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Vorrichtung zum seitlichen Einführen des Kühlmittels in Schleifscheiben
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum seitlichen Einführen des Kühlmittels
in Schleifscheiben, durch deren Poren die Kühlflüssigkeit infolge der Fliehkraft
zur UmfanIgsfläche geleitet wird, wo sie austritt.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird das Kühlmittel aus
einer feststehenden Leitung in eine Zulaufkammer eingeführt, die an einer Seite
der Schleifscheibe konzentrisch zur Schleifspindel angeordnet ist und durch die
Poren der Schleifscheibe zur Schleifstelle geleitet, wobei jedoch das Kühlmittel
nicht in der erforderlichen Menge an die Schleifstelle gelangen konnte, weil i.
die Kühlmittelkammer, die sich in unmittelbarer Nähe der Schleifscheibenspindel
befindet, nur einen wesentlich kleineren Außendurchmesser als die Schleifscheibe
besitzt und daher die das Kühlmittel an die Schleifscheibe abgebende Fläche bedeutend
kleiner ist als der Außendurchmesser der Schleifscheibe, wo das Kühlmittel erst
wirken soll,
2-. der Weg des Kühlmittels durch die Poren der Schleifscheibe
hindurch strahlenförmig verläuft und daher der Außendurchmesser der Schleifscheibe
nicht in der erforderlichen Menge mit Kühlmittel versorgt werden kann, 3. durch
die Lage der Kühlmittelkammer in der Nähe der Schleifspindel die auf das Kühlmittel
wirkende Fliehkraft zu gering ist, um genügenden Nachschub von Kühlmittel durch
die Schleifscheibe hindurch zu gewährleisten, weil ja das Kühlmittel infolge des
größeren Radius am Außendurchinesser die Schleifscheibe schneller verläßt, als es
zugeführt wird, sowie 4. die Fliehkraft des Kühlmittels in der Kühlmittelkammer
nicht in dem erwünschten Maße vorhanden ist, weil infolge des Beharrungsvermögens
des Kühlmittels eine nennenswerte Umdrehungsgeschwindigkeit nur derjenigen Kühlmittelschichten
erreicht wird, die unmittelbar an den Wänden der Kühlmittelkammer liegen.
Zum
Stand der Technik ist noch zu benierken, daß an sich auch eine seitliche Kühlmittelzuführung
an beiden Seiten der Schleifscheibe in Form zweier seitlicher geschlos sener Kammern
bekannt ist. Der Inhalt dies Kammern muß stets ergänzt werden, ohre daß es ohne
weiteres möglich ist, die Abnahme der Kühlmittelmenge in- der Kammer zu beobachten.
In diesem bekannten Fa11 beträgt der Außendurchmesser der seitlichen Kammern etwa
3/.. des Schleifscheibenaußendurchmessers.
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Wegen der angeführten Nachteile konnten sich diese bekannten Vorrichtungen
nicht in der Praxis durchsetzen. Die Kühlung der Schleifscheibe erfolgt infolgedessen
nach wie vor in erster Linie dadurch, daß ein Kühlmittelstrahl unmittelbar auf die
Scheibenprofile gespritzt wird. Auch dieses zuletzt genannte Verfahren ist oft unzureichend,
weil bei den hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe durch die Windwirkung
der Kühlmittelstrahl selbst bei höherem Druck: die Schleifscheibe nicht mit Sicherheit
erreichen kann, und weil ferner der von außen auf das Scheibenprofil gespritzte
Kühlmittelstrahl nicht in der Lage ist, die durch den Schleifprozeß mit Metallstaub
verschmierten Poren am Schleifscheibenprofil zu reinigen.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden möglichst nahe am Außendurchniesser
der Scheibe mehrere sich verengende Auffangschaufeln, deren Öffnungen in der Umdrehungsrichtung
der Schleifscheibe liegen, angeordnet, die das in entgegengesetzter Richtung aufgespritzte
