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Innenschleifmaschine, bei welcher gleichachsig je eine Schleifspindel
gegenüber den beiden Stirnseiten eines drehbaren Werkstückhalters angeordnet ist
Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenschleifmaschine, bei welcher gleichachsig
je eine Schleifspindel gegenüber den beiden Stirnseiten eines drehbaren Werkstückhalters
angeordnet ist und bei der der Werkstückhalter und die Schleifwerkzeuge relativ
zueinander längs und quer beweglich sind.
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Erfindungsgemäß sind in an sich bekannter Weise der Werkstückhalter
sowie ein zur Eichung der Arbeitsflächen der Schleifwerkzeuge dienendes Abrichtwerkzeug
auf einem Schlitten schwenkbar gelagert, und weiterhin wird erfindungsgemäß- dem
Werkstückschlitten die hin und her gehende Längsbewegung erteilt, während die Schleifwerkzeuge
auf einem quer zur Achsenrichlung der Schleifwerkzeuge verschiebbaren Schlitten
gelagert sind.
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Es ist an sich bekannt, bei Schleifmaschinen mit nur einem Schleifwerkzeug
den Halter des Werkstückes sowie ein zum Eichen oder justieren der Arbeitsfläche
des Schleifwerkzeuges dienendes Abrichtwerkzeug zu diesem Zweck um eine exzentrisch
im Verhältnis zum Schleifwerkzeug liegende Achse derart schwenkbar zu machen, daß
das Werkstück bzw. das Abrichtwerkzeug durch Schwenken um die genannte Achse aus
der Arbeitslage ,geschwenkt und nach durchgeführter Kontrollmessung des Werkstückes
bzw. Abrichten des Schleifwerkzeuges in,die Arbeitslage zurückgeführt werden kann.
Bei Verwendung
dieser Kontrollinessungsniethode in Schleifmaschinen
mit zwei an entgegengesetzten Seiten des Werkstückes angeordneten Schleifwerkzeugen
müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um ein genaues Arbeitsergebnis zu sichern.
Zunächst muß dabei aui den Umstand Rücksicht genommen werden, daß das Werkstück
bzw. das Abrichtwerkzeug wiederholt in und aus seiner Arbeitslage zwischen den Schleifwerlueugen
geführt werden kann, ohne eine axiale Verstellung der beiden Schleifwerkzeuge vornehmen
zu müssen; denn eine solche Verstellung kann die Schleifwerkzeuge leicht aus ihren
zueinander einjustierten Lagen verrücken. Da unter solchen Umständen die beiden
Schleifwerkzeuge in einem verhältnismäßig großen Abstand voneinander, entsprechend
der axialen Länge des Werkstückes, liegen müssen, so leuchtet es ein, daß schon
sehr kleine Änderunggen der Lage der Schleifwerkzeuge zur Folgehaben können, daß
der gewünschte Genauigkeitsgrad nicht innegehalten wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Schleifvorgang mit hoher
Genauigkeit durchführen und durch die Anwendung von zwei an je einer Seite des Werikstückhalters
angeordneten Schlüffiverkzeugen zwei Innenflächen an je einem Ende des Werkstücks
in demselben Arbeitsvorgang schleifen zu können. Die Maschine nach der Erfindung
ist insbesondere dazu bestimmt, eine einzige, das ganze Werkstück durchziehende
zvlindrische Fläche zu schleifen, wobei die Schleifscheiben den gleichen Durchmesser
haben und durch L' ein einziges Werkzeug abgerichtet werden. Die Anordnung der Schleifscheiben
und die Bewegung des Werkstückhalters sind dann derart angepaßt, daß sich die Arbeitsbereiche
der beiden Schleifscheiben in der Mitte des 'Werkstückes ein wenig Überlappen. Bei
einem solchen Schleifverfahren ist die Anforderung an die Genauigkeit besonders
groß, weil dann die von den beiden Schloifscheiben bestrichenen Flächenteile genau
dieselbe Zylinderfläche ergeben müssen. Es wäre allerdings möglich, nur eine Schleifscheibe
zu verwenden und die Schleifscheibe die ganze Länge der Innenfläche bestreichen
zu lassen. Eine derartige Anordnung gibt aber nicht die große Genauigkeit, die mit
der vorliegenden Erfindung bezweckt ist, insbesondere beim Schleifen von verhältnismäßig
langen Hülsen, und zwar deshalb, weil die Schleifscheibenwelle dann entsprechend
länger sein muß und daher durch das Werkstück in der Querrichtung abgebogen wird.
