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Maschine zum Schleifen, insonderheit von Innenzylinderflächen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schleifen, insonderheit von Innenzylinderflächen.
Der Aufbau der Maschine ist vorzugsweise etwa derjenige der üblichen Senkrechtbohrmaschinen.
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Es ist bekannt, das auf einem Tisch ruhende Werkstück gegenüber der
ortsfest umlaufenden Schleifscheibe eine kreisende Arbeitsvorschubbewegung von einstellbarem
Radius ausführen zu lassen. Für diesen Zweck hat man dem Werktisch eine pleuelstangenartige
Bewegung gegeben, mit dem Nachteil, daß das Werkstück auf seiner Bahn nicht parallel
geführt ist. Man hat auch bereits eine Parallelbewegung des Tisches erzielt, aber
nur unter Verwendung von mindestens zwei Treibkurbeln, so daß man nachteiligerweise
zur Verstellung des Halbmessers der Arbeitsvorschubbewegung während des Maschinenlaufs
eine besondere Stellvorrichtung an jedem der Arme anbringen muß.
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Demgegenüber gestattet die Erfindung die Verwendung nur einer einzigen
Treibkurbel, indem sie zur Verhinderung einer Drehung des Werktisches auf dem einzigen
Treibzapfen, die die Regelmäßigkeit des Arbeitsvorschubes beeinträchtigen würde,
andere, günstigere Mittel verwendet. Die Erfindung kennzeichnet sich wesentlich
dadurch, daß zwei Scherenlenker vorgesehen sind, deren einer Teil am ortsfesten
Gestell und deren anderer am kreisenden Werktisch angelenkt ist, während die Scherengelenke
zur parallelen Führung durch eine besondere Schiene verbunden sind.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt;
es sind: Abb. i Seitenansicht einer Innenschleifmaschine gemäß der Erfindung, Abb.
2 vordere Teilansicht zu Abb. i, Abb. 3 Mittelschnitt durch das Untergestell und
den Arbeitstisch mit seinem Getriebe in größerem Maßstabe, Abb.4 Schnitt ähnlich
Abb.3 durch den unteren Teil in noch größerem Maßstäbe, Abb. 5 waagerechter Schnitt
längs 5-5 der Abb. 4, Abb. 6 Aufsicht des Werktisches mit den Verbindungen für die
Parallelführung, teilweise gestrichelt, stellenweise weggebrochen, Abb. 7 Aufsicht
der Stellvorrichtung für den Mittelzapfen, Abb. 8 Schnitt durch den Mittelzapfen
längs 8-8 der Abb. 3, Abb. 9, io und ii Schnitte durch die Verbindungen der Parallelführung
längs 9-9, io-io bzw. ii-ii der Abb. 6.
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Die Erfindung ist in ihrer Anwendung an einem Maschinenrahmen io wesentlich
von der Form wie bei gewöhnlichen Bohrmaschinen dargestellt. Der Rahmen io ruht
auf einem Untergestell ii und erstreckt sich bis zu passender Höhe nach oben, wo
er Riemenscheiben 12 und ein Übersetzungsgetriebe 13 zum Antrieb einer Drehspindel
14 aufweist. Die Drehspindel ist in einer Muffe 15 gelagert, die in bekannter Weise
mit einer Zahnstange 16 zum Heben und Senken mittels eines nicht dargestellten Ritzels
ausgestattet ist; das Ritzel wird vom Arbeiter durch ein Paar Handgriffe 17 bedient.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Anwendung bei einer Drehspindel oder
einem gleichwertigen
Gebilde, sondern läßt sich bequem in Verbindung
mit Bohr-, Gewindeschneid-, Aufrein- oder ähnlichen Vorrichtungen verwenden.
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Die Muffe 15 ruht in einem Kopf 18, der sich rückwärts nach dem Rahmen
zu erstreckt und mit schwalbenschwanzförmigen Teilen an senkrechten Führungen I9
des Rahmens IO auf und nieder zu gehen vermag. Dies geschieht durch Zahnstange und
Ritzel unter Bedienung durch ein Handrad 2o oder eine gleichwirkende Vorrichtung
in bekannter Weise.
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Die bisher beschriebenen Teile sind durchaus üblich und bilden keinen
Teil der Erfindung, abgesehen von ihrer Vereinigung mit den nunmehr zu beschreibenden
Teilen.