Kühlmittel verdichten und ins Schleifscheibeninnere pressen. Die oben geschilderten
Nachteile sind bei diesem Verfahren vermieden, weil eine Zuführung des Kühlmittels
zum Außendurchmesser der Schleifscheibe auf kürzestem Wege und infolgedessen auch
in ausreichender Menge gewährleistet ist. Da bei diesem Verfahren für genügenden
Nachschub des Kühlmittels gesorgt ist, erfolgt eine ausreichende Kühlung des Außendurchmessers
der Schleifscheibe auch deswegen, weil bei dem Abschleudern des Kühlmittels, das
durch die Fliehkraft verursacht wird, sofort infolge der Kapillarwirkung der Schleifscheibenporen
eine entsprechende Menge des Kühlinittels nachgesaugt wird, hierdurch werden die
Schleifscheibenporen ständig und mit Sicherheit von innen heraus von dem verschmierten
Material gesäubert, wodurch ein stets zum Schnitt freies Korn am Scheibenprofil
erreicht wird. Auch wird hierbei die die rasch unflaufende Schleifscheibe umgebende
Lufthülle mit Sicherheit durchdrungen. Der erzielte reichliche allseitige Austritt
des Kühlmittels am Schleifscheibenrand erlaubt eine stärkere Spanbeistellung und
besonders eine erheblich erhöhte Werkstückdrehzahl gegenüber den bisher üblichen
Arbeitsbedingungen, und es wird erfahrungsgemäß infolge der .'frei. gehaltenen Scheibenporen
am Profil eine wesentliche Schleifscheibenersparnis erzielt, da beim Abziehen des
Profils mit dem Diamanten nur so viel Material abgenommen zu werden braucht, daß
die Profilhaltigkeit wieder erreicht ist, und da nicht wie bisher auch darauf Rücksicht
genommen werden muß, daß so viel am Profil abgezogen wird, bis die verschmierte
Schicht in ihrer ganzen Tiefe entfernt ist.
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Damit die durch die Auffangsschaufeln infolge der hohen Umlaufgeschwindigkeit
erzeugte dichte Lufthülle an der Schleifscheibenseite vom Kühlmittelstrahl durchbrochen
wird, um möglichst viel Kühlflüssigkeit von den Auffangschaufeln auffangen zu lassen,
ist ein bestimmter Strahldruck erforderlich. Die Verhältnisse liegen erfahrunggsgemäß
am günstigsten, wenn die Strahlgeschwindigkeit des Kühlmittelstrahles der Umfangsgeschwindigkeit
der Auffangschaufeln gleich oder annähernd gleich ist.
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Die gesamte Kühlmittelmenge wird nämlich hierbei nicht durch die Schleifscheibenporen
hindurch dem Außendurchrnesser der Scheibe zugeleitet, sondern gelangt zum Teil
an den Seitenwänden der Scheibe zum Außendurchmesser, wodurch die Zuführung des
Kühlmittels zum Außendurchmesser der Scheibe beschleunigt und dadurch die Kühl-und
Spülwirkung begünstigt wird, so daß sich auch eine besondere Kühlung des Werkstückes
durch sogenannte Zusatzdüsen erübrigt.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann die Außenfläche der Schleifscheibenklemmplatte
mit den Auffangschaufeln versehen sein.und bis zur Schleifscheibenwand reichende
Durchbrüche besitzen. Auch können die Auffangschaufeln an einer zwischen der Schleifscheibe
und den Klemmplatten eingespannten Ringfolie vorgesehen sein.
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In einer besonderen Ausführungsform ist auf der Klemmplatte, zweckmäßig
mit Gewinde, ein besonderer abnehmbarer Ring be-
festigt, der die Auffangschaufeln
trägt. An Stelle des einen Ringes können auch mehrere übereinander befestigte Ringe
vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung ist es neben den bereits erwähnten Vorteilen
möglich, die Schleifscheibe in möglichst großem Durchmesser zu spannen und bei abgenutzter
Scheibe den Einspanndurchmesser entsprechend zu verkleinern.
