DE69325818T2 - Verriegelungseinrichtung an einer mehrband schleifmaschine - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum Schleifen von Oberflächen an Werkstücken, z. B. Steuerkurven oder Nocken an Kurbelwellen, Durchmessern an Kurbelwellen und dergl.. Insbesondere betrifft die Erfindung rechnergesteuerte Maschinen mit mehreren, parallel arbeitenden Schleifbändern, um gleichzeitig mehrere Oberflächen an zylindrischen Werkstücken, z. B. Mehrfach-Steuerkurven auf einer Nockenwelle oder dergl. zu schleifen.
Hintergrund der Erfindung
• Das Schleifen von Steuerkurven an einer Nockenwelle wurde üblicherweise mit Hilfe eines Schleifrades durchgeführt, das die Nocken der Reihe nach schleift. In manchen Fällen und unter Anwendung komplexer mechanischer Maschinen mit zwei Schleifköpfen kann ein Paar von Nocken gleichzeitig geschliffen werden.
• In Hinblick auf Forderungen, insbesondere der Automobilindustrie, wurden Anstrengungen unternommen, um eine einwandfrei arbeitende Schleifmaschine zu konzipieren und zu entwickeln, die gleichzeitig mehrere oder alle Nocken oder Steuerkurven an einer Nockenwelle gleichzeitig schleift. Da Nockenwellen kostspielig und kompliziert in der Herstellung sind, und da die Kosten für ihre Herstellung erheblich sind, wurden diverse Möglichkeiten untersucht, um die Technik von Schleifrädern in diesem Sinne weiterzuentwickeln.
• Ein alternativer Vorschlag beruht auf der Verwendung von verschleißenden Schleifbändern anstelle von herkömmlichen Schleifscheiben. Eine derartige Entwicklung bie tet erhebliche Möglichkeiten, da mehrere Bänder nebeneinander verwendet werden können, um die verschiedenen Steuerkurven an einer Nockenwelle gleichzeitig zu schleifen. Auch verursachen die Bänder, wenn sie in Massen produziert werden, wesentlich niedrigere Kosten und können nach Gebrauch über eine längere Zeitperiode außer Betrieb gesetzt werden.
• Verschleißende Schleifbänder sind ursprünglich in Italien vor zehn oder mehr Jahren angewendet worden, um Nockenwellen zu schleifen; hierzu wird auf das US-Patent 41 75 358 verwiesen, das am 27.11.1979 an Ido Boscheri erteilt worden ist, und das eine Einstech-Schleifmaschine beschreibt, die mehrere Schleifbänder benutzt, um gleichzeitig alle Nocken zu schleifen, die auf einer Steuerwelle für einen Motor vorhanden sind. Eine derartige Schleifmaschine besitzt eine massive Basisplatte 10, die einen Tisch 12 aufnimmt, der (über Winden 13) relativ zur Basisplatte hin- und her bewegt werden kann, einen Reitstock und einen Spindelstock, die auf dem Tisch befestigt sind, und die die zu schleifende Nockenwelle 19 aufnehmen, und einen stationären Querträger 22, der eine Vielzahl von Bearbeitungseinheiten aufnimmt. Jede Bearbeitungseinheit umfaßt ein Stützbauteil 31, vordere und hintere Supporte 32, 33, ein Schleifband 36, eine Winde 43, usw., die durch eine Abtastrolle 42 angetrieben werden, welche antriebsmäßig einer Lehre 18 zugeordnet ist, von der das zu schleifende Werkstück (Nocken) kopiert wird. Getrennte Antriebsmotoren 15, 25 sind über entsprechende Zahnradgetriebe und Kupplungen so miteinander verbunden, dass das zu schleifende Werkstück und die Lehre in der gleichen Phasenbeziehung zueinander gedreht werden.
• US-Patent 48 33 834 vom 30. Mai 1989, das Henry B. Patterson u. a. erteilt worden ist, beschreibt verschiedene Ausführungsformen von Nockenwellen-Schleifmaschinen mit Mehrfachbändern. Jede Schleifmaschine besitzt verschiedene Schleifbänder 28 und einen Antrieb (z. B. eine Hauptantriebsscheibe 30) sowie Profilierschuhe 35 und Lagerteile (Schubstangen 43), die auf einem Vorschubtisch 12 zur getrennten Steuerung der Nockenkontur- und Schleifvorschub-Geschwindigkeit aufgenommen werden. Das Nockenwellen-Werkstück 20 wird auf einer festen Achse von einem Tisch 16 aufge nommen, der eine axiale Bewegung für die die Abnutzung ausgleichende Oszillation des Bandes ergibt. Die Schleifvorgänge können durch Muster-Nocken gesteuert werden, wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2, oder können numerisch gesteuert werden, wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 6-10.
• Aus US-Patent 49 45 683 vom 07. August 1990 von James D. Phillips ist eine Einrichtung zum Schleifen einer Vielzahl von exzentrischen Nocken L auf einer Nockenwelle W auf eine vorbestimmte Kontur bekannt. Die Einrichtung weist mehrere Schleifbänder 58 auf, die linear beweglich nahe der Nockenwelle abgestützt sind, derart, dass die Bänder jeweils den Umfang der Nocken schleifen, wie in den Fig. 1 und 8 gezeigt. Die Bänder werden längs eines variablen Pfades entsprechend der gewünschten Nockenkontur mit Hilfe von Schuhen 72 geführt, die die Bänder an ihrer Kontaktstelle mit den Nocken in Eingriff halten. Die Schuhe sind an Betätigungsvorrichtungen 76 befestigt, die durch Motoreinheiten 78 angetrieben sind, welche über CNC-Steuerungen gesteuert sind. Jedes Band durchläuft einen Kühlmittel-Verteiler 130, so dass das Kühlmittel die Bänder kühlt und dadurch für eine bessere Schleifwirkung sorgt. Der Fluiddruck innerhalb eines jeden Verteilers bewirkt, dass das Band auslenkt und die Tendenz des Bandes, sich zu strecken, wenn der Schuh 72 nach innen und außen bewegt wird, kompensiert.
• Aus dem US-Patent 51 42 727 vom 01. September 1992, das James D. Phillips erteilt worden ist, ergibt sich eine Kurbelzapfen-Schleifvorrichtung, die Mehrfach-Schleifbänder verwendet.
• Die zuletzt genannten drei Patente belegen das zunehmende Interesse an Schleifmaschinen, die mehrere Schleifbänder Seite an Seite zum Schleifen aller Oberflächen auf einem Werkstück verwenden. Das Marktpotential für die Hersteller einer kommerziell einsetzbaren Schleifmaschine, das Schleifbänder verwendet, kann ganz erheblich sein.
• Während eine begrenzte Anzahl von Schleifmaschinen, die Schleifbänder verwenden, hergestellt und kommerziell in der vergangenen Dekade eingesetzt worden sind, hat sich herausgestellt, dass die Kosten für die Konstruktion, den Betrieb und die Wartung solcher Mehrfach-Bandmaschinen eine entscheidende wirtschaftliche Belastung geworden ist. Die Schleifbänder sind häufig gebrochen oder sind rasch zerstört worden, wenn Oberflächen geschliffen worden sind, die aus dem Rahmen üblicher Toleranzen fallen.
• Diese bekannten Schleifmaschinen stellen keinen effektiven Einsatz der entsprechenden Schleifbänder für die Erzielung eines exakten und optimalen Schleifvorganges, für die selektive Einstellbarkeit des Bandantriebs und die effektive und wirksame Steuerung der Bandpositionierung zur Maximierung der Standzeit und Effektivität des Bandes, oder für die Verwendung ähnlicher Anordnungen an Vielfachstellen für die Reduzierung von Herstell- und Wartungskosten dar. Diese und andere Nachteile bekannter Bandschleifmaschinen haben der weitgehenden Anerkennung von Mehrfach-Schleifbänder verwendenden Schleifmaschinen bis heute entgegen gestanden. Es sind auch Probleme bei der Ausrichtung der Mehrfach-Bänder relativ zueinander sowohl in horizontalen als in vertikalen Ebenen aufgetreten. Auch der durch die Schleifmaschine erzeugte Abfall hat den Antriebsmotoren, die in den Untereinheiten verwendet werden, geschadet und hat die Verwendung kostspieliger, gekapselter Antriebsmotoren an verschiedenen Einsatzstellen erforderlich gemacht.
Beschreibung der Erfindung
• Gegenüber den bekannten Mehfach-Bandschleifmaschinen wird gemäß der Erfindung eine Schleifmaschine vorgeschlagen, die eine lange Lebensdauer hat, die mit endlosen Schleifbändern arbeitet, welche auf einfache Weise installiert werden, und erforderlichenfalls entfernt und/oder ausgetauscht werden können. Dies kann mit einer Schleifmaschine nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 erreicht werden. Das damit gesteckte Ziel wird dadurch realisiert, dass die Schleifmaschine nach der Erfindung einen einfachen Zugang zu den Endlos-Bändern an zwei Stellen ermöglicht, die längs einer Seite der Maschine beabstandet sind. An einer Stelle wird eine Antriebstrommel- Lagerung seitlich um einen größeren Abstand bewegt, damit die Mehrfach-Bänder frei gelegt werden. Eine exzentrische Buchse stellt sicher, dass die Antriebstrommel- Lagerung sich mit Trägerstangen in Buchsen weich bewegt, ohne dass ein Klemmen oder Festfressen auftritt. An einer zweiten Stelle ist eine rotierende Betätigungsvorrichtung mit einem Verriegelungsarm um einen Bogen von z. B. 45º schwenkbar angeordnet, um zu zeigen, wie die Mehrfach-Bänder, die um Laufrollen geführt sind, mit der Unterseite der Profilier-Supportanordnung an deren Vorderseite befestigt sind.
