DE670342C - Schleifspindel mit Planetenbewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung an sogenannten Planetenschleifspindeln, bei denen der Halbmesser des Planetenkreises durch Drehen einer die eigentliche Schleifspindel tragenden, außermittig in der Hauptspindel gelagerten Hülse zwischen Null und einem beim Entwurf der Spindel festzulegenden Höchstwert verstellt werden kann. Sie löst die Aufgabe, bei der Überführung der Schleifscheibe aus einer beliebigen Arbeitsstellung in die Abrichtstellung, in der die Scheibe mit einem radial zu ihr verschiebbaren, im übrigen aber ortsfesten Abrichtwerkzeug bearbeitet wird, die Schleifspindelachse unabhängig von dem jeweils eingestellten Planetenkreishalbmesser und ohne Änderung desselben zwangsläufig in die durch 'die Schneide des Abrichtwerkzeuges, z. B. die Diamantspitze, und die Achse des Planetengetriebes bestimmte Ebene zu bringen und während des Abrichtens darin zu halten, auch wenn dabei der Planetenkreishalbmesser nachträglich verstellt werden muß.

Die Notwendigkeit, von der Erfindung Gebrauch zu machen, tritt hauptsächlich in den Fällen ein, in denen das Abrichtwerkzeug in bekannter Weise als Maßlehre für die Einhaltung des vorgeschriebenen Werkstückfertigmaßes benutzt wird und infolgedessen nur in einer genau bestimmten Stellung gegenüber dem Werkstück auf der Schleifscheibe zur Wirkung kommen darf. Die Erfindung hat aber auch Bedeutung für die Verwendung von beliebig geformten und wirkenden Abrichtvorrichtungen, die in irgendeiner Weise auf einem von der Schleifspindel unabhängigen ortsfesten Maschinenteil angeordnet und deshalb gegenüber der Schleifspindel nicht vollkommen frei beweglich sind. Sie kann außerdem allgemein bei Planetenspindeln der

gekennzeichneten Art verwendet werden, wenn die Spindeln aus irgendwelchen Gründen stets in einer bestimmten Ebene stillgesetzt werden sollen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist bisher nur für Planetenspindeln gelöst gewesen, bei denen der Planetenkreishalbmesser durch radiale, also geradlinige Verschiebung der Werkzeugachse gegen die to Spindelhauptachse geändert wird. Bei solchen Spindeln liegt die Ebene, in der die Werkzeugachse verschoben wird, gegenüber einem beliebigen Punkt außerhalb der Spindel fest. Um die Werkzeugspindel an irgendeiner gets wünschten Stelle anzuhalten, genügt daher eine Einrichtung, die das Ausschalten der kreisenden Werkzeugspindelbewegung durch Entkuppeln des Spindelantriebs an der gewünschten Stelle bewirkt. Ein Beispiel hierfür ist in der deutschen Patentschrift 406 606 beschrieben. Die dort gezeigte Lösung ist jedoch an die Verwendung einer Verstellanordnung etwa nach der deutschen Patentschrift 581 771 gebunden, die in manchen Fällen wegen der sich ergebenden größeren Baulänge der Spindel zu Schwierigkeiten führt. Das Bedürfnis, eine entsprechende Lösung auch für Planetenspindeln zu schaffen, bei denen der Planetenkreishalbmesser durch Drehen einer außermittig in der Hauptspindel gelagerten Hülse verändert wird, lag demnach vor; es wird durch die Erfindung erstmals befriedigt.

Der Erfindungsgegenstand ist auf den Zeichnungen in drei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen

Abb. ι bis 3 im wesentlichen die theoretischen Grundlagen, auf denen der Erfindungsgedanke aufgebaut ist,

Abb. ι und 3 im besonderen noch einige bauliche Einzelheiten einer Aiisführunigsform, Abb. 4 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Abb. 1 und 3, teilweise im Schnitt, Abb. 4 a und 4 b weitere Einzelheiten der Ausführung nach Abb. 4, :

Abb. 5 eine zweite Ausführungsform in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt, Abb. 6 eine Vorderansicht, Abb. 7 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform mit schwenkbarer Abrichtvorrichtung.

