DE4403066A1 - Schleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, insbesondere eine Rundschleifmaschine, mit einer Werkstückaufnahme mit Mitteln zum bearbeitungsgerechten Halten und Bewegen eines Werkstücks einer Schleifeinheit mit einem über Umlenk- und Antriebsrollen umlaufenden Schleifband und einem das Schleifband gegen das Werkstück drückenden Andruckelement und mit Mitteln zum Erzeu­ gen von relativen Zustell- und/oder Formgebungsbewegungen von Werkstück und Andruckelement.

Der Begriff "Rundschleifmaschine" umfaßt im hier vorliegenden Zusammenhang auch andere Schleifmaschinen, bei denen um ihre Achse rotierende Werkstücke mit einem Schleifband bearbeitet werden, wie z. B. Unrundschleifmaschinen zum Schleifen von Nocken oder dergleichen oder Kurbelwellenschleifmaschinen.

Eine Bandschleifmaschine der eingangs angegebenen Art ist für das Schleifen der Nocken einer Nockenwelle aus der DE 40 03 409 A1 ( der US 4 945 683) bekannt. Hier wird in jeder von mehreren nebeneinander angeordneten Bandeinheiten das Schleif­ band über einen radial zum Werkstück verfahrbaren Stützschuh geführt, der es an einen der zu schleifenden Nocken einer rotierenden Nockenwelle anpreßt. Beim Schleifen werden sowohl das Schleifband als auch der Stützschuh stark beansprucht. Um das Schleifband zu kühlen und Bandlängenänderungen zu kompen­ sieren ist ein kombinierter Kühlmittelverteiler und Bandkom­ pensator vorgesehen, den das Band durchläuft und in dem es unter dem Druck eines Mittels, z. B. Wasser, gespannt und mit dem Kühlmittel getränkt wird. Die Sättigung des Bandes mit dem flüssigen Kühlmittel soll die Schleifwirkung des Schleifbandes verbessern. Infolge des hohen Drucks, mit dem das umlaufende Schleifband durch den Stützschuh beim Schleifen gegen das rotierende Werkstück gedrückt wird, unterliegen der Stützschuh und das Schleifband einem hohen Verschleiß und auf das Schleif­ band wirkt eine starke Zugkraft. Beides wirkt sich auf die Standzeit des Schleifbandes und des Stützschuhes ungünstig aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine der eingangs angegebenen Art weiter zu verbessern. Insbesonde­ re ist die Standzeit des Stützschuhs und des Schleifbandes zu verlängern, um zu einer höheren Produktivität der Maschine zu kommen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Maschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß das Andruckele­ ment als Stützschuh ausgebildet ist und daß Mittel zum Redu­ zieren der Reibung zwischen der Stützschuhoberfläche und dem umlaufenden Schleifband vorgesehen sind. In weiterer Ausbil­ dung der Erfindung ist als Mittel zum Reduzieren der Reibung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Schmierfilms zwischen der Stützschuhoberfläche und dem daran entlang bewegten Band vor­ gesehen. Mit diesen Maßnahmen wird die Reibung an der Schleif­ band Rückseite und auf der Stützschuhoberfläche erheblich herabgesetzt, wodurch der Verschleiß verringert und die Stand­ zeit beider Elemente erhöht wird. Weitere Fortführungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Die Ansprüche 3 und 4 geben alternativ oder kumula­ tiv realisierbare Merkmale der Einrichtung zum Erzeugen des Schmierfilms an. Sie zeigen, daß die Herabsetzung des Ver­ schleißes der zusammenwirkenden Organe der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schleifmaschine nur geringen konstruktiven und maschinellen Aufwand erfordern. Für die Bildung des Schmier­ films kann gemäß der Erfindung auf die Ressourcen der Schleif­ maschine selbst zurückgegriffen werden, indem als Schmierstoff das Kühl-Schmiermittel aus dem Kühl-Schmiermittelsystem der Maschine zurückgegriffen wird. Wird gemäß der weiteren Ausbil­ dung der vorliegenden Erfindung dem Schleifband wenigstens in einem vorgegebenen Bahnabschnitt ein zusätzliches umlaufendes Transportband zugeordnet, das zwischen dem Schleifband und dem Stützschuh hindurchgeführt wird, so wird das Schleifband zu­ sätzlich entlastet und sein Verschleiß verringert. Dieses Transportband verlängert also ebenfalls die Standzeit des Schleifbandes. Da das Transportband gemäß der Erfindung von einem separaten Antrieb wenigstens annähernd mit der Schleif­ bandgeschwindigkeit angetrieben wird, wird das Schleifband im Bereich des Stützschuhs, also gerade im Bereich seiner größten Belastung, von Zugkräften entlastet, so daß seine Schleiflei­ stung erhöht werden kann. Die durch die Erfindung vorgesehene Verwendung eines Stahlbandes als Transportband ermöglicht die Bildung eines definierten hydrodynamischen Schmierfilms zwi­ schen dem Stahlband und der Stützschuhoberfläche, was nicht nur eine signifikante Verringerung des Verschleißes des Stahl­ bandes und des Stützschuhes zur Folge hat, sondern auch zur Verbesserung des Schleifergebnisses beiträgt, weil damit über längere Bearbeitungszeit hinweg definierte Zuordnungsverhält­ nisse und bessere Maßhaltigkeit bestehen bleiben. Die damit verbundene Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Schleifbandes macht seine Bestückung mit CBN-Körnern rentabel.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der Verschleiß am umlau­ fenden Schleifband und am Stützschuh erheblich herabgesetzt wird. Dadurch verlängert sich die Standzeit des Bandes, was zu längeren Maschinenlaufzeiten und zur Produktivitätserhöhung führt. Durch das separat angetriebene Transportband wird die auf das Schleifband im Arbeitspunkt wirkende Zugbeanspruchung verringert, was ebenfalls zur Verbesserung der Standzeit führt und/oder eine Erhöhung der Schleifleistung des Bandes ermög­ licht.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen in schematischer Darstellung und unter Weglassung von für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teilen der Maschine