Dies kann insbesondere bei Hülsen mit kleinem Innendurchmesser eintreten, wo die
Schleifscheibenwelle entsprechend schwach gewählt werden muß, so daß die Schleifgenauigkeit
sehr stark beeinträchtigt wird. Bei Verwendung von zwei an je Z'
einer Seite
des Werkstückes angeordneter Schleifscheiben könnten die Schleifscheibenwellen kürzer
und denigemäß stabiler ausgebildet und angeordnet werden, da jede Schleifscheibe
dann nur etwa die halbe Hülsenlänge bestreichen muß.
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Die Doppelanordnung der Schleifscheiben ist an sich bekannt. Dabei
sind aber die beiden Schleifscheiben auf getrennten Schlitten angeordnet, wobei
das Bestreichen der Innenfläche von den Schleifscheiben durch Axialbewegungen der
genannten Schlitten bewirkt wird. Bei jeder Schlittenbeweglung muß man mit ganz
beträchtlichen Ungenauigkeiten infolge des unvermeidlichen Spielrauines in den Lagerungen
der Schlitten rechnen. Solche Schlittenfehler können sich bei der bekannten Anordnung
addieren, aber auch, wenn die beiden Schleifscheiben auf einem einzigen Schlitten
vorgesehen werden, werden die Fehler zu groß. Dies wird um so mehr der Fall sein,
wenn die beiden-Schleifscheiben -,vio bei Maschinen der vorliegenden Art in einem
verhältnimäßig großen Abstand voneinander angeordnet sein müssen,weil dann die seitlichen
Abweichungen der Schleifscheiben aus der richtigen Bewegungsbahn entsprechend größer
t' Z, 2n werden. Derartige Fehler werden durch die Erfindung dadurch ausgeschaltet,
daß die Schleifscheiben keine Axialbewegung aus führen, die erforderliche Axialbewegung
wird von dein Werkstückhalter ausgeführt. Da das Abrichtwerkzeug gemäß der Erfindung
an dein Werkstückhalter angeordnet ist, so können die Schleifscheiben jedesmal genau
in der Bewegungsrichtung des Werkstückhalters abgerichtet werden. Die hierdurch
erzielte große Genauigkeit wird erfindungemäß dadurch erhöht bzw. gewährleistet,
daß die Vorschubbewegung durch eine Querbewegung des die Schleifwerkzeuge tragenden
Schlittens herbeigeführt wird und nicht etwa durch eine Querbewegung des Werkstückhalters.
Im letztgenannten Falle wäre es nämlich notwendig, den Werkstückhalter auf einem
Kreuzschlitten anzuordnen, wodurch die Genauig keit wesentlich beeinträchtigt werden
würde spielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Fig. i einen Grundriß der Schleifinaschine
mit ihren wesentlichsten Teilen, Fil-l. 2 eine schematische Seitenansicht der Maschine
bei weggeschnittener Lagerung für die eine Schleifspindel, Fil-. 3 den Halter
für das Werkstück i in Schnitt durch die Drehachse des Halters. Fig. 4 einen Schnitt-
nach der Linie 4--t dur Fig. 3.
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Bei der dargestellten Ausführungsforin ist di-- Maschine mit zwei
drehbaren und gleichachsigen
Schleifspindeln 1, 2 versehen. jede
Spindel trägt an dem einen Ende eine Schleifscheibe 3 bzw. 4 und ist am anderen
Ende in einem Lager 5 bzw. 6 gelagert. Die Lagerungen 5 und 6 sind
durch Arme 7 und 8 mit einem gemeinsamen, verstellbaren und verriegelbaren
Schlitten 9 starr verbunden, der in bekannter Weise mit Führungsleisten o.dgl. Io
versehen ist, die in Nuten II eignes ortsfest angeordneten Tisches 12 eingreifen.
Mittels einer mit einem Handrad 13 versehenen Vorschubschraube 14 kann der Schlitten
9 verschoben und in für das Schleifen passende Lager ein 'gestellt werden. jede
Schleifspindel kann für sich mittels eines Motors, beispielsweise einer Turbine
15, zu der Druckmittel durch eine Leitung 16 zugeführt werden, angetrieben werden.