• Vorliegende Erfindung sieht einen Positionier-Schiebervorschub vor, der sich längs des Bettes der Schleifmaschine bewegt, um die Profilier-Kopfanordnung, die aus mehreren Profilier-Kopfeinheiten besteht, in die Schleifposition vorzuschieben. Ein Abstützschuh, der auf jeder Profilier-Kopfeinheit befestigt ist, übt einen kräftigen Druck gegen die Innenfläche des zugeordneten Schleifbandes aus und drückt das Band gegen eine Oberfläche auf dem Werkstück, üblicherweise eine Steuerkurve auf der Nockenwelle, die geschliffen wird. Der Vorschub einer jeden Profiliereinheit ist in der Lage, eine Steuerfläche auf der Nockenwelle zu schleifen.
• Jeder Abstützschuh weist einen gekrümmten Einsatz mit verhältnismäßig großem Radius auf, der in einem Abstützschuh-Halter aufgenommen wird, um eine exaktere Kontur trotz der geometrischen Widersprüche zu erzielen. Der Einsatz wird innerhalb einer Aussparung im Abstützschuh-Halter befestigt, und die Oberfläche des Einsatzes wird mit einem Diamantüberzug zum Aushärten behandelt. Ein individueller bürstenloser Motor treibt jede Profilier-Kopfeinheit über einen Rollenschrauben- und Kugelpaßfeder- Mechanismus zur effektiven Betätigung an. Mehrere vorbelastete Winkelkontaktlager werden verwendet, um das innere Ende einer jeden Profilier-Vorschubeinheit abzustützen und ihr ein besonders hohes Maß an axialer Steifigkeit zu verleihen.
• Jeder Abstützschuh-Halter ist an einem Adapter mit einer Positionierlippe befestigt. Die untere Reihe von Positionierlippen ist mit einer Zwischenlage bzw. einem Belag oder einer anderen Bezugsstelle auf der Profilier-Kopfanordnung versehen, und die obere Reihe von Positionierlippen ist der unteren Reihe von Positionierlippen so zugeordnet, dass die Abstützschuhe parallel zueinander in zwei horizontalen Ebenen befestigt sind.
• Die Positionierlippe auf jedem Adapter stellt ferner sicher, dass eine Mittenlinie durch den Basiskreis einer jeden Nockensteuerkurve kolinear mit einer Mittenlinie durch den Abstützschuh (wenn dieser im Abstützschuh-Halter aufgenommen ist) verläuft, der parallel zu den Bewegungsachsen der Profilier-Vorschubeinheiten in der Profilier-Kopfanordnung ausgebildet ist, um eine höhere Schleifgenauigkeit zu erzielen.
• Die Antriebsmotoren für alle Profilier-Vorschubeinheiten sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das mit der Rückseite der Profilier-Kopfanordnung befestigt ist. Das Gehäuse verhindert das Eindringen von Schmutz in die Antriebsmotoren und ermöglicht, dass verhältnismäßig preiswerte bürstenlose Motoren die herkömmlichen, teuren, gekapselten Motoren ersetzen, ohne dass die Leistung dadurch beeinträchtigt wird.
• Um ein Durchhängen der Profilier-Kopfanordnung, selbst um einen Bruchteil eines Zentimeters zu verhindern, wird die Innenbordseite der Anordnung mit einem Ständer verschraubt, während ein hydraulisch betätigter Verriegelungsmechanismus an der freien Außenbordseite der Anordnung befestigt wird. Der Verriegelungsmechanismus ruht auf einem Arm mit einer konisch geformten Buchse, die in Eingriff mit einer feststehenden Kugel oder einem ähnlichen Vorsprung auf der Profilier-Kopfanordnung geschwenkt wird. Ein hydraulisch betätigter Drehantrieb schwenkt den die Aufnahme enthaltenden Arm in Eingriff mit der Kugel auf der Profilier-Kopfanordnung. Ein Hydraulikzylinder treibt dann einen verjüngten Kolben nach abwärts, um die Kugel und die Buchse miteinander zu verriegeln und die Profilier-Kopfanordnung in der festen Position zu halten.
• Die Schlitten-Schieberanordnung, die das Werkstück aufnimmt, weist u. a. eine feststehende Basis auf, die mit dem Maschinenbett verschraubt ist, ferner einen Schlitten, der relativ zum Bett angetrieben ist, und einen Schwenktisch, der mit dem Schlitten befestigt und relativ dazu verschiebbar ist. Der Reitstock kann entlang des Schwenktisches bewegt werden. Ein Bolzen ragt unterhalb des Schwenktisches in ein im Schlitten festgelegtes Joch. Von Hand betätigbare Schrauben greifen in den Bolzen ein und ver schieben den Schwenktisch um den Bruchteil eines Zentimeters, bis die gewünschte Ausrichtung der Komponenten der Schlitten-Schieberanordnung erreicht ist, wodurch die Genauigkeit der Schleifmaschine weiter erhöht wird.
• Nach vorliegender Erfindung ist ferner eine Schlitten-Schieberanordnung vorgesehen, die einen Motor, einen Leitspindelmechanismus und eine flexible Kopplung zur Übertragung einer Antriebskraft von dem Motor auf die Schlitten-Schieberanordnung aufweist; die Schlitten-Schieberanordnung wird seitlich über die Vorderseite der Maschine in eine in bezug auf die Schleifbänder ausgerichtete Position verfahren. Die Schlitten- Verschiebeanordnung ist in etwa gleicher Weise wie die Positionier-Schieber- Vorschubanordnung ausgelegt und verwendet in vielen Fällen identische Teile, so dass die Herstellung der Komponenten vereinfacht und die Inventurarbeiten reduziert werden.
• Der Spindelstock wird durch ein Bewegungssteuergerät betätigt, und die Drehzahl des Motors, der in den Spindelstock eingebaut ist, ergibt einen digitalen Ausgang.
• Die Profilier-Kopfanordnung ist in eine obere und eine untere Reihe von Profilier- Kopfeinheiten unterteilt. Wie bereits erwähnt, halten die Positionierlippen die Abstützschuh-Halter für jede Profilier-Kopfeinheit in einer festen Position, die in horizontaler Richtung mit jeder anderen Profilier-Kopfeinheit ausgerichtet ist. Beim Zusammenbauvorgang sind die Positionierlippen in bezug auf die Zwischenlage an den oberen und/oder unteren Oberflächen der Profilier-Kopfanordnung bezogen. Das Verfahren des Zusammenbauens stellt sicher, dass die Profilier-Kopfanordnung einwandfrei in bezug auf den Schwenktisch des Querschlittens ausgerichtet ist. Eine derartige präzise Zusammenbautechnik trägt zu der hohen-Qualität bei, die mit der Maschine nach der Erfindung erreicht wird.
• Jedes Endlos-Schleifband, das etwa eine Länge von 330 cm haben kann, läuft über eine große Laufrolle in der Antriebstrommelanordnung und zwei oder mehr kleinere Laufrollen, die in der Längsachse der Maschine im Abstand versetzt angeordnet sind. Die große Laufrolle für jedes Band ist auf einer Antriebstrommelwelle angeordnet, die sich seitlich über die Maschine erstreckt. Ein Hauptantrieb, z. B. ein Elektromotor, ist in Antriebsverbindung mit der Antriebstrommelanordnung vorgesehen und dreht diese Anordnung über ein Antriebsband.
• Um eine Einstellung für die Kompensation der Schwankungen in der Länge oder im Umfang eines Schleifbandes zu erzielen, ist eine einfache mechanische Verbindung, z. B. eine Stift-Schlitz-Verbindung vorgesehen, die die Motor- und Antriebstrommelanordnung gemeinsam in bezug auf die Profilier-Kopfanordnung bewegt. Eine weitere einfache mechanische Verbindung stellt die Antriebsbandspannung dadurch ein, dass der Hauptantrieb in Längsrichtung in bezug auf die Antriebstrommelanordnung verschiebbar ist.
• Vorliegende Schleifmaschine sieht eine digitale Geschwindigkeitssteuerung der bürstenlosen Motoren vor, die die Profilier-Kopfeinheiten mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit antreiben.
• Ferner weist die Schleifmaschine nach der Erfindung ein Schmiersystem auf, das die entsprechende Menge an Fluid einem jeden Band während des Schleifzyklus zuführt. Während der größte Teil des Schleifmittels über eine individuelle Düse bereitgestellt wird, die jedem Band zugeordnet ist, wird eine kleine Fluidmenge über eine entsprechende Rohrleitung an die Innenfläche eines jeden Schleifbandes abgegeben, um das Band und den Abstützschuh zu schmieren und zu kühlen. Jede Antriebsrolle in der Antriebstrommelanordnung hat eine ballige Konfiguration und eine kreuzweise schraffierte Traktionsfläche, die Hohlräume zur Aufnahme überschüssigen Kühlmittels aufweist.
• Eine Schmierung wird ferner für jede Profilier-Kopfeinheit an verschiedenen Stellen bereitgestellt. Insbesondere zweckmäßig ist eine Düse, die über einem Schlitz in einem Kragen angeordnet ist, der den Gewinderollenmechanismus in jeder Profilier- Kopfeinheit umschließt; die Düse liefert Schmiermittel an den Gewinderollenmechanismus.
• Die Steifigkeit der gesamten Maschine liegt wesentlich über dem Wert der Steifigkeit oder Festigkeit, der bei Mehrfachband-Schleifmaschinen bekannter Ausführung erreicht wird. Eine derartige bauliche Festigkeit ergibt sich aus der Gesamtkonstruktion der Maschine und trägt zur Genauigkeit der Schleifvorgänge, die damit erzielt werden, bei.