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bandschleifmaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt den Bereich des Stützschuhs der Maschine und

Fig. 3 eine Ansicht des Stützschuhbereichs ohne Werkstück und ohne Bänder in Richtung des Pfeiles C in der Fig. 1.

Mit 1 ist in Fig. 1 ein nur teilweise angedeutetes Maschinen­ bett bezeichnet, das an seiner Vorderseite einen Werkstück­ tisch 2 mit einer Werkstückaufnahme 3 trägt. Der Werkstück­ tisch 2 ist mittels eines Spindeltriebs 4 in üblicher Weise in Z-Richtung (siehe Fig. 3) senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 bewegbar. Der Maschinentisch 2 trägt als Werkstückauf­ nahme einen Werkstückspindelstock 6 und einen in der Zeichnung nicht dargestellten Reitstock, zwischen denen als Werkstück eine schematisch angedeutete Nockenwelle 7 drehbar eingespannt ist. Hier können auch andere rotierende, rund zu schleifende Werkstücke eingesetzt werden.

Senkrecht zur Drehachse des Werkstücks 7 verläuft auf dem Maschinenbett 1 eine Führungsbahn 8 (vgl. Fig. 3), entlang der ein Schleifkopf 9 in X-Richtung quer zur Werkstückachse verfahrbar ist. Angetrieben wird der Schleifkopf 9 mittels eines Spindeltriebs 11. Der Schleifkopf 9 ist als Bandeinheit mit einem umlaufenden Schleifband 12 ausgebildet. Das Schleif­ band wird von einer Antriebsrolle 13 angetrieben und ist über eine Spannrolle 14, einen Stützschuh 16 und eine Umlenkrolle 17 in einer zur Werkstückachse normalen Ebene geführt. Zwi­ schen der Umlenkrolle 17 und der Antriebsrolle 13 verläuft das Schleifband 12 durch einen Bandkanal 18, der für den Schleif­ bandwechsel einseitig offen ist und an der Unterseite eines Schleifschlittens 19 liegt, der entlang der Führungsbahn 8 bewegt wird und ein Schleifkopfgehäuse 21 trägt.

Die Spannrolle 14 ist an einem Schwenkarm 22 gelagert, der seinerseits am Schleifkopfgehäuse 21 schwenkbar gelagert ist und mittels einer Druckfeder 23 gegen das umlaufende Schleif­ band gedrückt wird. Die Druckfeder 23 oder ein anderes ela­ stisch wirkendes Druckorgan, wie beispielsweise eine hydrau­ lisch oder pneumatisch arbeitende Kolben-Zylinder-Einheit, hält das Schleifband 12 unter einer vorgegebenen Spannung, die für das sachgerechte Bearbeiten der Werkstücke erforderlich ist.