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In dem senkrechten, verstellbaren Kopf 18 sitzt eine Muffe 21, in
der eine entweder von der Welle mit der Riemenscheibe 12 oder auf beliebige andere
Weise anzutreibende Spindel 22 gelagert ist. Dieser Antrieb erfolgt unabhängig von
der Spindel 14, und in der Tat kann die Drehspindel nebst Zubehör im Rahmen der
Erfindung gänzlich aus dem Spiel bleiben, Unten im Rahmen befindet sich eine Hau
t@-treibwelle mit Fest- und Losscheibe 26 zu ihrem Antrieb. Die Welle 25 besitzt
eine Stufenscheibe 27 zum Antrieb der Stufenscheibe 12 und treibt eine Welle 25a
mit einer Schnecke 28, die in ein Schneckenrad 29 eingreift. Das Schneckenrad 29
ist auf einer senkrechten Hohlwelle 30 verkeilt, die in einem feststehenden, hohlen
Untergestell 31 angebracht ist. Das j Gestell 31 ragt nach oben und bildet die Unterlage
für einen waagerechten Tisch 32 zum Tragen des Werkstücks. Die Drehung der Hohlwelle
30 teilt sich unmittelbar einem Kopf 33 mit, der an ihr sitzt, und zwar im oberen
Teil des Grundgestells unterhalb des Werktisches. Durch die Hohlwelle hindurch erstreckt
sich eine Mittelwelle 35, die genau ausgerichtet ist und zwei entgegengesetzt gerichtete
Kegelräder 36 und 37 von gleicher Größe und Zähnezahl trägt, Das Kegelrad 36 ist
auf der Welle 35, verkeilt, während das Kegelrad 37 frei darauf läuft und ein unabhängiges
umlaufendes Glied bildet. Es sitzt auf einer Muffe 38 unten an der Welle und besitzt
eine Lagerung innerhalb eines feststehenden Kegelrades 39 darunter. Das Rad 39 ist
durch Schrauben 46 o. dgl. an einem becherförmigen Tragkörper 4o des Untergestells
der Maschine befestigt.
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Frei auf der Welle 35 zwischen den Kegelrädern 36 und 37 befindet
sich eine Nabe 41, in der sich die Welle zu drehen vermag, während die Nabe gleichfalls
umläuft. An der Nabe sitzen zwei diametral gegenüberliegende Bolzen 42, die zusammenwirken
und gewissermaßen eine Querwelle bilden, die nicht um ihre eigene Achse, sondern
als Ganzes um eine senkrechte Achse umläuft. Die beiden Bolzen tragen zwei Kegelräder
43 und 44. Das Rad 44 kämmt mit den beiden Kegelrädern 36 und 37, während das Rad
43 in das Rad 39 sowie in ein Kegelrad 45 eingreift, das auf der Hohlwelle 30 verkeilt
ist. In der Darstellung sind die beiden Räder 39 und 45 einerseits, die beiden Kegelräder
36 und 37 andererseits je von gleichem Durchmesser und gleicher Zähnezahl.
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Angenommen, das Kegelrad 37 werde festgehalten; daß das Kegelrad 39
unbeweglich festliegt, wurde bereits erwähnt. Die Hohlwelle 3o nimmt nun bei ihrer
Drehung das Kegelrad 45 mit, und da das Kegelrad 39 festliegt, muß das Kegelrad
43 darauf abrollen. Infolgedessen kommt die Welle 42 mit der halben Geschwindigkeit
der Welle 3o in Umlauf und nimmt das Kegelrad 44 mit, das sich auf dem festgehaltenen
Kegelrade 37 mit derselben Geschwindigkeit wie das Rad 43 abrollt. Infolgedessen
dreht sich im Hinblick auf die beschriebenen Vorgänge das Kegelrad 36 notwendigerweise
mit genau derselben Geschwindigkeit wie das Kegelrad 45. Daher bewegen sich unter
jener Voraussetzung, nämlich wenn das Kegelrad 37 festgehalten wird, die beiden
Wellen 30 und 35 genau in gleicher Weise.