Zunächst sollen an Hand der Abb. 1 bis 3 die theoretischen Grundlagen des Erfindungsgedankens erläutert werden. Der Aufbau einer Schleifspindel mit einstellbarer Planetenbewegung wird dabei als bekannt vorausgesetzt.

In Abb. ι ist die Schleifspindel 1 mit der durch den gestrichelten Kreis angedeuteten Schleifscheibe 2 mittelpunktsgleich zur Führung 3 der zylindrischen Hauptspindel 4 ein

gestellt, in der außermittig in der zylindrischen Führung 5 die Planetenhülse 6 um die Achse B drehbar gelagert ist. In dieser Stellung läuft die Spindel 1, ohne eine Planetenbewegung auszuführen, um ihre eigene Achse und die damit zusammenfallende Hauptspindelachse um. Die Schleifscheiben kann jederzeit ohne weiteres durch das bei 7 angedeutete Abrichtwerkzeug abgerichtet werden; dieses steht in der durch die Achse A der Hauptspindel 4 senkrecht zur Richtung A-B gelegten Ebene der Scheibe gegenüber.

In Abb. 2 ist die Achse der Schleifspindel 1 durch eine Drehung der Planetenhülse 6 um den Winkel cc in die Stellungνί' gebracht. Die Spindel läuft nun außer um ihre eigene Achse noch auf einer Kreisbahn mit dem' Halbmesser^^' um die Achse A der Hauptspindel 4. Zum Abdrehen der Schleifscheibe bei dieser Einstellung muß das Abrichtwerkzeug 7 in der oben gekennzeichneten Ebene um die Strecke AA' nach außen verschoben und die Achsel' der Schleifspindel durch Drehen um A in die gleiche Ebene gebracht werden, wie Abb. 3 zeigt. Für diese Drehung von A' läßt sich aus Abb. 2 folgende geometrische Beziehung ablesen:

Ist das Abrichtwerkzeug 7, wie erwähnt, in einer Ebene angeordnet, die auch die Hauptachse A enthält und senkrecht auf der Ebene steht, in der die gleichgerichteten« Achsen A der Hauptspindel 4 und B der Planetenhülse 6 liegen, wenn die Schleifspindel mittelpunktsgleich mit der Hauptspindel 4 eingestellt ist, und wird die Spindelachse A' durch Drehen der Planetenhülsei 6 ium B auf einen beliebigen Planetenkreishalbmesser AA', dem eine Auslenkung von A' aus der mittelpunktsgleichen Stellung in A um den Winkel <x entspricht, eingestellt, so ist gleichzeitig A' um den

Winkel—aus der Richtung A 7 ausgelenkt,

weil der Winkel 7 AA' an dem um B mit dem Halbmesser AB beschriebenen Kreis Umfangswinkel zu dem Mittelpunktswinkel ABA' ist. (Ein Umfangswinkel mißt die Hälfte des zugehörigen Mittelpunktswinkels.)

Um die Spindelachse A' aus der Grundstellung nach Abb. 2 in die Abrichtstellung nach Abb. 3 zu bringen, muß sie also jeweils um das halbe Winkelmaß ihrer exzentrischen Auslenkung in dem der Auslenkung entgegengesetzten Drehsinn um die Achse yi der Hauptspindel 4 gedreht werden. _u5

Von diesen geometrischen Zusammenhängen vvird zum zwangsläufigen Auffinden und sicheren Festhalten der Abrichtstellung der Schleifspindel in Abhängigkeit von ihrer exzentrischen Auslenkung erfindungsgemäß in der folgenden Anordnung Gebrauch gemacht.