Der Stützschuh 16 ist zwischen zwei mit Abstand parallel zu­ einander verlaufenden Tragarmen 24a und 24b angeordnet, die sich auf der dem Werkstück zugewandten Seite des Schleifkopf­ gehäuses 21 zum Werkstück hin erstrecken. Der Stützschuh 16, der in Fig. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt geschnitten dargestellt ist, hat eine gewölbte Lauffläche 26, über welche ein das Schleifband 12 wenigstens abschnittsweise tragendes und transportierendes Transportband 27 geführt ist. Dieses Transportband 27 wird von einer Antriebsrolle 28 in derselben Richtung (Pfeil 29) und mit im wesentlichen derselben Ge­ schwindigkeit wie das Schleifband bewegt. Hierzu ist die Antriebsrolle 28 in einer Ausnehmung 31 des Schleifkopfgehäu­ ses 21 gelagert und von einem Motor 32 separat angetrieben. Dieser separate Antrieb des Transportbandes 27 über die An­ triebsrolle 28 bewirkt, daß das Transportband die Bewegung des Schleifbandes 12 durch den kritischen Bereich des Stützschuhs 16 wirksam unterstützt und dadurch das Schleifband 12 von Zugkräften entlastet. Dadurch sind mit dem Schleifband 12 höhere Schleifleistungen möglich. Außerdem ergibt sich dadurch eine Verlängerung der Standzeit des Schleifbandes.

In Fig. 2 ist der Tragarm 24a des Schleifkopfgehäuses 21 teilweise aufgebrochen, und der Stützschuh 16 ist im Schnitt dargestellt, um die Anordnung im Stützschuhbereich besser deutlich zu machen.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, weist der Stützschuh 16 eine Reihe von Durchlässen 33 auf, die den Stützschuh von seiner Rückseite her zur Lauffläche 26 hin durchdringen. Diese Durch­ lässe stellen eine Düsenanordnung 34 zum Zuführen eines fließ­ fähigen Schmierstoffes zur Lauffläche des Stützschuhs dar. Dazu sind die Durchlässe 33 über eine Pumpeinrichtung 36, die den erforderlichen Druck erzeugt, an einen Schmierstoffvorrat 37 angeschlossen. Wird, wie es die Erfindung vorzugsweise vorsieht, als Transportband ein verschleißfestes Stahlband, beispielsweise ein Federstahlband, eingesetzt, so entsteht aufgrund des durch die Düsenanordnung 34 zugeführten Schmier­ stoffs zwischen der Rückseite des Transportbandes und der Oberfläche des Stützschuhs 16 ein hydrodynamischer Schmierfilm, der die Reibung zwischen dem Transportband und dem Stützschuh signifikant herabsetzt. Entsprechend wird die Schmierstoffzu­ fuhr mittels der Pumpeinrichtung 36 eingestellt. Beim Schlei­ fen wird das Schleifband 12 mit hohem Druck gegen das rotie­ rende Werkstück 7 gedrückt, um vernünftige Abtragsleistungen zu erreichen. Aufgrund der beschriebenen Anordnung bewegt sich das Schleifband 12 beim Schleifen ohne direkte Berührung sei­ ner Rückseite mit der stationären Lauffläche des Stützschuhs durch den Arbeitsbereich, in welchem das Band sich in materi­ alabtragendem Kontakt mit dem Werkstück befindet. Das zwischen der Rückseite des Schleifbandes 12 und der Stützschuhoberflä­ che 26 laufende, wesentlich stabilere Transportband 27 über­ nimmt die bei der Bandbewegung entstehenden Reibungskräfte und hält das empfindlichere Schleifband von den Einflüssen der Reibung frei. Der zwischen dem Transportband und der Stütz­ schuhoberfläche 26 gebildete hydrodynamische Schmierfilm setzt die Reibung und damit den Verschleiß an der Stützschuhoberflä­ che herab, so daß auch das Transportband 27 und die Stützschuh­ oberfläche nur relativ geringem Verschleiß ausgesetzt sind. Hinzu kommt, daß die Schmierstoffzufuhr und die Verringerung der Reibung auch zu einer verminderten Wärmebildung im Stütz­ schuhbereich führen, was sich ebenfalls positiv auf die Stand­ zeit des Schleifbandes 12 auswirkt. Da das Transportband 27 zudem separat vom Schleifband 12 angetrieben ist, unterstützt es die Bewegung des Schleifbandes durch den Stützschuhbereich und entlastet es dadurch von einem Teil der durch den Schleif­ bandantrieb wirkenden Zugkraft. Damit kann die Schleifleistung des Schleifbandes 12 erhöht werden.