Es ist wesentlich, daß die Kraftübertragung zu den Schleifspindeln derart erfolgt,
daß die Spindeln von Querbeanspruchunigen entlastet sind.
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Das Werkstück, beispielsweise ein hülsenförmiger Körper 18 Mg. 3),
dessen zylindrische Innenfläche geschliffen werden soll, ist in einem hervorragenden
Teil eines Halters, der in Fig. i im ganzen mit :2o bezeichnet ist, gelagert. Der
Halter ist mittels zweier gleichachsiger Zapfen 2 1 schwenkbar gelagert, die. mit
kegelförinigen Spitzen 22, in entsprechende kegelförmige Vertiefungen der Stirnflächen
eines zylindrischen Teils 2,3 des Halters eingreifen. Die Zapfen 21 sind
an ihren Enden mit Gewinde 2,4 und mit zugehörigen Gegenmuttern 25 versehen, mittels
welcher die Zapfen 21 in Lageröffnungen 2-6,
die in einem Stück mit einem
Rahmen 27 ausgeführt sind,unverrückbar festgehalten werden können. Der Rahmen
27 ist auf einem Tisch 28 (vgl. Fig. i) angeordnet, der in bekannter Weise auf einem
in der Zeichnung nicht dargestellten, in Geradführungen verschiebbaren Schlitten
angeordnet ist, so daß ihm eine hin und her gehende Bewegung in einer zur Achse
der Schleifspindel i und 2 parallelen Richtung erteilt werden kann. Der Tisch 2-8
ist aufferdem auf dem genannten Schlitten drehbar gelagert, so daß er zwecks Einstellung
der Drehachse des Werkstückes in verschiedene Winkellagen im Verhältnis zu den Schleifspindeln
um eine senkrechte Achse geschwenkt werden kann. Beim Schleifen von zylindrischeui
Flächen ist der Tisch 28 in solcher Lage auf dem Schlitten verriegelt, daß die Lagerungsachse
des Halters 2o parallel zur Schlittenbewegung verläuft. Der Schlitten, der den Tisch
2,8 trägt, erhält für gewöhnlich seine hin und her gehende Bewegung von einer durch
einen Motor angetriebenen Welle, er kann aber auch mittels eines Handrades
30 verschoben werden. Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist die Anordnung
derart, daß der Schlitten 9 und das Rahmenwerk 27 in -zueinander parallelen
Ebenen beweglich sind.
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Das Werkstück 18 (Fig. 3) ist mittels einer dasselbe umschließenden
kegelförmigen Hülse -i und einer gegen die Stirnfläche der Hülse anliegenden ringförmigen
Schraube 32 in einer kegelförmtigen Bohrun '-33 eines drehbaren Teiles 35
festgespannt, der an einem Ende mit einer Riemenscheibe 34 versehen ist. Die Riemenscheibe
ist an einem ringförmigen Flansch 36 des Teiles 35 mittels Schrauben
37 festgeschraubt. Am anderen Ende des drehbaren Teiles 35 ist ein
Stellring 38 durch Gewinde 39 mit dem Teil 35 fest verbunden,
so daß der Ring zusammen mit diesem Teil drehbar ist. Die eigentliche Lagerungsfläche
des drehbaren Teiles 35 besteht aus einer zylindrischen Innenfläche einer Lagerhülse
40, deren äußere Mantelfläche kegelförmig geformt ist. Die Lagerhülse ist in einer
entsprechend ausgebildeten kegelförmigen Bohrung eines Armes .41 des Halters 2o
fest eingespannt. Die Einspannvorrichtung der Lagerhülse besteht hierbei aus einem
Ring 42, der auf dasjenige Ende der Hülse 40, das den kleinsten äußeren Durchmesser
besitzt, aufgeschraubt ist und gegen die äußere Seite des Armes 41 anliegt. Dieser
trägt das Werkstück 18 und bildet ein Stück mit einem den Kern 23 des Halters fest
umschließenden Hohlkörper 43.