Die Hauptspindel 4, zu deren Antrieb eine

Riemenscheibe 8 dient, ist in einem Gestell o. in den Lagern 3 drehbar und durch Stellscheiben 10 in der Achsrichtung unverschieblic'h gelagert. Zwischen den Lagern 3 ist eine Hülse 11 über die Hauptspindel 4 geschoben. Sie weist in der Nähe ihres einen Endes eine Ringnut 12 auf, in die ein mit einer Führungsrolle 13 versehener Führungsstift 14 eingreift. Dieser sitzt bei der Ausführung nach den Abb. 1, 3 und 4 an einer als Schlitten ausgebildeten Zahnstange 15, die in einer die beiden Lager 3 verbindenden Brücke 16 in Schwalbenschwanzführungen liegt und mittels eines Zahntriebes 17, 18 in der Achsrichtung der Spindel verschoben werden kann. Durch die beschriebenen Übertragungsteile macht die Hülse 11 die Bewegungen der Zahnstange 15 mit.

An dem der Ringnut 12 abgewendeten Ende der Hülse 11 ist in diese ein Bolzen 19 eingelassen, der bei den Längsverschiebungen der Hülse 11 in einem mit der Spindelachse gleichgerichteten Führungsschlitz 20 in der Hauptspindel 4 gleitet und mit seinem freien Ende 21 in eine schraubenlinienförmige Nut 22 eingreift, die sich über einen Teil der Oberfläche der Planetenhülse 6 erstreckt und in Abb. 4 durch ihre strichpunktierte Mittellinie angedeutet ist.

Für die Lagebeziehungen zwischen dem Bolzen 19, der Nut 22 und den Achsen A, Ä und B gilt im vorliegenden Fall, der eine Einstellbarkeit des Planetenkreishalbmessers zwischen Null und einem Höchstwert vorsieht, die Forderung, daß der Bolzen 19 am Anfang der Nut 22 stehen muß, wenn A' mit A zusammenfällt. Ferner muß der von der Nut 22 umfaßte Mittelpunktswinkel zu B der verlangten größten exzentrischen Auslenkung von A' aus A₁ also dem größten verlangten Planetenkreishalbmesser AA' entsprechen. Nach dieser Bedingung ist die Steigung und die axiale Länge der Nut 22 zu bestimmen. Beim Ausführungsbeispiel ist den geschilderten Verhältnissen mit einer für die zeichnerische Darstellung besonders günstigen Lage der Nut 22 Rechnung getragen; die Nut erstreckt sich außerdem beispielsweise über einen Mittelpunktswinkel von 90⁰. Man erkennt, daß mit der beschriebenen Anordnung beim Verschieben der Hülse 11 mittels des Zahnstangentriebs 17, 18, 15 die Planetenhülse 6 entsprechend der Steigung der Schraubennut 22 um ihre Achse B gedreht und damit die Achsel' der Schleifspindel ι auf den gewünschten Planetenkreishalbmesser AA' eingestellt werden kann. Diese Verstelleinrichtung beeinflußt im übrigen den Lauf der ganzen Spindel in keiner Weise, weil die Hülse 11 mit der Hauptspindel 4 und der Planetenhülse 6 bei jeder beliebigen axialen Einstellung dank der Anordnung der Ringnut 12 sich frei unter der Führungsrolle 13 durchdrehen kann.

Ähnliche Einstellvorrichtungen sind bekannt; ein selbständiger Schutz für die beschriebene Vorrichtung wird im Rahmen der Erfindung nicht beansprucht.

Auf der Hülse 11 ist weiter erfindungsgemäß eine zweite schraubenlinienförmige Nut 23 eingearbeitet, die in Abb. 4 wieder durch ihre strichpunktierte Mittellinie angedeutet ist. Diese Nut hat, in der Achsrichtung der Spindel gemessen, die gleiche Länge wie die Nut 22 für die Einstellung des Planetenkreishalbmessers, erstreckt sich aber auf dieser Länge über einen Mittelpunktswinkel, der nur halb so groß ist wie der von der Nut

22 umfaßte; außerdem läuft sie der Nut 22 mit entgegengesetzter Steigung entgegen.

