vibration amplitudes improves. Because the possible in the prior art Grinding speeds to a relatively high Lead temperature while enlarged grinding speed and a. due to the improved Ven tilation cause a reduction in temperature, the wear is reduced and the achievable Operating time extended.
Aufgrund der durch den Motor bedingten Belastungen ist empfohlen, das Hauptlager mit einem gegenüber dem Gegenlager vergrößerten Durchmesser zu verse hen.Due to the loads caused by the engine is recommended to face the main camp with one to the counter bearing increased diameter hen.
Das Gegenlager und/oder das Hauptlager sind, um das Lagerspiel auf ein Mindestmaß herabzusetzen, aus einer Lagerung und einer axial aufschiebbaren Hülse aufgebaut. Die Lagerung besteht aus einer inneren, auf den Aufnahmedorn aufgeschobenen Lauffläche, ei ner äußeren, von der Hülse umschlossenen Lauffläche und zwischen beiden Laufflächen angeordneten, bei spielsweise kugel-, nadel- oder kegelrollenförmigen Wälzkörpern. Die Genauigkeit der Abmessungen der Werkstücke ist verbessert, da der rotationssymme trische Aufbau des spielarmen Lagers Schwingungen vermeidet.The counter bearing and / or the main bearing are to the To minimize bearing play from a bearing and an axially slidable sleeve built up. The storage consists of an inner, tread pushed onto the arbor, egg ner outer tread enclosed by the sleeve and arranged between the two treads, at for example spherical, needle or tapered roller-shaped Rolling elements. The accuracy of the dimensions of the Workpieces is improved because of the rotational symmetry trical structure of the low backlash bearing vibrations avoids.
Weiterhin sind das Gegenlager und/oder das Hauptla ger zweckmäßigerweise mit mindestens je zwei Wälz lagern aufgebaut, wobei sich vorzugsweise die An laufwinkel aller Wälzlager unterscheiden. Bei einem Kugellager beschreibt der Anlaufwinkel den Winkel zwischen dem Radius des Aufnahmedorns und der Gera den, die die Auflagepunkte einer Kugel auf ihren Laufflächen verbindet. Finden Rollen- oder Nadella ger Verwendung, beschreibt der Anlaufwinkel analog die Neigung der Achse der Wälzkörper gegenüber der Achse des Aufnahmedorns. Da die Resonanzfrequenz eines Lagers vom Anlaufwinkel abhängt, reduziert, falls ein Wälzlager in eine Resonanz gerät, jeweils das andere Wälzlager die Amplitude, da es nicht schwingt. Der Effekt kann durch eine gezielte Aus wahl der Schmiegungshüllenkurven, d. h. der Form der Laufflächen noch verstärkt werden.Furthermore, the counter bearing and / or the Hauptla ger expediently with at least two rolling store built up, preferably the An Distinguish the running angle of all rolling bearings. At a Ball bearing describes the angle of attack the angle between the radius of the arbor and the gera those who have the points of contact of a ball on their Treads connect. Find roles or Nadella ger use, describes the approach angle analog the inclination of the axis of the rolling elements with respect to the Axis of the arbor. Because the resonance frequency of a bearing depends on the thrust angle, reduced, if a rolling bearing resonates, in each case the other roller bearing the amplitude since it is not swings. The effect can be controlled by a targeted choice of osculation curves, d. H. the shape of the Treads are reinforced.
Um eine insbesondere in axialer Richtung spielfreie Rotation zu ermöglichen, ist bevorzugt, daß die An laufwinkel der beiden, im Gegenlager und/oder Hauptlager angeordneten Wälzlager gegeneinander orientiert sind, d. h. daß die Beträge der Anlauf winkel gleich, die Vorzeichen jedoch unterschied lich sind.In order to avoid play, especially in the axial direction To allow rotation, it is preferred that the An running angle of the two, in the counter bearing and / or Main bearings arranged rolling bearings against each other are oriented, d. H. that the start-up amounts angles the same, but the signs differed are.
Eine spielfreie Lagerung ist dadurch realisierbar, daß die beiden, im Gegenlager und/oder Hauptlager angeordneten Wälzlager vorgespannt sind.This means that play-free storage is possible, that the two, in the counter camp and / or main camp arranged rolling bearings are biased.