• Der Fachmann entnimmt zahlreiche weitere Vorteile vorliegender Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen:
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Frontansicht einer Schleifmaschine mit mehreren Schleifbändern, die zum gleichzeitigen Schleifen von Mehrfach-Steuerkurven auf einer Nockenwelle vorgesehen sind; eine derartige Maschine ist nach dem Prinzip vorliegender Erfindung aufgebaut;
• Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Schleifmaschine nach Fig. 1; diese Ansicht ist eine Ansicht der rechten Seite der Maschine;
• Fig. 3 ist eine weitere Seitenansicht der Schleifmaschine nach Fig. 1, und zwar eine Ansicht der linken Seite der Maschine;
• Fig. 4 ist eine Aufsicht auf einen Teil der Schleifmaschine nach Fig. 1, wobei die zu schleifende Nockenwelle aus Gründen der besseren Übersicht weggelassen ist;
• Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Bandspannvorrichtung in vergrößertem Maßstab, wobei Teile herausgebrochen dargestellt sind;
• Fig. 6 ist eine Aufsicht auf die Bandspannvorrichtung nach Fig. 5 in gleichem Maßstab;
• Fig. 7 ist eine Aufsicht auf einen Teil der Schleifmaschine nach Fig. 1, und zeigt die Einstellvorrichtung;
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Fig. 1 ist eine Frontansicht einer Schleifmaschine 10 nach der Erfindung. Die Maschine 10 weist ein massives Bett 12 aus Metall auf, das mit Beton oder vergleichbarem Material gefüllt ist. Hohlräume 14, 16, 18 sind in der Vorderseite des Bettes 12 ausgebildet und Stabilisatoren 20, 22 und 24 innerhalb der Hohlräume angeordnet. Die Stabilisatoren stellen eine Niveauebene für die Schleifmaschine 10 dar, damit Ungleichmäßigkeiten im Boden des Fabrikgebäudes ausgeglichen werden. Zusätzliche Stabilisatoren sind in zusätzlichen Hohlräumen angeordnet, die an den Seiten und der Rückseite des Bettes beabstandet ausgebildet sind.
• Eine Zwischenlage 26 verläuft quer zur Maschine 10 und eine Metallbasis 28 ist mit der Zwischenlage 26 verschraubt. Eine Schlitten-Verstellanordnung 30 treibt den Schlitten 38 entlang der Basis 28 an, um das Werkstück, das geschliffen werden soll, in Ausrichtung mit den Schleifbändern zu positionieren. Die Schlittenverstellanordnung 30 umfaßt einen Motor 32, eine Kupplung 34 und einen Leitspindelmechanismus 36. Die Kupplung 34 bewirkt, dass der Motor Drehkraft an den Leitspindelmechanismus 36 trotz Fehlausrichtungen der Welle abgeben kann, und der Leitspindelmechanismus setzt diese Drehkraft in eine lineare Bewegung um, die den Schlitten 38 längs der Basis 28 in Richtung der Pfeile A und B verschiebt. Ein Schwenktisch 40 ist über dem Schlitten 38 festgelegt und bewegt sich gemeinsam mit dem Schlitten. Eine Abdeckung 42 ist mit einer Seite des Schlittens 38 befestigt und verläuft seitlich, um zu verhindern, dass Schmutz in den schmalen Spalt zwischen Schlitten 38 und Basis 28 eindringt. Lager und Schmiermittelfluid sind im schmalen Spalt, in Fig. 1 nicht sichtbar, angeordnet und gewährleisten eine glatte und exakte Bewegung des Schlittens 38. Eine zweite Abdeckung ist mit dem entgegengesetzten Ende des Schlittens befestigt.
• Ein Reitstock 44 ist mit dem Schwenktisch 40 über eine Schwalbenschwanzverbindung befestigt; der Reitstock 44 ist seitlich längs des Schwenktisches 40 beweglich angeordnet, wie durch die Richtungspfeile A und B dargestellt.
• Der Reitstock 44 ist in Fig. 1 in einem geringen Abstand vom rechten Ende des Werkstückes, in diesem Fall einer Nockenwelle 46, beabstandet angeordnet. Alternativ kann wahlweise ein Reitstock 44 in Eingriff mit dem Ende des Werkstückes, z. B. der Nockenwelle 46 bewegt werden. Das entgegengesetzte Ende der Nockenwelle 46 wird in einem Aufspannfutter 48 auf dem Spindelstock 50 festgelegt; ein integraler Motor dreht die Spindel 52 und das Aufspannfutter 48, das das Ende der Nockenwelle 46 während der Schleifvorgänge aufnimmt.
• Im Abstand angeordnete Werkstückhalter 54, 56, 58 und 60 nehmen Lager auf der Nockenwelle auf. Die Lager arbeiten mit dem Spindelstock 50 und dem Reitstock 44 zusammen und legen die Nockenwelle 46 in einer geeigneten Position zu den Schleifbändern 62, 64; 66, 68; 70, 72 und 74, 76 fest.
• Ein programmierbares Steuergerät 75 (Fig. 1) herkömmlicher Ausführung arbeitet mit verschiedenen elektrohydraulischen Mechanismen, Abfühlvorrichtungen und Steuerungen der Maschine 10 über eine Steuereinheit 77 zusammen, die Signale daraus aufnimmt und Steuersignale an sie überträgt, um die Motoren, Hauptantriebe, hydraulisch und durch Fluid betätigte und andere Vorrichtungen der Maschine 10 zu übertragen.
• Fig. 2 zeigt zusätzliche Einzelheiten der Schlitten-Verschiebeanordnung 30. Beispielsweise sind lineare Führungsschienen 78, 80 zwischen den nach innen gerichteten Flanschen des beweglichen Schlittens 38 und der Basis 28 und der Außenlinie des Schwenktisches 40 daraus sichtbar angeordnet. Auch zeigt Fig. 2, dass die Zwischenlage 26 auf der Schulter des Bettes 12 in einer höheren Position als der übrige Teil des Bettes 12 angeordnet ist. Ein Gehäuse 82, das in strichpunktierten Linien dargestellt ist, umgibt die Schleifmaschine; das untere Ende des Gehäuses ist in einem Trog (nicht dargestellt) am oberen Ende des Bettes 12 angeordnet.
• Eine zweite Zwischenlage 84 erstreckt sich in Richtung der Längsachse der Maschine 20 und steht über den oberen Rand des Bettes 12 vor. Eine zweite Basis 86 ist mit der Zwischenlage 84 befestigt und verläuft in Richtung der Längsachse der Maschine. Eine Positionier-Schieber-Vorschubanordnung 88 ist in etwa gleicher Weise wie die Schlitten-Verschiebeanordnung 30 ausgebildet und arbeitet in ähnlicher Weise.
• Die Positionier-Schieber-Vorschubanordnung 88 umfaßt einen Motor 90, eine flexible Kupplung 92 und einen Leitspindelmechanismus 93. Der Leitspindelmechanismus 93 verschiebt den Positionier-Schieber 94 längs der zweiten Basis 86 nach vorwärts oder rückwärts, die in Richtung der Längsachse der Maschine 10 verläuft. Eine Kupplung 92 überträgt Drehkraft vom Motor 90 an den Positionier-Schieber 94 über den Leitspindelmechanismus 93, der in Fig. 2 bedingt durch die Abdeckung 96 nicht sichtbar ist (aber in Fig. 14 gezeigt und in der Beschreibung erläutert ist).
• Die Positionier-Schieber-Vorschubanordnung und die Schlitten-Verschiebeanordnung 30 sind aus identischen Teilen hergestellt. Infolgedessen ist die Anzahl von Ersatzteilen, die erforderlich ist, um die Schleifmaschine im Betrieb zu halten, reduziert, was zu Einsparungen sowohl in der Herstellung, als auch in der Installation und in der Wartung führt.
• Eine Antriebsbasis 98 ist oberhalb des Positionier-Schiebers 94 angeordnet und nimmt eine Antriebstrommelanordnung 100 und einen Hauptantrieb 102 auf. In diesem Fall ist der Hauptantrieb 102 ein Elektromotor, der entsprechend angetrieben und gesteuert wird, um Antriebsenergie über einen Endlos-Antriebsriemen 104 zum Antrieb der Trommelanordnung 100 zu liefern.
• Über dem Positionier-Schieber 94, jedoch um einen geringen Abstand von der Antriebsbasis 98 versetzt, ist eine Stützbasis 106 angeordnet. Die Stützbasis 106 und die Antriebsbasis 98 verlaufen quer über den Positionier-Schieber 94. Während die Stützbasis 106 mit dem Positionier-Schieber 94 festgelegt ist, können die Antriebsbasis 98 und die Bauteile, die auf der Antriebsbasis sitzen, in Längsrichtung um einen Abstand von einem Bruchteil eines Zentimeters relativ zu dem Positionier-Schieber 94 eingestellt werden. Die Profilier-Kopfanordnung, die mit 108 bezeichnet ist, ist auf der Stützbasis 106 befestigt. Ein Schutzgehäuse 110 ist mit der Rückseite der Profilier- Kopfanordnung verbunden, und von Hand betätigbare Klemmen 112 und Schrauben ermöglichen einen Zugang in das Innere des Gehäuses, falls erforderlich.
• Ein Maschinenständer 114 erstreckt sich von der rechten Seite der Stützbasis 106 nach oben, und eine im Winkel orientierte Rippe 116 versteift den Ständer. Die Basis 106, der Maschinenständer 114 und die Rippe 116 sind als einteilige Schweißverbindung ausgebildet und ergeben eine erhöhte Stabilität und Festigkeit. Die Profilier-Kopfanordnung 108 ist mit dem Maschinenständer 114 mittels Schraubbolzen 118 befestigt.