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Hier ist zu erwähnen, daß der Schaft des Kegelrades 37 fest ein weiteres
Kegel- oder sonstiges Zahnrad 48 trägt, mit dem ein Zahnrad 49 auf einer schräg
aufwärts gerichteten Welle 50 kämmt. Die Welle 50 kann über ein Paar Kegelräder
5, von einer Welle 52 aus bedient werden, die im Rahmen 31 gelagert und mit einem
Handgriff 53 versehen ist. Die Welle 52 besitzt auf einer Kegelfläche eine Teilung
54, die auf der Welle befestigt ist und sich damit dreht; das Lager 55, worin die
Welle ruht, weist zur Einstellung eine Kegelfläche 56 mit einem Nullpunkt auf, damit
sich der Drehwinkel der Welle 52 ablesen läßt. Mittelbar wird hierdurch die Exzentrizität
des Tisches 32 und daher der Halbmesser der Tischbewegung angezeigt; wie sogleich
erklärt werden soll.
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Es leuchtet ein, daß sich der Handgriff 53 vor- oder rückwärts drehen
läßt; dadurch dreht sich das Kegelrad 37, und es ändert sich für den Augenblick
das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Wellen 30 und 35 derart, daß
eine von ihnen ein wenig rascher als die andere läuft.
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Am oberen Ende der Innenwelle 35 befindet sich ein Kegelrad 55a in
Eingriff mit einem Kegelrade 56a auf einer in dem Drehkopf 33 gelagerten waagerechten
Welle 57. Die Welle 57 ist mit Gewinde versehen und trägt eine Mutter 57a, die-
sich bei Drehung der Welle auf ihr entlang schraubt. Von der Mutter geht ein Stift
58 aus, der in einen darüberliegenden Schlitten 59 hineinragt, wobei eine Schraube
6o Schlitten und Mutter zusammenhält, so daß beide gemeinsam arbeiten und sich stets
miteinander
bewegen. Der Schlitten vermag radial in Führungen 61
des drehbaren Kopfes 33 zu gleiten. Der Schlitten besitzt eine Ausnehmung mit einem
Wälzlager 62, welches das Ende eines den Mittelzapfen bildenden Bolzens 63 aufnimmt.
Der Bolzen 63 tritt durch eine Öffnung des Tisches 32, in die der Stift genau paßt,
nach unten heraus. Oben ist die Öffnung erweitert, um den Kopf 64 des Stifts aufzunehmen,
der durch Schrauben o. dgl. in Stellung gehalten wird; der Kopf des Stifts und die
Schrauben liegen mit der Tischfläche bündig. Es versteht sich, daß der Tisch mit
T-förmigen Nuten 65 versehen ist, so daß das Werkstück, z. B. W, an dem Tisch durch
die üblichen Kopfbolzen und Muttern befestigt werden kann.
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Aus dem Gesagten geht hervor, daß, wenn die Teilung 54 auf den gewünschten
Punkt eingestellt und das Zahnrad 37 festgelegt ist, die Drehung der Hohlwelle 3o
eine Drehung der Innenwelle 35 mit genau der gleichen Geschwindigkeit hervorruft.
Es tritt also keine Relativdrehung zwischen den Zahnrädern 55a und 56a ein. Auch
der Schlitten 59 bewegt sich nicht, sondern der Zapfen 63, der von vornherein auf
eine gewisse Exzentrizität eingestellt ist, dreht sich um die Mittellinie der Welle
35 und ruft eine Bewegung des Tisches 32 in der Tischebene hervor. Will man jetzt
das Werkstück in der einen oder anderen Richtung verschieben, um die Spanabnahme
zu vergrößern oder es von dem Werkzeug freikommen lassen, so wird die Welle 52 in
der einen oder der anderen Richtung gedreht. Dies veranlaßt offenbar eine Relativdrehung
zwischen den Kegelrädern 55a und 56a, und zwar infolge des bei der Drehung der Welle
52 eintretenden Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen den beiden Wellen 30 und
35. Auf diese Weise wird die Exzentrizität des Zapfens 63 in der feinsten gewünschten
Abstufung verstellt, wobei man sich an die Teilung 54 halten kann; der Halbmesser
der Tischbewegung ändert sich entsprechend.