Weiterhin ist empfohlen, zwischen dem Gegenlager und dem Hauptlager auf dem Aufnahmedorn zusätzli che, mit jeweils unterschiedlichen Anlaufwinkeln versehene Lager anzuordnen und mit dem Gehäuse zu verbinden. Das Ergebnis ist eine spielfrei vorge spannte Lagerung des Aufnahmedorns und - da sich die Resonanzfrequenzen der einzelnen Lager aufgrund der unterschiedlichen Anstellwinkel und/oder Abmes sungen unterscheiden - eine minimale Schwingungsam plitude. Außerdem können die Schmiegungen der Lauf flächen jeweils unterschiedlich ausgeführt werden. Gerät ein Lager aufgrund der Schwingungen des Auf nahmedorns in eine Resonanz, wird sie somit durch die benachbarten Lager absorbiert. Verwendet man nur vorgespannte Lager, ist die verbleibende Schwingungsintensität minimal.It is also recommended between the counter bearing and the main bearing on the mandrel che, with different starting angles provided bearings and to arrange with the housing connect. The result is a play-free featured tensioned storage of the arbor and - since itself the resonance frequencies of the individual bearings due the different angles of attack and / or dimensions differentiate solutions - a minimal vibration plitude. In addition, the osculation of the barrel surfaces are designed differently. Device a bearing due to the vibrations of the up into a resonance, it is thus through the neighboring camps absorbed. One uses only preloaded bearing is the remaining one Vibration intensity minimal.
Um die Schleifscheibe einfach und schnell fixieren zu können, ist empfohlen, daß der Aufnahmedorn mit einer umlaufenden Anlegeschulter versehen ist. Nach dem Aufsetzen auf den Schaft wird die Schleif scheibe an die Anlegeschulter geschoben und fixiert, wobei ihre Position unverschiebbar festge legt ist. To fix the grinding wheel quickly and easily To be able to, it is recommended that the arbor with a surrounding shoulder is provided. After the abutment is placed on the shaft slid onto the shoulder and fixed, their position immovably fixed sets is.
Da Kühlwasser oder von der Schleifscheibe abgelöste Körner in die Lager eindringen und ihre Funktion beeinträchtigen können, ist bevorzugt, daß die La ger gekapselt und/oder mit Überdruck beaufschlagt sind. Eine Kapselung kann beispielsweise durch eine Labyrinthdichtung erfolgen, während sich die in fast jeder Werkstatt vorhandene Druckluft sehr gut eignet, das Eindringen unerwünschter Partikel zu verhindern.Because cooling water or detached from the grinding wheel Grains penetrate the bearings and their function can affect, it is preferred that the La encapsulated and / or pressurized are. Encapsulation can, for example, by a Labyrinth seal done while the in Almost every workshop has very good compressed air is suitable for the penetration of unwanted particles prevent.
Bei einem Lagerschaden oder einem anderen Defekt des Aufnahmedorns bzw. der Schleifscheibe entstehen möglicherweise größere Beschädigungen der einzelnen Elemente oder des Motors der Schleifmaschine. Auch nach einer längeren Betriebszeit können sich die Abmessungen einiger Elemente durch Wärmedehnung be dingt verändern. Um das Gerät in einem derartigen Fall schnell abschalten zu können, ist ein Sensor in der Nähe des Aufnahmedorns angeordnet und löst ein vorzugsweise hochfrequentes optisches und/oder akustisches Signal aus, falls die Exzentrizität des Aufnahmedorns einen festgelegten Schwellenwert überschreitet. Alternativ kann eine selbsttätige Abschaltung des Motors erfolgen, um Folgeschäden zu verhindern. Zur Positionierung des Werkstückes ist ein weiterer Sensor empfohlen, der ein Signal aus löst, falls die Schleifscheibe das Werkstück be rührt.In the event of bearing damage or another defect of the arbor or grinding wheel possibly greater damage to the individual Elements or the motor of the grinding machine. Also after a long period of operation, the Dimensions of some elements due to thermal expansion change things. To the device in such a way To be able to switch off the case quickly is a sensor arranged near the arbor and releases a preferably high-frequency optical and / or acoustic signal if the eccentricity of the Mandrel a set threshold exceeds. Alternatively, an automatic Engine shutdown to prevent consequential damage prevent. To position the workpiece Another sensor is recommended that sends a signal loosens if the grinding wheel loads the workpiece stirs.
Im speziellen eignen sich als Schleifscheiben auch Diamantrollen oder aus ultrahartem Material herge stellte. In particular, are also suitable as grinding wheels Diamond rolls or made of ultra-hard material posed.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu tert wird.Further details, features and advantages of the Er can be found in the following description Take part of the exercise, in the drawing an embodiment of the invention in more detail is tert.
Sie zeigt in schematischer Darstellung einen Hori zontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Schleif maschine.It shows a Hori in a schematic representation zonal section through a grinding according to the invention machine.