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In der durch die Lagerungsachse des Halters und die Achse des Arbeitsstückes
gehenden Ebene ist ein Eich- oder justierwerkzeug, welches aus einem Abrichtdiamant
45 besteht, der seinerseits in einem mit äußerem Gewinde versehenen hülsenförmigen
Halter 47 einstellbar angeordnet ist. Der Halter kann in einer mit entsprechendem
Gewinde ausgebildeten Bohrung 48 im Hohlkörper 43 verschraubt werden. Eine Mutter
49 dient zum Feststellen des Halters 47 in der gewünschten Lage. Der Abrichtdiamant
45 und das Werkstück sind im Halter 2o so angebracht, daß der Abstand zwischen dem
Diamant und -der am nächsten liegenden Seite 5o der zylindrischen Innenfläche des
Werkstücks 18 durch die durch die Spitzen 22 bestimmte Lagerungsachse des Halters:2o
halbiert wird. Die Drefiachsen der Schleifscheiben i und 2- liegen hierbei in derselben
Ebene wie die Drehachse des Werikstückes und die Lagerungsachse des HalterS 20,
und die Schleifscheiben berühren das Werkstück längs einer Linie an der mit 5o bezeichneten,
der Lagerungsachse des Halters am nächsten liegenden Zylinderseite.
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Während des Sch-leifvorganges erhält das Werkstück eine Drehbewegung
um seine Achse durch einen Riemen 5 1 (Fig. i)-, der um die Riemenscheibe
34 und eine um den
Kern 23 drehbare Riemenscheibe 52 (Fig. 3) gelegt
ist. Diese ist in einem Stück mit einer Riernenscheibe 53 ausgeführt, die einen
größeren Durchmesser besitzt und mittels eines Kugellagers 54 auf dem Kern
23 gelagert ist. Stellringe 55 und 56 sind in üblicher Weise vorgesehen,
um das Kugellager und die Riemenscheibe in axialer Richtung zu halten. Die Riemenscheibe
53 wird durch einen elektrischen Motor 6o (Fig. i und 2) angetrieben, und
zwar mittels einer Motorriemenscheibe 61 und eines über diese und über die Riernenscheibe
53 gelegten Riemens 62. Der Motor 6o ist an einem mit dem Schlitten 27 verbundenen
Gestell 63 angeordnet. Der Motor, die Lageröffnung n 26 und der Halter
2o für das Werkstück sind auf dem Tisch 28 angeordnet und werden also während
des Schleif -ganges gemeinsam verschoben. Das Werkstück wird dabei abwechselnd in
Eingriff mit der einen oder der anderen der Schleifscheiben 3 und 4 geführt.
Die Bewegungsbahn des Gestelles 27 ist zweckmäßig so gewählt, daß beim Schleifen
des Werkstückes abwechselnd durch die Schleifscheibe 3 und 4. geschliffen
wird. jede Endzone der Fläche wird also nur durch eine der Schleifscheiben bearbeitet.
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Zwecks Verriegelung des Halters 2o in der richtigen Winkellage während
des Schleifvorganges ist der Arm 41 des Halters an seinem äußeren Ende mit einer
Nase 65 (Fig. 3 und 4) versehen-, die zwischen einem einstellbaren Anschlag
66 und einer Schraube 67 eingespannt werden kann; der genannte Anschlag
besteht aus einem mit Gegenmutter versehenen Bolzen, der in das Rahmenwerk
27 eingeschraubt ist. Die Schraube 67 ist in einem Joch
69 eingeschraubt, das mittels zweier Gelenke 70 auch mit dem Rahrnenwerk
27 verbunden ist. Die Gelenke sind außerdem um Lagerzapfen 71 (Fig- 3) schwenkbar,
welche Zapfen im Rahmenwerk befestigt sind. Die Verriegelungsschraube 67 (Fig. 4)
ist mit einem Handgriff 72 versehen. Nach Lockerung der Schraube
67 kann das Joch nebst den Gelenken nach außen außer Eingriff mit der Nase
65 herausgeschwenkt werden, worauf der Halter 2o, wenn derselbe die in Fig. i dargestellte
Lage zwischen beiden Schleifspindeln i und 2 einnimmt, aus dieser Schleiflage nach
oben (im Uhrzeigersinne in Fig. 4) umgeschwenkt werden kann. Das Rahmenwerk 27 ist
so ausgebildet, daß der Halter um einen gewissen Winkel in eine durch einen Anschschlag