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Die Auffangschaufeln können ein- oder mehrreihig nebeneinander oder
versetzt angeordnet sein. Sie können auch entgegen der
Drehrichtung
der Schleifscheibe in Kanäle auslaufen, die zur Schleifscheibenwand hin offen sind
und nach außen hin Erhöhungen auf der Klemmplatte bzw. der Ringfolie bilden. Hierbei
dienen die Kanäle einmal zum Auffangen der in dem Kühlmittel befindlichen Fremdkörper,
welche sich infolge der Umlaufkraft in diesen Kanälen ansammeln, da sie spezifisch
schwerer sind als das Kühlmittel und nicht die Poren unmittelbar. unter der Schaufelöffnung
verstopfen, und zum Zweiten zum besseren Durchfluten der Schleifscheibe, weil hierdurch
die vom Kühlmittel benetzte Fläche der Schleifscheibe vergrößert ist. Die nach außen
hin liegenden entsprechenden Erhöhungen wiederum bewirken eine Stauung der sonst
infolge der .geschleuderten Kühlmittelmenge Flichkraft abg und werden vorteilhaft
so angelegt, daß sie dem abgelenkten Kühlmittel den Weg in eine andere Schaufelöffnung
weisen.
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Besonders zweckmäßig ist es, die Kühlmittelzufuhr durch eine Gabeldüse
zugleich an beiden Seiten der Schleifscheibe vorzunehmen undmithin auch die Schaufeldurchbrüche
beiderseitig der Schleifscheibe anzuordnen. Sorgt man hierbei dafür, daß die Schaufeldurchbrüche
sich auf beiden Seiten der Scheibe gegenüberliegen, so ' wird eine besonders
günstige Stauwirkung des Kühlmittels im Innern der Schleifscheibe erzeugt, die eine
sichere Abkehrung des Kühlmittelweges im Innern der Schleifscheibe zum Außendurchmesser
hin der Fliehkraft folgend bewirkt. Um eine besonders ausgiebige Kühlung und Spülung
zu erreichen, können mehrere auf den Umfang der Schleifscheibe verteilte Zwillingsdüsen
vorgesehen sein.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Abb. i zeigt einen Schnitt durch die Schleifscheibenachse, desgleichen
die Abb. 2 und 3,
Abb. 4 eine Ansicht' der Anordnung der schaufelartigen Durchbrüche,
Abb. 5 bis 7 entsprechende Schnitte dieser Durchbrüche und Abb. 8 eine Ansicht der
Schleifscheibe mit mehreren Düsen für die Kühlmittelzufuhr. In der Abb. i ist auf
der Schleifspindel i die Klemmplatte 2 mit Hilfe der Mutter 3
und der Druckscheibe
4 auf dem Konus 5 befestigt. Auf dem Flansch der Klemmplatte ?-
sitzt
die Gegenklemmplatte 6, die hier durch den Spannring 7 gehalten wird. Zwischen
den beiden Klemmplatten 2, 6 ist die Schleifscheibe 9 gehalten, deren
Innendurchmesser den Ansätzen 8 der Klemmplatten entspricht. Zwischen Schleifscheibe
9 und den Klemmplatten :2, 6 sind Ringfolien I0, I0a vorgesehen, die mit
ihren Innenseiten an der Schleifscheibe anliegen. Die Ringfolien I0, I0a besitzen
Auffangschaufeln II, deren Anordnung und Ausbildung sich aus der Abb. 4 bzw. den
Abb. 5 bis 7 ergibt.
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In gleicher Höhe mit den Schaufeln II befinden sich die Austrittsöffnungen
der- Gabeldüse 13, welche das Kühlmittel zuführen und deren Schenkel in den Gelenken
14, 15, 16 drehbar sind.
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Bei dieser Ausführungsform wird also das Kühlmittel unter Druck aus
der Gabeldüse 13 auf die Seitenwände der Schleifscheibeg 9 bzw. der Ringfolien I0,
I0a gespritzt und von den Auffangschaufeln II- aufgenommen. Infolge der Umlaufkraft
und infolge der Formgebung der Schaufelöffnungen, die sich aus den Abb. 4 bis 7
ergibt, wird das Kühlmittel verdichtet und an den Seitenwänden der Schleifscheibe
an die Stellen gepreßt, wo sich die Auffangschaufeln befinden. Das Kühlmittel wird
auf diese Weise in das Innere des Schleifscheibenkörpers von beiden Seiten gedrängt,
wo es zunächst gestaut und dann durch die Fliehkraft zum Außendurchmesser der Schleifscheibe
geschleudert wird. Die Stauwirkung wird besonders günstig,- wenn die Durchbrüche
II auf beiden Seiten der Schleifscheibe einander gegenüberliegen. Außer dein geschilderten
Weg suchen andere Teile des Kühlmittels ihre Bahn aus dem Zwischenraum zwischen
Schleifscheibeg und Folien I0, I0, die dann an dem Außendurchmesser 1:2 der Folien
austreten und an den Seitenwänden der Schleifscheibe entlang zum Außendurchmesser
streben. Durch die Fliehkraft wird dann das Kühlmittel vom Außendurchinesser abgeschleudert.