• Der Bahnverlauf für das Schleifband 76 ist in Fig. 2 dargestellt, und die verschiedenen anderen Schleifbänder sind in ähnlicher Weise parallel dazu angeordnet. Das Band 76 läuft um eine Trommel der Antriebs-Trommelanordnung 100, über die Rolle 120, über den gekrümmten Abstützschuh 122, über die Rolle 124 und kehrt zur Antriebs- Trommelanordnung zurück. Die Rolle 120 ist mit dem freien Ende des Armes 126 verbunden, der schwenkbar auf dem Gehäuse 128 befestigt ist, welches mit der Oberseite der Profilier-Kopfanordnung 108 befestigt ist. Die Rolle 124 ist über einen Flansch 130 mit dem vorderen, unteren Eck der Anordnung 108 verbunden.
• Der rückseitige Abschnitt des Bettes 12, der unterhalb des Motors 90 angeordnet ist, erstreckt sich von der etwa rechteckförmigen Basis nach oben und außen und bildet einen Überhang 12a. Stabilisatoren 131 sind in Hohlräumen 133 angeordnet, die in den Seitenwänden des Bettes ausgebildet sind.
• Fig. 3, die die linke Seite der Maschine 10 zeigt, läßt bauliche Details erkennen, die in Fig. 2 nicht sichtbar sind. Eine Schutzabdeckung 132 schützt gegen Verspritzen von Fluid (Kühlmittel und/oder Schmiermittel), das während der Schleifvorgänge verwendet wird. Ein nach abwärts stehender Bolzen 134 auf dem Schwenktisch 40 erstreckt sich nach abwärts in das nach oben öffnende Joch 136 auf dem Schlitten 38. Kopfschrau ben 138, 140 können so eingestellt werden, dass der Bolzen 134 um den Bruchteil eines Zentimeters innerhalb des Jochs für eine exakte Ausrichtung des Tisches 40 verschoben werden kann.
• Eine Antriebs-Trommelanordnung 100 weist eine Endkonsole 142 auf, die in der Lage ist, eine seitliche oder Querbewegung zusammen mit Führungsstangen 144 und 146 auszuführen. Während der Schleifvorgänge trägt die Konsole die zentrische Welle 148 der Antriebs-Trommelanordnung und wird nur mit den Führungsstangen 144, 146 seitlich verschoben, wenn die Schleifvorgänge beendet worden sind und ein Zugang zu den Antriebsriemen erforderlich ist.
• Ein Hydraulik-Motor 150 ist mit der Basis 106 befestigt und mit einer Schwenkwelle 151 über Kupplungen (nicht dargestellt) verbunden. Die Schwenkwelle 151 ist in Buchsen 152, 154 befestigt. Ein Arm 156 ist mit der Schwenkwelle 151 verbunden und wird von ihr angetrieben. Der Betrieb des Hydraulik-Motors 150 steuert somit die Schwenkbewegung des Armes 156. Eine Hydraulik-Zylinder 158 ist mit der Seite der Profilier Kopfanordnung 108 in Antriebsverbindung mit dem Arm 156 festgelegt.
• Fig. 4 zeigt, dass die Antriebs-Trommelanordnung 100 eine zentrische Welle 148 aufweist, die sich seitlich über die Antriebsbasis 98 erstreckt und unterhalb des Positionier-Schiebers 94 liegt. Die Welle 148 verläuft zwischen dem feststehenden Traglager 160 und der seitlich beweglichen Endkonsole 142 an entgegengesetzten Seiten der Basis 98. Eine vorstehende Nase 148a ist innerhalb der Außen-Trägerkonsole 142 verriegelt, wenn die Maschine 10 in Betrieb ist. Die Konsole 142 wird zusammen mit Führungsstangen 144, 146 seitlich über einen Hydraulik-Zylinder in eine zurückgezogene Position verschoben, die in gestrichelten Linien angedeutet ist. In der zurückgezogenen Position kann der Bedienende einen einfachen Zugang zu den verschiedenen parellelen Schleifbändern 66, 68, 70, 72, 74 und 76 erlangen. Die Schleifbänder 62, 64 sind teilweise dargestellt. Die nur teilweise Darstellung der Bänder 62, 64 und das Weglassen der Nockenwelle 46, die durch die Schleifbänder geschliffen wird, verbessert die Übersicht in Fig. 4.
• Abstandshalter 162 werden auf eine zentrische Welle 148 verschoben, um große Riemenscheiben 164 entlang der Welle in beabstandeten Intervallen zu positionieren. Diese Riemenscheiben oder Trommeln 164 können leicht ballig ausgeführt sein (nicht dargestellt), um die Spurhaltung der Schleifbänder auf den Riemenscheiben zu verbessern, und die Riemenscheiben weisen erhöhte Seitenwände auf, um zu verhindern, dass die Schleifbänder seitlich wegrutschen. Der Welle 148 und den darauf festgelegten Riemenscheiben 164 wird über einen Antriebsriemen 104 Drehenergie aufgegeben; in Fig. 4 ist nur ein Teil des Antriebsriemens 104 sichtbar.
• Führungsstangen 144 und 146 verlaufen durch einen Führungsblock 166, der zwischen festen Lagerstützen 160 und Außenbord-Tragkonsolen 142 angeordnet sind. Wenn es erforderlich oder erwünscht ist, einen oder mehrere Sätze von Schleifbändern zu untersuchen, zu warten und/oder zu ersetzen, werden die Konsole 142 und die Führungsstangen 144, 146 seitlich in die gelöste Position verschoben, die durch die gestrichelte Umrißlinie in Fig. 4 dargestellt ist. Dann ist der gewünschte Zugang zum Untersuchen, Warten, Reparieren und/oder Auswechseln der Schleifbänder möglich. Ein derartiger einfacher Zugang zu den Schleifbändern verringert die Aufwendungen für den Betrieb, in dem die Abschaltzeiten für Wartung und/oder Austausch auf ein Minimum reduziert werden.
• Die Antriebs-Trommelanordnung 100 ist auf der Positionier-Antriebsbasis 98 befestigt, die sich in Längsrichtung mit dem Positionier-Schieber 94 unter Steuerung des Motors 90 an der Rückseite der Maschien bewegt. Die Antriebs-Trommelanordnung 100 erstreckt sich seitlich über die Antriebsbasis 98, wie in Fig. 4 gezeigt.
• Die Fig. 5 und 6 zeigen Einzelheiten einer Spannvorrichtung 129 zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Spannung an einem der Endlos-Schleifbänder, die in der Maschine 10 verwendet werden. Jedes Schleifband wird in gleicher Weise wie die entsprechende Spannvorrichtung 129 gespannt, so dass nur eine Vorrichtung 129 im einzelnen beschrieben wird. Eine Einstellschraube 168 wird so betätigt, dass sie eine Spannung auf eine (nicht dargestellte) Feder ausübt, die innerhalb des Gehäuses 128 angeordnet und antriebsmäßig mit dem Kolben 170 verbunden ist. Ein pneumatischer Druck wird in die Einlaßöffnung 169 aus einer entsprechenden Speisequelle und unter nachstehend beschriebener Steuerung eingespeist, und treibt den Kolben 170 in der Weise an, dass er sich axial innerhalb des Zylinders 172 verschiebt. Eine Zahnstange 174 ist auf der Oberseite der Kolbenstange 176 angebracht, und die Zähne 178 auf dem schwenkbar befestigten Sektor-Zahnrad 180 kämmen mit der Zahnstange. Das Sektor-Zahnrad 180 ist mit dem inneren Ende des Armes 126 befestigt, derart, dass die Bewegung des Sektor-Zahnrades 180 die Position des Armes 126 und der Riemenscheibe 120, die mit dem freien Ende des Armes befestigt ist, einstellt. Infolgedessen wird durch Erhöhen des Druckes an der Einlaßöffnung 169 und Einstellen der Spannung in der Feder die Riemenscheibe 120 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Spannung im darüber hinweggeführten Schleifband erhöht wird. Ein Annäherungsschalter 182 ist am Ende des Gehäuses 128 entfernt von der Einstellschraube 168 angeordnet. Wenn ein Schleifband reißt oder bricht, schwenkt der Arm 126 im Uhrzeigersinn und das Ende der Stange 176 nähert sich oder kommt in Kontakt mit dem Schalter 182, so dass ein Warnsignal an den die Maschine Bedienenden abgegeben wird.
• Fig. 7 zeigt, dass die Antriebs-Trommelanordnung 100 und der Elektromotor 102 beide auf der Antriebsbasis 98 befestigt sind, die ihrerseits oberhalb des Positionier-Schiebers 94 angeordnet ist. Ein Rahmengestell 183, das aus zwei plattenförmigen Bauteilen und vertikalen Ständern besteht, trägt den Hauptantrieb. Die Umrißlinien der Ständer sind gestrichelt in Fig. 7 dargestellt.
• Der Elektromotor 102 kann in Längsrichtung in Richtung der Pfeile S-T um einen kurzen Abstand längs der Antriebsbasis 98 verschoben werden, um die Spannung im Antriebsband 104 einzustellen. Ein Schraubbolzen 184 wirkt mit einem ersten Mitnehmer 186 zusammen, der mit der Antriebsbasis 98 befestigt ist, damit eine ausreichend hohe Kraft auf den Primärantrieb 102 ausgeübt wird, um die Antriebsbasis in Längsrichtung zu verschieben. Eine Bolzen-Schlitz-Vorrichtung (nicht dargestellt) ermöglicht die Be wegung des Hauptantriebes relativ zu der Antriebs-Trommelanordnung 100, während eine im wesentlichen parallele Beziehung aufrecht erhalten wird. Nachdem der Hauptantrieb in Längsrichtung verschoben worden ist, werden Klemmbolzen 192 innerhalb der Schlitze in dem Rahmengestell festgezogen, damit die eingestellte Position beibehalten wird.