Über der Nut 23 ist nach Abb. 1 und 4 in der Brücke 16 ein Stift 24 angeordnet, der von Hand bedient und entweder, wie in Abb. ι gezeigt, hochgezogen mit einer Nase 25 auf der Brücke aufliegen oder, wie in Abb. 4 dargestellt, in die Nut 23 gesenkt werden kann. Die erste Stellung nimmt er während des Schleifens ein, die zweite beim Überführen der Schleifspindel aus einer beliebigen Arbeitsstellung in die Abrichtstellung und go während des Abrichtens der Scheibe. Zusammen mit der Nut 23 dient er also erfindungsgemäß als Vorrichtung zum Auffinden der Abrichtstellung der Spindel 1 und zum Feststellen der Spindel in der Abrichtebene.

Auch zwischen der Nut 23, dem Bolzen 24 und der Nut 22 bestehen gewisse Lagebeziehungen, die bei der Verwirklichung der Erfindung beachtet werden müssen.

'Während es an sich gleichgültig ist, an welcher Stelle der Hülsenoberfläche die Nut

23 eingearbeitet ist, muß stets die Bedingung erfüllt sein, daß der Stift 24 über dem Anfang der Nut 23 steht oder in dieser Stellung in die Nut eingerückt ist, wenn der Anfang der Nut 22 am Bolzen 21 steht. Auch diese Verhältnisse sind beim Ausführungsbeispiel in einer für die zeichnerische Darstellung besonders günstigen Anordnung der Nut 23 und des Bolzens 24 berücksichtigt, indem die Anfange der Nuten 22 und 23 auf einem Durchmesser der Hauptspindel 4 einander gegenüberliegen (Abb. 1). Irgendein Zwang für diese Anordnung besteht jedoch nicht. Im übrigen läßt die Abb. 1 auch die Winkelbeziehungen zwischen den Nuten 22 und 23 deutlich erkennen: die Nut 22 erstreckt sich beispielsweise über einen Mittelpunktswinkel von 90⁰, die Nut 23 bei gleicher axialer Länge über einen Mittelpunktswinkel von 45 °. 120'

Für das Arbeiten mit der Planetenspindel gilt folgendes:

Beim Beginn des Schleifens liegt der Stift 24 mit der Nase 25 auf der Brücke 16 auf. Die ganze Spindel kann sich frei unter ihm drehen. Die Achsel' der Schleifspindel 1 wird mittels des Zahnstangentriebes 17, 18, 15 auf den gewünschten Planetenkreishalbmesser AA' eingestellt und darauf der Antrieb der Planetenspindel eingeschaltet. Die Schleifspindel ι läuft, von einem auf der Riero menscheibe 26 liegenden Riemen angetrieben, um ihre eigene Achse und mit der von der Riemenscheibe 8 aus angetriebenen Hauptspindel 4 auf dem eingestellten Planetenkreis um. Die Einstellung des Planetenkreises kann natürlich auch während des Laufens der Spindel geändert werden.