Der Weg, den die Teile des Kühlmittels nehmen, ist in Abb. i durch Pfeile angedeutet.
-Im Gegensatz zur Abb. i sind bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 keine besonderen
Ringfolien verwendet,- sondern es sind die Auffangschaufeln i i unmittelbar an den
Klemmplatten 2, 6 angebracht.
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In der Abb. 3 ist auf den Klemmplatten2,6 auf beiden Seiten
der Schleifscheibe je ein Ring 17 aufgebracht, der mit den Schaufeln ii versehen
ist. Auf dem Ring 17 sitzen' die weiteren Ringe 18 bzw. ig, die ebenfalls zweckmäßig
mit Gewinde aufeinander befestigt sind.
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Die Abb. 4 vermittelt ein Bild von der Formgebung der Auffangschaufeln.
Es ist ein Bruchstück der Schleifscheibe mit den Klemmplatten bzw. den Ringfolien
dargestellt,' das in die Sektoren I bis V unterteilt ist. Naturgemäß kommt
für jede Ausführungsfo= immer nur eine Ausbilduhg der Auffangschaufeln in Betracht.
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Im Sektor I sind drei Reihen von Schaufeln angeordnet, deren Öffnung
in der Drehrichtung
der Schleifscheibe liegt und deren Hohlraum
in der entgegengesetzten Richtung sich stromlinienförmig verkleinert.
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Abb. 6 zeigt einen Schnitt der Durchbrechungen nach der Linie A-B.
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Im Sektor II sieht man etwa gleiche Schaufeln wie im Sektor I, nur
verläuft das im Drehsinn hintenliegende Ende des Schaufelhohlraumes jeweils in einem
Kanal 2o, der entsprechend Abb. 5 nach der Linie C-D ausbildet ist. Man sieht, daß
diese Kanäle zur Schleifscheibenwand offen sind, während sie auf den außenliegenden
Seiten der Klemmplatte bzw. der kingfolie entsprechende Erhöhungen bilden.
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Im Sektor III besitzen die Schaufeln an ihrer Auffangöffnung, eine
geringere Breite als an ihrem rückwärtigen Ende. In diesem Falle nimmt also der
Schaufelhohlraum entgegengesetzt der Drehrichtung der Scheibe an Breite zu. Diese
Ausführungsform ist besonders zweckmäßig für verhältnismäßig starke Schleifscheiben,
weil auf diese Weise eine möglichst große Fläche in unmittelbare Berührung mit dern
Kühlinittel gebrachtvird, wodurch, eine größere Öhnenge zugeführt werden kann. Ein
Schnitt dieser Schaufeln nach der Linie E-F ist in der Abb. 7 gezeigt.
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In den bisher geschilderten Ausführungen der Schaufeln in den Sektoren
I bis III sind drei Reihen von Schaufeln vorgesehen, wobei die Schaufeln staffelförmig
zueinanderliegen sie könnten auch nebeneinander angebracht sein.
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Im Sektor IV sind zwei Reihen von Schaufeln vorgesehen, die gegeneinander
versetzt sind, und im Sektor V nur eine Reihe von Schaufeln, welche in diesem
Fall hintereinanderliegen. Die Formgebung der Schaufeln im Sektor IV und V kann
nach den Abb. 5 bis 7 gewählt sein.
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In der Abb. 8 sind drei Gabeldüsen 13a, 13b und 13, vorgesehen, die
das Kühlmittel auf dem Wege über die Schaufeln i i der Schleifscheibe
9 zuführen. Hier ist auch das Werkstück 21 dargestellt, für welches eine
Z,
besondere Kühlung und Spülung durch Zusatzdüsen bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nicht erforderlich ist.