• Bedingt durch Toleranzen im Umfang oder in der Länge der endlosen Schleifbänder, die etwa 330 cm lang sind, ist eine Einstellung über die mit der Verstellung der Arme 126 des Spannmechanismus 129 (in den Fig. 5 und 6 gezeigt) mögliche Einstellung hinaus unter Umständen erforderlich. Für einen solchen Zweck sind ein zweiter Bolzen 190 und ein zweiter Mitnehmer 192 vorgesehen. Durch Drehen des zweiten Bolzens 190 werden die Antriebsbasis 98 und die darauf befestigten Bauteile in Längsrichtung als Einheit verschoben, um Toleranzen im Umfang der Schleifbänder zu kompensieren, die über die großen Riemenscheiben 164 der Antriebs-Trommelanordnung 100 laufen. Die tatsächliche Bewegung der Antriebsbasis 98 relativ zu dem Positionier- Schieber 94 erfolgt über eine zweite Stift-Schlitz-Verbindung (nicht dargestellt). Dann werden Klemmbolzen 188 festgezogen, um die eingestellte Position der Antriebsbasis aufrecht zu erhalten.
• Fig. 8 zeigt schematisch den Schlitten 39, den Schwenktisch 40 und den Reitstock 44, die als Schlittenanordnung 197 angesehen werden können, in ihrer Zuordnung zueinander ferner den Positionier-Schieber 94 und die verschiedenen, darauf befestigten Bauteile. Derartige Anordnungen sind in zueinander vertikalen Achsen verschiebbar ausgebildet, damit das Werkstück und die Profilier-Kopfanordnung mit ihren parallelen Mehrfach-Schleifbändern aufeinander ausgerichtet werden können.
• Fig. 8 zeigt, dass die Schlitten-Verschiebeanordnung 197 sich relativ zu der festen Basis 28 bewegt, die mit der Zwischenlage 26 auf dem Bett 12 der Maschine verschraubt ist. Der Reitstock 44 ist mit dem Schwenktisch 40 durch eine Schwalbenschwanzverbindung gesichert. Der Schwenktisch 40 nimmt den Spindelstock 50, die Werkstückhalter 54, 56, 58, 60 und die Nockenwelle 46 auf.
• Der Positionier-Schieber 94 verschiebt die Profilier-Kopfanordnung 108 mit den Mehrfach-Schleifbändern und Profilier-Kopfeinheiten in die Position, in der die Steuerkurven auf der Nockenwelle 46 geschliffen werden. Der Positionier-Schieber 94 bewegt sich längs der zweiten Basis 86, die ebenfalls mit dem Bett 12 der Maschine 10 verschraubt ist. Die zweite Basis 86 ist in der festen Position festgelegt oder verschraubt, und führt eine Abstützfunktion ähnlich der der ersten Basis 28 auf. Der Motor 90, die flexible Kupplung 92 usw. sind aus Fig. 8 weggelassen; diese Elemente übertragen jedoch eine ausreichend hohe Kraft an den Positionier-Schieber 94, damit er längs der zweiten Basis 86 vorgeschoben oder zurückgezogen werden kann.
• Die Antriebsbasis 98, die den Elektromotor 102 und die Antriebs-Trommelanordnung 100 aufnimmt, sitzt auf dem Positionier-Schieber 94 auf. Das Antriebsband 104 überträgt die Antriebsenergie aus dem Elektromotor 102 auf die Trommelanordnung 100. Verschiedene Schleifbänder sind über die verschiedenen großen Riemenscheiben innerhalb der Antriebs-Trommelanordnung 100 geführt, und der Elektromotor 102 treibt solche Schleifbänder an.
• Die Profilier-Kopfanordnung 108 ist einteilig mit dem Positionier-Schieber 94 ausgebildet. Riemenscheiben 120, 124 sind oberhalb und unterhalb der Frontseite der Profilier-Kopfanordnung 108 gesichert und legen den Verlauf der Schleifbänder fest.
• Fig. 9 zeigt eine entsprechende Profilier-Vorschubeinheit 194. Die Profilier-Kopfanordnung 108 weist verschiedene identische Profilier-Kopfeinheiten 194 auf. Die Profilier- Kopfanordnung 108 besitzt einen stabilen Metallrahmen mit einer Vorderwand 195, einer Zwischenwand 196, einer Rückwand 198 mit einer Zugriffsöffnung im oberen Bereich 200 und im unteren Bereich 202. Erste Zwischenlagen 204 können längs des Oberteiles 200 und zweite Zwischenlagen 206 am Boden 202 der Profilier-Kopfanordnung 108 angeordnet sein. Die Zwischenlagen dienen als Bezugsstellen in der Anordnung und Ausrichtung der verschiedenen Bauteile der Profilier-Kopfanordnung. Ein erster Schmiermittelkanal 208 erstreckt sich durch die Vorderwand 195 nach abwärts, und ein zweiter Schmiermittelkanal 210 erstreckt sich durch die Zwischenwand 196 nach abwärts.
• Die Profilier-Kopfeinheit 194 weist einen Antriebsmotor 212 auf, der ein bürstenloser Servomotor sein kann, ferner eine Kupplung 214 und einen Gewinderollenmechanismus 216. Die Kupplung 214 nimmt die Ausgangswelle des Motors 212 und die verlängerte Welle 218 des Gewinderollenmechanismus 216 auf und hält sie fest. Ein Ring 220 ist auf der Welle 218 ausgebildet, und das von der Kupplung 214 abgelegene Ende der Welle arbeitet mit der Gewindewelle 222 zusammen. Die Lager 224 sind zwischen Ring 220 und Lagermutter 226 eingeklemmt. Die Welle 222 führt durch eine Endkappe 228 des Bundes 230 und durch eine mit Innengewinde versehene Mutter 236, die in einer axialen Bohrung innerhalb des Bundes 230 gehalten ist. Eine Drehung der Welle 222 bewirkt, dass der Bund 230 sich in axialer Richtung in Abhängigkeit von der vom Motor 212 erzeugten Kraft bewegt. Ein Schlitz 232 ist im Bund 230 ausgebildet, und eine Düse 234 läßt Schmiermittel in das Innere des Bundes 230 gelangen, um die Gewinderollen- und -mutteranordnung, die innerhalb des Bundes 230 gehalten wird, zu schmieren. Das Schmiermittel gelangt in einen Schlitz zwischen den beiden Hälften der Mutter 236 und strömt in radialer Richtung nach innen, um die Gewinderollen, die innerhalb der Mutter 236 aufgenommen werden, zu schmieren.
• Hülsen 238, 240 mit Innengewinde sind in Bohrungen in einer Zwischenwand 196 und einer Frontwand 195 der Profilier-Kopfanordnung 108 positioniert, und die Welle 242 eines Kugel-Paßfeder-Mechanismus (ball spline mechanism) verläuft axial hindurch. Das vordere Ende der Welle 222 ist mit dem hinteren Ende des Kugel-Paßfeder- Bundes 230 verbunden. Weitere Einzelheiten des Kugel-Paßfeder-Mechanismus sind nicht dargestellt, da ein solcher Mechanismus fertig bezogen werden kann. Die Hülsen sind feststehend, und nur die Welle 242 des Kugel-Paßfeder-Mechanismus kann in Längsrichtung eine Bewegung übertragen. Das Ausmaß der Längsbewegung des Bundes 230 bestimmt das Ausmaß der Bewegung der Welle 242. Kanäle 208, 210 geben Schmiermittel an die Kugel-Paßfeder-Muttern oder Bunde 238 und 240 ab.
• Das vorder Ende der Welle 242 des Kugel-Paßfeder-Mechanismus endet in einer Nase 244, und eine Gewindebohrung ist axial in die Nase gebohrt. Ein Adapter 246 ist mit der Nase 244 der Welle 242 über Schraubbefestigungen 248 gesichert. Eine Positionier-Lippe 250 steht am vorderen Ende des Adapters 246 vor, und eine Basis 253 des Abstützschuh-Halters 252 ist darauf gelagert, so dass der Abstützschuh 254 in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Schleifbandes steht, das in korrekter und exakt festgelegter Position darüber hinwegläuft. Der Gewinderollen-Mechanismus 216 setzt somit die drehende Antriebskraft des Motors 212 in eine längsgerichtete Kraft um, die den Abstützschuh und das Schleifband mit hoher Kraft gegen das zu schleifende Werkstück preßt, wenn ein solcher Arbeitszyklus durch das Steuersystem, einschließlich des programmierbaren Steuergerätes 75 und der Steuereinheit 77 für die Maschine 10 vorgegeben wird.
• Fig. 10 ist eine Vorderansicht der Profilier-Kopfanordnung 108 und der Abstütz- und Verriegelungsmechanismen dafür, die die Anordnung versteifen und verfestigen. Die Anordnung 108 ist mit dem Positionier-Schieber 94 befestigt und bewegt sich gemeinsam mit dem Schieber. Die rechte oder Innenbord-Seite der Anordnung 108 ist mit dem Ständer 114 verschraubt, die linke oder Außenbord-Seite der Anordnung 108 ist nicht in entsprechender Weise abgestützt, sondern ragt seitlich in freitragender Weise vor. Um den hohen Grad an Steifigkeit über die gesamte Maschine 10 aufrecht zu erhalten und jedes Durchhängen selbst um einen sehr kleinen Bruchteil eines Zentimeters zu vermeiden, wird ein neuartiger Verriegelungsmechanismus verwendet, der das außenseitige Ende der Profilier-Kopfanordnung 108 abstützt.
• Der Verriegelungsmechanismus weist einen kugelförmigen Ansatz 256 auf der außenseitigen Wand der Anordnung 108 sowie einen Hydraulik-Zylinder 158, der auf einem stabilen Träger über dem Ansatz befestigt ist, auf. Der Hydraulik-Zylinder 158 treibt einen Stößel 258 mit einer verjüngten Stirnfläche 260 in vertikaler Richtung an; die Richtung der Bewegung des Stößels ist durch die Richtungspfeile x und y angegeben. Schalter 262, 264 zeigen die verlängerten oder verkürzten Positionen des Stößels 258 an.
• Wenn ein Hydraulik-Zylinder 158 den Stößel 258 nach oben zieht, kann der Hydraulik-Motor 150 so geschaltet werden, dass der Arm 156 in seine unwirksame Position (gestrichelt dargestellt) aus der Verriegelungsposition (voll ausgezogen) geschwenkt wird. In der vertikalen Verriegelungsposition steht die Buchse 266 mit dem Ansatz 256 in festem Eingriff. Der Hydraulik-Zylinder 158 kann dann mit Druck beaufschlagt werden, um den Stößel 258 nach abwärts zu drücken. Die verjüngte Fläche 260 am Stößel gleitet über den Nocken 268, der mit dem oberen Ende des Armes 156 befestigt ist; das Zusammenwirken zwischen diesen Flächen vervielfacht die "Quetschwirkung" des Ansatzes oder der Kugel 256 und der Buchse. Der Verriegelungsmechanismus ist ausreichend stabil, um nach innen gerichtete Druckkräfte aufzunehmen und die Profil- Kopfanordnung in der festen Position wirksam zu verriegeln.