Soll das Schleifen zu einer beliebigen Zeit unterbrochen und die Schleifspindel 1 von einer beliebigen Arbeitsstellung aus in die Abrichtstellung übergeführt werden, so muß zunächst der zur Riemenscheibe 8 führende Antrieb der Hauptspindel 4 abgeschaltet werden. Dadurch kommt diese Spindel mitsamt der Hülse 11 und der Planetenhülse 6 zur Ruhe. Dann wird der Stift 24 auf die Hülse 11 gesenkt. Dort liegt er für gewöhnlich zunächst an irgendeiner Stelle der zylindrischen Oberfläche außerhalb der Nut 23 auf, weil die Hauptspindel 4 nicht gerade in der Endstellung nach Abb. 3 zur Ruhe kommen wird. Wird aber die Hauptspindel von Hand, etwa an der Riemenscheibe 8, weitergedreht, so gelangt die Nut 23 schließlich mit der der axialen Einstellung der Hülse 11 entsprechenden Stelle unter den Bolzen 24, und dieser fällt in die Nut ein. Damit ist die Endstellung der Getriebeteile nach Abb. 3 erreicht, und die Schleifspindel ι bleibt in der so bestimmten Abdrehebene stehen, solange der Stift 24 in der Nut 23 belassen wird, weil dieser eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Drehen der ganzen Spindel bietet. Nach wie vor aber ist es möglich, durch axiales Verschieben der Hülse 11 mittels des Zähnstangentriebs 17, 18, 15 die Planetenkreiseinstellung zu ändern und dadurch z. B. die Schleifscheibe beim Abrichten gegei; das Abrichtwerkzeug zuzustellen. Bei einer solchen Änderung der Spindelexzentrizität wird die Verlagerung der Spindelachse A' aus der Abrichtebene AA' 7, die sich aus der Drehbewegung der Planetenhülse 6 ergeben würde, aufgehoben durch die entgegengesetzte, im halben Winkelmaß erfolgende Drehbewegung, die der Hülse 11 durch d<<s Hindurchführen der Nut 23 unter dem Stift 24 erteilt wird.

Ist das Abdrehen beendet, so wird der

Stift 24 aus der Nut 23 ausgehoben, und das Schleifen kann fortgesetzt werden.

Eine zweite Ausführungsform des Erfmdungsgegenständes ist in Abb. 5 gezeigt. Diese Form weicht von der beschriebenen insofern ab, als der Stift 24 zusammen mit dem Führungsbolzen 14 an der verschiebbaren Zahnstange 15 angeordnet und die zu ihm gehörige Nut 23 in die Hauptspindel 4 eingearbeitet ist. Die Nut 23 läuft in diesem Fall in der gleichen axialen Richtung wie die Nut 22, aber wieder mit entgegengesetzter Steigung und nur über den halben Mittelpunktswinkel. Die Anordnung ergibt eine kleinere Baulänge, stimmt aber im übrigen mit der zuerst beschriebenen in der Wirkungsweise überein.

Eine weitere Vervollkommnung der Einrichtung ist in den Abb. 6 und 7 dargestellt.

Die Verstell- und Verriegelungseinrichtung für die Schleifspindel ist dabei nach der zuerst beschriebenen Ausführung (Abb. 1,3 und 4) gewählt. Das Abrichtwerkzeug 7, in diesem Fall ein Diamant, steht jedoch mit der Verriegelungseinrichtung 23, 24 derartig in Verbindung, daß es das Heben und Senken des Stiftes 24 zwangsläufig steuert, wenn, es aus der Abrichtstellung in die Ruhestellung und umgekehrt übergeführt wird.

Der Diamant ist axial und radial zur Schleifscheibe 2 verschiebbar in einem Halter 27 angeordnet, der mit dem Zapfen 28 in einem Lager 29 auf der Brücke 16 ruht und in dem Lager aus der gezeichneten Arbeitsstellung nach oben in die Ruhestellung geschwenkt werden kann.

Der Zapfen 28 trägt an dem der Schleifspindel zugekehrten freien Ende eine Unrundscheibe 30, die auf einen einarmigen Hebel 31 wirkt. Der Hebel ist bei 32 drehbar gelagert und auf einer Stange 33 aufgekeilt, die auf der Brücke 16 bis zu der Stelle reicht, an der der Stift 24 angeordnet ist. Dem Stift gegenüber befindet sich eine zweite Lagerstelle 34 für die Stange 33·; die Stange trägt hier einen zweiten einarmigen Hebel 35, der mit seinem gegabelten Ende 36 unter den Kopf 37 des Stiftes 24 greift. Der Stift selbst steht unter der Wirkung einer Feder 38, die ihn dauernd auf die Hülse 11 und damit in die Nut 2_3 zu drücken sucht. Ist der Diamanthalter durch Schwenken aus der gezeichneten Stellung nach links um 90⁰ in die Ruhestellung übergeführt, so drückt der erhöhte Teil uo der Unrundscheibe 30 den Hebel 31 nach unten und infolgedessen den Hebel 35 nach oben mit der Wirkung, daß der Stift 24 entgegen dem Druck der Feder 38· angehoben und aus der Nut 23 ausgerückt wird. Beim Einschwingen des Diamanthälters in die gezeichnete Arbeitsstellung jedoch gibt"die Unrundscheibe 30 den Hebel 31 so weit frei, daß die Feder 38 am Stift 24 frei wirken und unter Mitnahme des Hebels 35 den Stift auf die Hülsen und gegebenenfalls in die Nut drücken kann. Mit dieser Anordnung