Anstelle der in den Fig. 2 und 3 gezeigten, in den Stütz­ schuh 16 integrierten Düsenanordnung 34 oder zusätzlich zu dieser kann eine Düsenanordnung 38 vorgesehen sein, die in Laufrichtung des Transportbandes 27 in den Zwickelbereich zwischen dem Transportband und der Stützschuhoberfläche 26 gerichtet ist. Diese Düsenanordnung 38 besteht ebenfalls aus einer Reihe von Düsen oder aus einer Schlitzdüse und sie ist ebenfalls über die Pumpeinrichtung 36 an den Schmierstoffvor­ rat 37 angeschlossen. Der von der Düsenanordnung 38 abgegebene Schmierstoffstrom ersetzt oder unterstützt die Wirkung des durch die Düsenanordnung 34 zwischen dem Transportband 27 und der Stützschuhoberfläche 26 erzeugten Schmierstoffilms.

Zur Erläuterung der Erfindung ist ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel beschrieben worden, bei dem zwischen dem Schleifband und der Stützschuhoberfläche auf einem hydrodynamischen Schmierfilm ein verschleißfestes Stahlband als Transportband umläuft. Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Schleifband auf einem Schmierfilm direkt über die Oberfläche des Stützschuhs zu bewegen, ohne ein Transportband vorzusehen. Auch in diesem Fall wirkt sich der Schmierfilm kühlend und verschleißmindernd und damit standzeitverlängernd und leistungserhöhend aus.

Claims (10)

1. Schleifmaschine, insbesondere Rundschleifmaschine, mit einer Werkstückaufnahme mit Mitteln zum bearbeitungsgerechten Halten und Bewegen eines Werkstücks, einer Schleifeinheit mit einem über Umlenk- und Antriebsrollen umlaufenden Schleifband und einem das Schleifband gegen das Werkstück drückenden An­ druckelement und Mitteln zum Erzeugen von relativen Zustell- und/oder Formgebungsbewegungen von Werkstück und Andruckele­ ment, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement als Stützschuh (16) ausgebildet ist und daß Mittel (34, 36, 37; 27) zum Reduzieren der Reibung zwischen der Stützschuhoberfläche (26) und dem umlaufenden Schleifband (12) vorgesehen sind.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel (34, 36, 37) zum Reduzieren der Reibung eine Ein­ richtung (34) zum Erzeugen eines Schmierfilms zwischen der Stützschuhoberfläche (26) und dem daran entlang bewegten Band (12, 27) vorgesehen ist.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Schmierfilms eine Dü­ senanordnung (38) aufweist, welche in Laufrichtung des Bandes (12, 27) zu dem zwischen der Rückseite des Bandes und der Stütz­ schuhoberfläche (26) gebildeten Keilbereich hin ausgerichtet und über ein Schmierstoff-Fördermittel (36) mit einem einen fließfähigen Schmierstoff enthaltenden Vorrat (37) verbunden ist.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines Schmierfilms eine in den Stützschuh (16) integrierte Düsenanordnung (34) umfaßt, welche wenigstens einen im Stützschuh (16) verlaufen­ den, in der Stützschuhoberfläche (26) mündenden Schmierstoff­ kanal (33) aufweist und über ein Schmierstoffördermittel (36) mit einem Schmierstoffvorrat (37) verbunden ist.

5. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmierstoff das Kühl-Schmiermittel aus dem Kühl-Schmiermittelsystem der Maschine vorgesehen ist.

6. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinheit (9) ein in Laufrichtung des Schleifbandes (12) umlaufendes Transportband (27) aufweist, welches wenigstens in einem Bahnabschnitt der Umlaufbahn des Schleifbandes (12) an dessen Rückseite anliegt und im Bereich des Stützschuhs (16) zwischen der Schleifbandrückseite und der Stützschuhoberfläche (27) über den Stützschuh (16) geführt ist.

7. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das Transportband (27) ein separater Antrieb (32) vor­ gesehen ist, welcher das Transportband wenigstens annähernd mit der Schleifbandgeschwindigkeit antreibt.

8. Schleifmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Transportband (27) ein Stahlband vorgesehen ist und daß der Schmierstoff durch die Düsenanordnung (34, 38) in einer solchen Menge und mit einem solchen Druck zugeführt wird, daß zwischen der Stützschuhoberfläche (26) und der Rück­ seite des umlaufenden Stahlbandes (27) ein definierter hy­ drodynamischer Schmierfilm entsteht.

9. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifband (12) mit CBN-Körnern be­ stückt ist.

10. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (34, 38) den Schmierstoff zur Bildung eines Schmierfilms zwischen die Rück­ seite des Transportbandes (27) und die Oberfläche (26) des Stützschuhs (16) einbringt.