• Die vertikale Beziehung der Riemenscheiben 120 und 124 in bezug auf die Profilier- Kopfanordnung 108 ist in Fig. 10 dargestellt. Es ist nur ein Schleifband 76 gezeigt, das über die obere Riemenscheibe 120 und die untere Riemenscheibe 124 geführt ist; die anderen parallelen Schleifbänder sind der besseren Übersicht wegen weggelassen. Um Schmiermittel an jedes Schleifband heranzuführen, wird das Schmiermittel aus einer Speisequelle (nicht dargestellt) über eine Leitung 270 in das Leitungssystem 272 eingeführt. Das Leitungssystem 272 gibt das Schmiermittel in kleinere flexible Schläuche 274 ab, die von dem Leitungssystem nach abwärts führen. Jede individuelle Leitung gibt Schmiermittel an eine Düse 276 (in den Fig. 2 und 16 gezeigt), die dieses Fluid auf die äußere Oberfläche eines Schleifbandes verteilt, um es zu schmieren und/oder zu kühlen.
• Kleinere Mengen an Schmiermittel können auch auf die Innenfläche eines jeden Schleifbandes abgegeben werden. Um dies zu erreichen, wird Schmiermittel aus einer Speisequelle (nicht dargestellt) über eine Leitung 278 an einen kleineren Verteiler 280 abgegeben; Metallrohre 282 mit kleinerem Durchmesser geben den Inhalt des Verteilers 280 an die Innenfläche eines jeden Schleifbandes.
• Ein großer Hydraulik-Zylinder 284 mit einer seitlich verlaufenden Kolbenstange 286 ist gestrichelt in Fig. 10 dargestellt. Der Zylinder ist antriebsmäßig mit der Antriebs- Trommelanordnung 100 und mit der Steuereinheit 77, die dadurch betätigt wird, verbunden. Wenn die Kolbenstange 286 nach außen verlängert wird, wie dies der Fall ist, wenn die Antriebs-Trommelanordnung die Betriebsposition einnimmt, und die Bänder mitgenommen werden, löst der Ring 288 den Schalter 290 aus. Wird die Kolbenstange durch den Kolben 284 nach innen gezogen, was der Fall ist, wenn die Endkonsole 142 der Antriebs-Trommelanordnung 100 seitlich bewegt wird, um die Wartung der Schleifbänder zu vereinfachen, löst der Ring 292 den Schalter 294 aus.
• Fig. 11 zeigt die baulichen Einzelheiten eines Adapters 246 mit seiner Positionier- Lippe 250, den Abstütz-Schuhhalter 252 mit der Basis 253, und den Abstütz-Schuh 254. Der Abstütz-Schuh 254 besteht aus einem gekrümmten Schuh oder einer balligen Anordnung, und einer Basis mit etwas geringerer Größe. Die Basis paßt in die Aussparung 296 im Abstütz-Schuhhalter 252 mit geringem Spiel. Die Schraube 298 reicht in eine Bohrung in der Basis des Schuhs 254 und zieht den Schuh in Eingriff mit dem Halter 252 fest.
• Nachdem der Abstütz-Schuhhalter 252 auf die Positionier-Lippe 250 aufgesetzt ist, und die Rückseite der Basis 253 des Halters bündig mit der vorderen Fläche des Adapters 246 liegt, werden eine Reihe von Schrauben 300 durch die Bohrungen 301 (Fig. 19) im Halter 252 eingeschraubt, so dass der Halter 252 mit dem Adapter 246 befestigt wird.
• Die axiale Bohrung in der Nase 244 an der Kugel-Paßfeder-Welle (ball-spline shaft) 242 führt in einen Hohlraum, der sich von der Rückseite des Adapters 246 nach innen erstreckt. Der Keil 302 legt die geeignete radiale Orientierung des Adapters 246 auf der Kugel-Paßfeder Welle 242 fest. Ein mit Schraubgewinde versehenes Befestigungsmittel 248 erstreckt sich axial von der Vorderseite des Adapters 246 in die Nase 244 der Welle 242 und legen die Kugel-Paßfeder-Welle und den Adapter zueinander fest.
• Fig. 12 zeigt, dass eine Durchmesser-Linie I durch den Basiskreis einer Nockensteuerkurve am Werkstück oder einer Nockenwelle 46 vorzugsweise kolinear mit einer Durchmesser-Linie II gezeichnet ist, die durch die Mitte des Abstütz-Schuhs 252 verläuft und dessen Stirnfläche schneidet, die mit einer Nockensteuerfläche ausgerichtet ist und mit ihr zusammenwirkt. Beide Linien I und II sind vorzugsweise so ausgelegt, dass sie parallel zu einer Linie III verlaufen, die sich längs der Wirklinie oder Bewegung der Kugel-Paßfeder-Welle 242 erstreckt. Um diese entscheidende, kolineare Beziehung für alle Nockensteuerflächen auf einem zu schleifenden Werkstück und ihre entsprechenden Abstütz-Schuhe 254 zu erzielen, müssen die Positionier-Lippen 250 an allen Adaptern 246 exakt in bezug auf die Durchmesser-Linie II des Abstütz-Schuhs positioniert sein, wie nachstehend ausgeführt wird. Wenn alle zu schleifenden Nockensteuerkurven und ihre entsprechenden Abstütz-Schuhe 254 ausgerichtet sind, liegen alle Werkstück-Durchmesser-Linien I und die Schuh-Durchmesser-Linie II vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene P, und die Linie der Wirklinie III liegt ebenfalls in einer Ebene III, die parallel zur Ebene P ist.
• Die Profilier-Kopfanordnung 108 für die Maschine 10 ist in den Fig. 4 und 10 mit acht Profilier-Vorschub-Einheiten 194 dargestellt, die durch zwei Pfeile A und B (Fig. 10) mit vier solchen Einheiten 194 in jeder Reihe angedeutet sind. Abstütz-Schuhe 254 müssen mit ihren entsprechenden Durchmesser-Linien II (Fig. 11) in dereinzelnen, vorzugsweise horizontalen Ebene P (Fig. 10 und 12) ausgerichtet angeordnet sein. Um dies zu erreichen, sind Abstütz-Schuhhalter 252A in der Reihe A in einer ersten oder oberen Anordnung vorgesehen, während Abstütz-Schuhe 252B in der Reihe B in einer zweiten oder unteren Anordnung vorgesehen sind. Die Konfiguration und Konstruktion der Abstütz-Schuhhalter 252 ist so gewählt, dass die identischen Abstütz- Schuhhalter 252 so ausgebildet sind, dass sie die Abstütz-Schuhe 254 befestigen, damit ihre entsprechenden Durchmesser-Linien 11 in der gleichen Ebene P liegen. Bohrungen 301 der Adapter 246 sind so angeordnet, dass sie Schrauben 300 aufnehmen, gleichgültig, ob die Abstütz-Schuhhalter 252 in ihren oberen oder unteren Positionen vorgesehen sind. Während die Maschine 11 mit acht Profilier-Vorschub-Einheiten 194 in zwei Reihen angeordnet dargestellt ist, können mehr oder weniger Vorschub-Einheiten 194 verwendet werden, je nach der Anzahl von Nockensteuerkurven auf dem Werkstück. Derartige Einheiten 194 können, falls erwünscht, in einer einzigen Reihe angeordnet sein, oder es kann eine andere gewünschte Position gewählt werden, solange die entsprechenden Durchmesser-Linien II durch die entsprechenden Abstütz-Schuhe 254 in der Ebene P liegen.
• Um die Positionierung der Abstütz-Schuhe 254 in der vorbeschriebenen Weise zu vereinfachen, sind Adapter 246 mit ihren entsprechenden Positionier-Lippen 250 in der vertikalen Dimension überdimensioniert ausgebildet. Nach dem Zusammenbau der gewünschten Anzahl von Adaptern 246 auf ihren entsprechenden Kugel-Paßfeder- Wellen 242 durch Schrauben 248 (Fig. 11 und 19) sind die Lippen 250 annähernd ausgerichtet und für eine nachfolgende Ausrichtung und Anordnung in zwei parallelen Ebenen R und S angeordnet (Fig. 19). In Fig. 19 sind die Adapter 246 für nur sechs der acht Vorschub-Einheiten 194 für die Vorschubanordnung 108 dargestellt; die anderen beiden Stationen 57 und 58 bleiben ungenutzt, damit Details der Vorderwand 195 der Anordnung 108 gezeigt werden können.
• Nachdem die Adapter 246 mit der Anordnung 108 zusammengebaut sind, wird die Anordnung für einen Schleifvorgang positioniert; dabei sind alle Lippen 250 in Reihe A (250A1, 250A2 und 250A3) so geschliffen, dass sie in der Ebene R liegen, und alle Lippen 250 in der Reihe B (250B1, 250B2 und 250B3) werden so geschliffen, dass sie in der Ebene S liegen. Die entsprechende Ausbildung von Ebenen R und S in bezug aufeinander (d. h. der Abstand "y" voneinander) hängt von der Größe und Konfiguration der Abstütz-Schuhe 254 ab, während die entsprechende Ausbildung der Ebenen R und S in bezug auf die Profilier-Kopfanordnung 108 in Hinblick auf das zu schleifende Werkstück festgelegt wird. Lippen 250 in der Reihe A werden vorzugsweise zuerst so geschliffen, dass sie in der Ebene R liegen, die an einer vorbestimmten Stelle in bezug auf eine zweckmäßige Stelle auf der Anordnung 108 ausgewählt werden, z. B. als Abstand "x" vom Boden der Zwischenlage 206 (oder in einem ausgewählten Abstand von der Oberseite der Zwischenlage 204 oder einer anderen zweckmäßigen Bezugsstelle, von der aus exakt gemessen werden kann). Die Lippen 250 in Reihe B werden an schließend mit dem ausgewählten Abstand "y" von der Ebene R geschliffen. Falls erwünscht, können die Lippen 250 in der Reihe B zuerst geschliffen werden.