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Die beschriebene Bewegung des Tisches würde ohne weitere Maßnahme
diejenige eines fliegend angeordneten Drehkörpers sein, und der Tisch könnte eine
Winkel- oder Schwingbewegung annehmen, die auf ein Spiel um den Exzenterzapfen 63
hinauskäme. Zur Sicherung einer stets parallelen Stellung, d. h. einer Stellung,
wo jede beliebige Linie des Tisches ungeachtet der Drehung und der Verstellungen
stets in derselben Richtung verläuft, wird folgende Parallelführung verwendet: Oben
am Grundgestell 3i befinden sich zwei senkrechte Bolzen 70, an denen zwei Stangen
71 von genau gleicher Länge angelenkt sind. Ferner sitzen drehbar unten am Tisch
zwei entsprechend senkrechte Bolzen 72, um die zwei Lenker 73 von derselben Länge
wie die Lenker 71 spielen. Die beiden Lenker 71 und 73 eines jeden Paares sind miteinander
durch einen Bolzen 74 verbunden. Dabei werden beide Bolzen 74 sowohl in senkrechter
Lage für sich von den Lenkern gehalten als auch durch eine Längsstange 75 miteinander
verbunden.
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Da die beiden Bolzen 7o in einem bestimmten Abstande festliegen, und
da sich die beiden Bolzen 72 zwar mit dem Tisch zusammen zu bewegen vermögen, jedoch
bei stets gleichbleibendem Abstande voneinander, so bildet das beschriebene Getriebe
eine Parallelführung. Daher wird der Tisch gezwungen, sich stets nur parallel zu
verschieben, d. h. keine beliebig auf dem Tisch gezeichnete Linie kann zu irgendeiner
Zeit und unter irgendwelchen Bedingungen, sofern nur die Teile richtig montiert
sind, ihre Richtung ändern. Hierdurch wird ein genaues Schleifen gesichert, da unerwünschte
Drehbewegungen des Tisches verhindert werden.
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Im Betriebe wird die Schleifradspindel 22 in Drehung gesetzt, wobei
man sie sich in zentraler Stellung denken kann. Danach wird der Tisch 32 durch den
beschriebenen Antrieb in Bewegung gesetzt. Befindet sich der Zapfen 63 in genauer
Mittelstellung, so wird sich der Tisch nicht bewegen, aber sobald der Handgriff
53 in irgendeine Richtung gedreht wird, rückt der Bolzen 63 dadurch aus seiner Mittellage
heraus, und der Tisch wird um die Achse der Welle 35 in eine Drehbewegung von einem
Halbmesser versetzt, der sich durch die Exzentrizität des Zapfens 63 bestimmt. Das
Werkstück W muß gegenüber dem Rade auf der Spindel 22 genau gerichtet sein, was
man von Hand mit Hilfe der T-förmigen Nuten 65 des Tisches 32 bewerkstelligt. Sobald
das Schleifrad zu fassen beginnt, läßt man den Handgriff 53 stehen, während das
Schleifrad an dem Werkstück längs der zu schleifenden Fläche geführt wird. Ist die
Spanabnahme über die ganze Schleiflänge vollendet, so kann man den Handgriff 53
ein wenig drehen, um an Spantiefe zu gewinnen, und dies läßt sich in äußerst feinen
Grenzen regeln. Der Höhenvorschub des Schleifrades geschieht bei dem Ausführungsbeispiel
mittels des Handrades 2O und ist in das Belieben des Arbeiters gestellt.
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Man sieht, daß die Einstellung des Schleifrades gegenüber dem Werkstück
von dem Arbeiter äußerst fein geregelt werden kann, und daß das Werkstück eine richtige
Planetenbewegung vollführt, die bei dieser Maschine in keiner Weise Störungen erfahren
kann. Auch die Feinheit der Einstellung ist in jedem Augen- i blick vom Arbeiter
zu beeinflussen, und die hierzu dienende Einrichtung vermag zugleich das Werkstück
aus der Bahn des Schleifwerkzeuges herauszubewegen, so daß man es aus dem Werkstück
nach oben herausziehen kann.
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Ungeachtet dessen, daß hier das Innenschleifen eines Motorzylinders
o. dgl. beschrieben
ist, eignet sich die Erfindung auch für viele
andere Arten des Innenschleifens und auch zum Außenschleifen.
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Zwar ist nur eine einzige Ausführungsform der Erfindung beschrieben,
doch lassen sich mannigfache Abänderungen anbringen, ohne daß der Bereich der Erfindung
verlassen wird; die Erfindung ist von der Art der Schleifvorrichtung unabhängig.