o. dgl. bestimmte Lage unigeschwenkt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform
kann der Halter um I80° geschwenkt werden, wobei der Diamant in Eingriff mit den
Schleifscheiben, zwecks Schärfung und Justierung der Arbeitsflächen derselben, gebracht
werden kann. Hierbei wird der Schlitten 9 in einer für das Ab-
schleifen
passenden Lage verriegelt, und der Abstand des Schleifdiamants von der Lagerungsachse
des Halters 2o wird kontrolliert, worauf die den Rahmen 27 tragende Schlittenvorrichtung
in hin und her gehende Bewegung versetzt wird. Der Abrichtdiamant 45 wird dabei
parallel zur Achsenrichtung der Schleifspindeln nacheinander über die Arbeitsflächen
der beiden Schleifscheiben geführt, so daß diese vollständig gleich abgerichtet
werden. Es wird also dieselbe Schlittenvorrichtung und dieselbe Bewegungsbahn für
das Werkstück verwendet, und der Abrichtdiamant 45 bildet ein für beide Schleifscheiben
gemeinsames Eich- oder Justierungswerkzeug. Der Arm 41 des Halters 2o liegt während
dieses Vorganges gegen den vorderen Teil des Rahmens 27 an. In dieser Lage
des Halters hat man die Möglichkeit, die bearbeitete Fläche des Werkstückes 18 zu
besichtigen und zu kontrollieren-, wobei beispielsweise eine Kontrollmeßvorrichtung75
verwendet werden kann. Diese Vorrichtung, die einen Finger 76 aufweist, ist
auf einer Konsole am Rahmen 27 angeordnet und in der Achsenrichtung des Werkstückes
verschiebbar. Durch Verschiebung des Fingers 76 über die bearbeitete Fläche
des Werkstückes können mit Hilfe eines Zeigers die Ab-
weichungen der Fläche
von der zylindrischen Form festgestellt werden.
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Dadurch, daß der Halter 20 schwenkbar ist. kann das Werkstück bequem,
beispielsweise zwecks Besichtigung, aus der Schleiflage entfernt und wieder zur
Fortsetzung der Bearbeitung in die genannte Lage zurückgebracht werden. Wenn außerdem
die Lagerungsflächen kegelförmig ausgeführt werden wie C
bei der beschriebenen
Ausführungsforrn, wo der Halter um zwei gleichachsige kegelförmige Zapfen schwenkbar
ist, und wenn die Lagerungsachse des Halters in der durch die i Drehachse der Schleifscheiben
gehenden, mit der Vorschübrichtung der genannten Scheiben parallelen Ebene angeordnet
wird, so kann das Schleifen mit außerordentlich großer Genauigkeit ausgeführt werden,
und zwar beispielsweise mit einer Toleranz von 1/looo mm# wobei der Schleifvorgang
zu jeder beliebigen Zeit zwecks Kontrollmessungen unterbrochen und darauf unbehindert
an derselben Fläche fort 'gesetzt werden kann. Durch die angegebene i Anordnung
der Lagerungsachse des Halters 2o ergibt sich nämlich der Vorteil, daß die Tangentialebene
zu dem von den Schleifscheiben angegriffenen Flächenelement der Zylinderfläche am
Werkstück 1.8 einen Winkel i, von go' mit der durch die Achse des Werkstückes und
die Drehachse des Halters 2o
gehenden Ebene bildet, wobei solche
Ungenauigkeiten, die zur Folge haben können, daß der Arm 41 nach Zurückstelfüng
in die Arbeitslage etwas höher oder etwas tiefer zu liegen kommt als vorher, keine
merkliche Änderung im Durchmesser des geschliffenen Zylinders verursacht, wenn das
Werkstück darauf wieder in der Längsrichtung in. Bewegung gesetzt wird. Es ist also
nicht erforderlich, durch wiederholte Lockerung und Anziehung der Verriegelungsschraube
72 während des Schleifvorganges zu kontrollieren, daß der Druck auf die Nase 65
immer gleich groß wird, oder daß die beim Verriegeln wirksamen Kontaktflächen vollständig
sauber sind. Durch die Anordnung der Zapfenlager 22 wird die Lagerung des Halters
2o vollständig stabil ohne Spiel, weil diese Lagerungen verhältnismäßig fest angezogen
sein können und leicht nachregulierbar sind.