Der Aufnahmedorn (1) ist mit einem der Montage der Schleifscheibe (2) dienenden Schaft (3) versehen, wird durch einen Motor (4) angetrieben und ist durch das Hauptlager (5) sowie das Gegenlager (6) mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Ge häuse verbunden. Der Außendurchmesser des Gegenla gers (6) ist kleiner als der Innendurchmesser der Schleifscheibe (2), um sie in axialer Richtung über die Stirnseite des Aufnahmedorns aufsetzen und ent nehmen zu können, nachdem die Verbindung zwischen dem Gegenlager (6) und dem Gehäuse gelöst ist. Das Hauptlager (5) ist, da es durch den Motor (4) einer höheren Belastung ausgesetzt ist, größer als das Gegenlager (6) dimensioniert. Beide Lager (5, 6) bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer inneren (9) und einer äußeren Lauffläche (8), zwi schen denen zwei mit Lagerkugeln gefüllte Kugelbah nen umlaufen. Der Außendurchmesser der äußeren Lauffläche (8) entspricht dem Innendurchmesser ei ner aufgeschobenen, mit dem Gehäuse verbundenen Hülse (7). Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, sind die Anlaufwinkel beider in einem Lager (5,6) zusammengefaßter Kugellager gegeneinander orien tiert, d. h. ihre Anlaufwinkel weisen ähnliche Be träge, jedoch unterschiedliche Richtungen auf. Die Schleifscheibe (2) liegt an einer umlaufenden Anle geschulter (11) an. Ein Sensor (12) aktiviert eine Warneinrichtung, falls die Exzentrizität des Auf nahmedorns (1) einen festgelegten Schwellenwert überschreitet.The mandrel ( 1 ) is provided with a shaft ( 3 ) for mounting the grinding wheel ( 2 ), is driven by a motor ( 4 ) and is not supported by the main bearing ( 5 ) or the counter bearing ( 6 ) with the one in the drawing Ge connected housing connected. The outside diameter of the counter bearing ( 6 ) is smaller than the inside diameter of the grinding wheel ( 2 ) in order to be able to put it on in the axial direction over the end face of the holding mandrel and remove it after the connection between the counter bearing ( 6 ) and the housing has been released . The main bearing ( 5 ) is larger than the counter bearing ( 6 ) because it is exposed to a higher load by the motor ( 4 ). Both bearings ( 5 , 6 ) consist in their basic structure of an inner ( 9 ) and an outer running surface ( 8 ), between which two spherical balls filled with bearing balls circulate. The outer diameter of the outer tread ( 8 ) corresponds to the inner diameter of a pushed-on sleeve connected to the housing ( 7 ). As can be seen from the drawing, the run-up angles of both ball bearings combined in one bearing ( 5, 6 ) are oriented towards one another, ie their run-up angles have similar amounts but different directions. The grinding wheel ( 2 ) lies against a rotating contact ( 11 ). A sensor ( 12 ) activates a warning device if the eccentricity of the mandrel ( 1 ) exceeds a predetermined threshold.
Im Ergebnis erhält man eine Schleifmaschine, das stark reduzierte Schwingungsamplituden aufweist, einen Schleifvorgang bei einer gegenüber konventio nellen Geräten erhöhten Drehzahl ermöglicht und einen schnellen und einfachen Wechsel der Schleif scheibe gestattet.The result is a grinding machine that has greatly reduced vibration amplitudes, a grinding process at a conventio nell devices allows increased speed and a quick and easy change of grinding disc allowed.
Claims (11)
der Außendurchmesser des Gegenlagers (6) kleiner als der Außendurchmesser des Schafts (3) ist
und die Schleifscheibe (2) in axialer Richtung auf den Aufnahmedorn (1) aufschiebbar und von ihm ent nehmbar ist, nachdem die Verbindung zwischen Ge häuse und Gegenlager (6) gelöst ist. 1. Grinding machine with a grinding wheel and a holding mandrel, which has a cylindrical or ko African shaft, which serves to mount the grinding wheel, is connected to the output shaft of a motor, is fixed to a housing by a main bearing arranged between the shaft and the motor, wherein the motor is attached to the housing and the end of the mandrel opposite the motor is connected to the housing by a counter bearing which is detachable from the housing, characterized in that
the outer diameter of the counter bearing ( 6 ) is smaller than the outer diameter of the shaft ( 3 )
and the grinding wheel ( 2 ) can be pushed in the axial direction onto the arbor ( 1 ) and can be removed from it after the connection between the housing and the counter bearing ( 6 ) has been released.
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