• Fig. 13 zeigt ein schematisches Schaltbild, aus dem hervorgeht, wie der Spindelstock 50 durch eine digitale Schaltung gesteuert wird, und zwar im Gegensatz zu herkömmlichen analogen Steuerschaltungen. Das Bewegungs-Steuergerät 302 wird so erregt, dass es ein Drehmomentsignal erzeugt, das durch den Verstärker 304 und dann an den bürstenlosen Motor 306 geführt wird. Wenn die Welle des Motors 306 rotiert, zählt der Codierer 308 die Anzahl von Umdrehungen und sendet eine solche Information zurück in das Bewegungs-Steuergerät 302. Das Bewegungs-Steuergerät 302 kompensiert automatisch die Differenz zwischen der Anzahl von Umdrehungen, die von dem Codierer 308 geliefert werden, und der Ziel-Drehzahl für den Motor 306, und ändert das digitale Steuersignal zum Verstärker 304 entsprechend.
• Fig. 14 zeigt die entscheidenden Merkmale der Positionier-Schieber-Vorschubanordnung 88 in vergrößertem Maßstab. Die Anordnung 88 weist einen Motor 90 auf, der eine Drehkraft über eine flexible Kupplung 92 an ein Ende der Leitspindel 310 überträgt. Die Leitspindel 310 führt axial durch ein Lagergehäuse 312; Lager 314 sind auf dem gewindefreien Schaft der Leitspindel 310 zwischen der Abdichtung 316 und der Sperrmutter 318 angeordnet. Das vordere Ende der Leitspindel 310 führt durch eine Kugelmutter 320 mit Innengewinde. Die Schraubgewinde an der Kugelmutter 320 und der Leitspindel sind komplementäre Gewinde, und die Kugelmutter 320 ist mit dem Positionier-Schieber 94 verschraubt.
• Wenn die Leitspindel 310 in Drehung versetzt wird, bewirkt sie, dass die Mutter 320 in Längsrichtung den Positionier-Schieber 94 relativ zur zweiten Basis 86 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung verschiebt. Die Extremstellen der Bewegung für die Kugelmutter 320 und damit den Positionier-Schieber 94 sind durch im Abstand angeordnete Anschläge 322 und 324 definiert. Ein nach oben offenes Segment der Basis 86 hält die Anschläge in Position. Die Kupplung 92 wird innerhalb des Kupplungsgehäuses 330 gehalten und die Platte 332 unterstützt die Festlegung der Anordnung 90 in der Betriebsposition.
• Fig. 15 zeigt in vergrößertem Maßstab, wie der Abstütz-Schuh 254 in den Abstütz- Schuhhalter 252 durch die Schraube 298 gezogen wird. Wenn die Drehung der Schraube den Schuh in die zugeordnete Aussparung im Halter 252 zieht, kommen die Seiten des Halters mit der Rückseite des Schuhs 254 an beabstandeten Stellen in Kontakt. Der Kontakt wird somit über einen verhältnismäßig weiten Bereich aufgebaut, und der Schuh nimmt einen festen Sitz ein, obgleich ein Spiel 296 zwischen der Innenfläche des Abstütz-Schuhs und dem Abstütz-Schuhhalter im zentralen Bereich des Abstütz-Schuhhalters aufrecht erhalten wird.
• Fig. 16 zeigt, dass die Nockenwelle 46, wie vorstehend beschrieben, so angeordnet ist, dass sie zwischen einem Reitstock 44 (Fig. 1) und einem Spindelstock 50, und auf im Abstand voneinander angeordneten Werkstückhaltern 54-60 geschliffen wird, wobei alle Bestandteile von einem Schwenktisch 40 aufgenommen sind. Die Rotationsachse des Werkstückes 46 ist in einer Ebene in einem Abstand "w" (Fig. 16) über der Oberseite des Schwenktisches 40 angeordnet. Wie oben erwähnt und insbesondere in Fig. 12 dargestellt, liegt zur Erzielung eines sehr genauen Schleifvorganges der Nockensteuerkurven auf dem Werkstück 46 die Rotationsachse des Werkstückes 46 in der Ebene P (Fig. 12) parallel zur Ebene III. Um diese Beziehung zu erreichen, wird der Abstand "z" zwischen dem Oberteil des Schwenktisches 40 und der Ebene A (der Ebene, in der die Lippen 250 in der Reihe A angeordnet sind) bestimmt. Anschließend wird die Unterseite des Schwenktisches 40 im Bereich der Schwalbenschwanzverbindung so weit geschliffen, dass der Oberteil des Schwenktisches 40 um einen Abstand "z&sub1;" (w - Q = zj) von der Ebene A versetzt ist, wodurch ein Werkstück-Durchmesser I koplanar mit der Linie II des Schuh-Durchmessers in der Ebene P wird. Der Schwenktisch 40 wird damit zu Anfang auf Übermaß bearbeitet und schließlich durch Schleifen kalibriert, um dieses Ziel zu erreichen.
• Eine getrennte Düse 276 (Fig. 16) ist jedem Schleifband so zugeordnet, dass Schmiermittel an jedes Schleifband im Bereich zwischen der äußeren Schleifseite des Bandes und der Nockensteuerkurve auf der Nockenwelle 46, die geschliffen wird, aufgebracht wird. Das Schmiermittel kühlt den Kontaktbereich, verringert Staub und Schmutz und erhöht die Lebensdauer der Schleifbänder.
• Obgleich die Abstütz-Schuhe 254 vertikal ausgerichtet sind, können die Schuhe horizontal in bezug zueinander vorgeschoben oder zurückgezogen werden, während ihre parallelen Beziehungen aufrecht erhalten werden, um die Nockensteuerkurven zu schleifen, die außerhalb der radialen Position in bezug aufeinander angeordnet sind. Eine solche Beziehung wird durch das Paar von Nockenkurvenscheiben nach Fig. 16 demonstriert.
• Fig. 17 zeigt eine Außen-Stützkonsole 142 der Antriebs-Trommelanordnung, die seitlich mit den Führungsstangen 144, 146 verschiebbar ist, welche sich quer über den Positionier-Schieber 94 erstrecken. Eine exzentrische Buchse 334 ist auf der Welle 144 in einer Bohrung in der Basis der Konsole 142 festgelegt. Die exzentrische Buchse 334 ist in bestimmten Bereichen verdickt so ausgeführt, dass sie einer Tendenz der Konsole und Führungsstangen zum Verklemmen oder Festfressen innerhalb des Führungsblockes 166 entgegenwirkt. Die Schraube 336 zieht die Basis der Konsole eng anliegend über die Führungsstange 144.
• Die seitliche Bewegung der Außenkonsole 142 wird mit dem Betrieb des Außen- Verriegelungsmechanismus zum Profilieren der Kopfanordnung koordiniert. Nachdem die Schleifvorgänge abgeschlossen worden sind, zieht der Hydraulik-Zylinder 158 den Stößel 258 zurück, der Arm 156 wird aus dem Verriegelungseingriff mit dem Ansatz 256 durch Betätigung des Hydraulik-Motors 150 geschwenkt, und damit wird ein Zugang zu den Schleifbändern erzielt, der über Riemenscheiben am vorderen Ende der Profilier-Kopfanordnung 108 geführt wird. Auch wird die Konsole 142 gelöst, so dass die Konsole 142 seitlich zusammen mit den Führungsstangen 144, 146 verschoben werden kann, und die Antriebs-Trommelanordnung auf einfache Weise zugänglich ist.
• Die Schleifbänder werden damit für die Inspektion, Wartung, Reparatur usw. an zwei im Abstand angeordneten Stellen auf der gleichen Seite der Maschine 10 freigegeben.
• Fig. 18 zeigt, dass das Gehäuse 110 mit der Rückseite der Profilier-Kopfanordnung 108 befestigt ist. Das Gehäuse ist ausreichend groß, damit es die obere und untere Reihe von Profilier-Vorschubeinheiten umschließt und sich über die gesamte Profilier-Kopfanordnung erstreckt, damit alle Antriebsmotoren für die Profilier-Vorschubeinheiten 194 gegen Schmutz, Staub und schädliche Umgebungsbedingungen abgedichtet sind, die die nutzbare Lebensdauer der Profilier-Vorschubeinheiten verkürzt.
• Fig. 19 zeigt die Adapterplatten 246, die mit den oberen und unteren Reihen von Profilier-Vorschubeinheiten befestigt sind. Positionier-Lippen 252 sind auf jeder Adapterplatte sichtbar, ebenso die Löcher zur Befestigung der Abstütz-Schuhhalter mit den Adaptern. Der Abstand von der unteren Reihe von Positionier-Lippen zu der oberen Bezugs-Zwischenlage 206 ist durch die Dimension "x" angezeigt, und der Abstand von der unteren Reihe von Positionier-Lippen zu der oberen Reihe von Positionier-Lippen durch die Dimension "y". Wie vorher erwähnt, wird der Abstand von der Reihe von unteren Positionier-Lippen 250 zur Zwischenlage 206 sorgfältig gewählt. Dann wird die obere Reihe von Positionier-Lippen 250 in bezug auf die untere Reihe von Positionier-Lippen sorgfältig eingestellt. Anschließend wird, wie in Fig. 16 gezeigt, die Höhe der Mittenlinie des Werkstückes 46 von dem oberen Ende des Schwenktisches 40 eingestellt. Infolgedessen sind die Abstütz-Schuhe 254, die an den Adaptern 246 befestigt sind, mit den Nockensteuerkurven auf dem Werkstück ausgerichtet.
• Die Maschine nach der Erfindung kann zwei, vier, sechs oder acht parallele Schleifbänder zum gleichzeitigen Schleifen einer entsprechenden Anzahl von Steuerkurven auf einer Nockenwelle oder einem ähnlichen Werkstück aufweisen. Die Paare von Bändern können erforderlichenfalls variiert werden, damit die unterschiedlichen Produktionsdurchläufe möglich sind.