wird die Bedienung der Vorrichtung vereinfacht und betriebssicherer gestaltet.

An Stelle der beschriebenen Verstell- und Verriegelungsanordnungen können unter Ausnutzung des Erfindunigsgrundgedankens auch andere Bauformen angewendet werden. So lassen sich beispielsweise die Nuten 22 und 23 mit den zugehörigen Bolzen oder Stiften 21 und 24 durch Zahnrädertriebe in Verbindung mit beliebig gestalteten Sperrwerken ersetzen. Es muß dabei nur Vorsorge getroffen werden, daß die Bewegungen des Getriebes, das die Planetenhülse 6 dreht und damit die Einstellung des Planetenkreishalbmessers bestimmt, in der richtigen Weise, d. h. unter Umkehrung der Drehrichtung und Halbierung der Winkelwege, auf die Hauptspindel übertragen werden und die Feststellvorrichtung für diese Spindel an der erforderlichen Stelle wirksam wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Überführen von Planetenschleifspindeln, die mit einem verstellbaren Exzentergetriebe zur Veränderung des Planetenkreishalbmessers ausgestattet sind, aus beliebigen Arbeitsstellungen in eine Ruhe-, insbesondere Abrichtstellung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen der Schleifspindelachse (A') unabhängig von dem eingestellten Planetenkreishalbmesser in der durch die Hauptachse (A) des Planetengetriebes und die Schneide des Abrichtwerkzeugs

   (7) bestimmten Ebene eine Feststellvorrichtung (23, 24) für die Hauptspindel (4) durch ein Zwanglaufgetriebe (19, 20) derart mit der Einrichtung zum Verändern des Planetenkreishalbmessers (19, 22) der Schleifspindel (1) verbunden ist, daß sie bei beliebiger Auslenkung der Spindelachse (A') aus der mittelpunktsgleichen Stellung gegenüber der Hauptspindelachse (A) zur Wirkung kommt, wenn die Hauptspindel (4) um den halben Auslenkwinkel der Spindelachse (A') in dem der Auslenkung entgegengesetzten Drehsinn gedreht wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellbolzen (19, 21) eines an sich bekannten Kurventriebes (21, 22) zum Verstellen des Planetenkreishalbmessers in einer auf der Hauptspindel (4) axial verschieblichen Hülse (11) angeordnet ist, durch deren Bewegungen beim Verstellen der Spindelexzentrizität eine Relativbewegung zwischen einem Sperrstift (24) und einer Sperrnut (23) auf der Hülse (11) oder auf der Hauptspindel (4) zu dem Zweck erzeugt wird, daß die Hauptspindel (4) beim Einlaufen in die verlangte Ebene (AA' f) durch Einfallen des Stiftes (24) in die Nut (23) gesperrt wird, ferner gekennzeichnet dadurch, daß die Sperrnut (23) bei gleicher axialer Länge wie die Verstellnut (22) nur den halben Mittelpunktswinkel der letzteren umfaßt und entgegengesetzte Steigung hat.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (24) der Sperreinrichtung (23, 24) für die Hauptspindel (4) in Abhängigkeit von den Bewegungen des schwenkbar gelagerten Abrichtwerkzeugs (7) in und außer Wirkung gebracht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zsichnungen