Claims (5)

1. Bandschleifmaschine mit

a) einem Maschinenbett (12),

b) einer Vorrichtung (44, 48) zum Abstützen eines Werkstückes (46), das sich quer über das Maschinenbett (12) erstreckt,

c) eine Antriebstrommelanordnung (100), die vom Maschinenenbett (12) aufgenommen wird,

d) einen Positionierschieber (94), der eine Bewegung in Richtung des Maschinenbettes ausführt,

e) eine Positionier-Schieberanordnung (88, 90, 92, 93) für den Positionier- Schieber,

f) eine über dem Positionier-Schieber (94) angeordnete und mit ihm bewegliche Profilier-Kopfanordnung (108),

g) wobei die Profilier-Kopfanordnung (108) ein Oberteil (200), ein Unterteil (202) und beabstandete Seitenwände aufweist,

h) eine an der Profilier-Kopfanordnung (108) angeordnete Schleifband- Aufnahmevorrichtung (120, 124),

i) mehrere Endlosbänder (62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76) mit Schleifseiten und Trägerseiten, deren jedes beabstandet und im wesentlichen um die Antriebstrommelanordnung (100) und die Schleifband-Aufnahmevorrichtung der Profilier-Kopfanordnung (108) herum geführt ist,

j) wobei die Profilier-Kopfanordnung (108) ferner mehrere Profilier-Kopfeinheiten (194) umfaßt, deren jede

k) einen gekrümmten Trägerschuh (254), eine Schuhantriebsvorrichtung (222, 230, 242) zum Andrücken des Schuhs (254) an die Trägerfläche eines Schleifbandes und eine Antriebsvorrichtung (212) aufweist, die eine Antriebskraft auf die Schuhantriebsvorrichtung überträgt,

l) einen nach oben über den Positionier-Schieber (94) vorstehenden Ständer (114),

m) wobei eine Seitenwand der Profilier-Kopfanordnung (108) am Ständer (114) befestigt ist, gekennzeichnet durch

n) eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung der Profilier-Kopfanordnung (108) mit dem Positionier-Schieber (94), die umfaßt

o) 1) ein Betätigungsglied mit einem sich nach außen erstreckenden Arm (156),

2) eine Vorrichtung (Hydraulikmotor 150) zur Ansteuerung des Betätigungsgliedes für das Schwenken des Arms (156),

3) eine im Arm (156) festgelegte Buchse (266),

4) einen an der Profilier-Kopfanordnung (108) ausgebildeten Ansatz (256),

wobei die Buchse (266) im geschwenkten Arm (156) mit dem Ansatz (256) in Eingriff kommt, um die Profilier-Kopfanordnung (108) sicher abzustützen und ein Druchhängen zu verhindern.

2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, bei der der Ansatz eine an der vom Ständer (114) entfernt liegenden Seitenwand der Profilier-Kopfanordnung (108) angeordnete Kugel ist, und die Buchse (266) eine die Kugel aufnehmende Form hat.

3. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Verriegelungsvorrichtung einen Hydraulikzylinder (158) und einen Stößel (258) aufweist, und der Zylinder (158) in angesteuertem Zustand den Stößel (258) derart beaufschlagt, dass er mit dem Arm in Kontakt kommt und ihn gegen die Kugel drückt.

4. Bandschleifmaschine nach Anspruch 3, bei der der Stößel (258) eine konische Fläche (260) aufweist, und am äußeren, freien Ende des Arms (156) an dem Drehbetätigungsglied ein Nocken (268) ausgebildet ist, wobei die konische Fläche (260) bei ihrer Bewegung auf den Nocken trifft, derart, dass die Buchse (266) in Paßsitz mit der Kugel kommt.

5. Bandschleifmaschine nach Anspruch 4, bei der Grenzschalter (262, 264) mit dem Stößel (258) antriebsmäßig verbunden sind und das Betätigungsglied an dem Positionier-Schieber befestigt ist.