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Schleifmaschine zum Bearbeiten ebener Innenwandungen Die Erfindung
bezieht. sich auf eine Schleifmaschine zur Bearbeitung der ebenen Innenwandungen
einer in einem Werkstück vorgesehenen durchgehenden Öffnung von vieleckigem Querschnitt.
Die Maschine hat einen die öffnung des Werkstücks beidendig durchsetzenden Balken,
der eine oder mehrere Schleifscheiben mit quer zu ihm verlaufender Umlaufechse trägt
und mit seinen beiden Enden fest abgestützt ist. Hierbei sind Einrichtungen zum
Erzeugen allseitiger Anstellbewegungen zwischen Werkstück und Schleifkopf vorgesehen.
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Bei einer bekannten Schleifmaschine dieser Art, die zum Ausschleifen
von Kokillen bestimmt ist, wird die Relativbewegung zwischen der Schleifscheibe
und dem Werkstück dadurch erzielt, daß das Werkstück feststeht, das Schleifscheebenlager
aber von einem auf dem-Balken hin und her laufenden Schieber getragen wird. Im Gegensatz
hierzu ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibenlager
in dem Balken unverschiebbar angeordnet sind und das Bett, in dessen Ständern der
Ballten um seine Längsachse schwenkbar eingespannt ist, eine zu dein Balken parallele
Gleitbahn für einen den Werkstückhalter tragenden Tisch aufweist. Zur Verstellung
des Werkstücks in den beiden quer zum Balken verlaufenden Richtungen trägt der Tisch
vorzugsweise einen für Schleifscheiben an sich bekannten mehrteiligen Kreuzschlitten,
von dem zwei Teile längs einer geneigten Bahn aufeinandergleiten.
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Die Schwenkbarkeit des die Schleifscheiben tragenden Balkens um seine
Längsachse gestattet die Auswahl der jeweils zu bearbeitenden Innenflächenpaare
des Werkstücks. Alle. anderen Relativbewegungen zwischen Werkzeug und Werkstück
werden hingegen dem
Werkstück aufgebürdet. Dieses führt also die
hin und her gehende Bewegung aus, und es ist auch in der Höhenrichtung verstellbar,
um die Schleifscheibe anzustellen.
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Diese Ausgestaltung der Maschine bietet wesentliche Vorteile. Wenh
nämlich die Gleitfläche für den Hin- und Rücklauf der Schleifscheibe im Innern des
Werkstücks liegt wie bei der bekannten Maschine, so ist sie :in erhöhtem Maße dem
Schleifstaub ausgesetzt und kann auch nicht so breit und starr ausgeführt und gegen
Staub eingekapselt werden, wie es bei Anordnung der Gleitbahn unterhalb des Werkstücks
auf dem Bett der Maschine möglich ist.
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Die beiderseitige Einspannung des Balkens in den Ständern des Maschinenrahmens
erfordert besondere Vorkehrungen, um den Balken durch die Öffnung des Werkstücks
hindurchzuführen oder, mit anderen Worten, um das Werkstück auf den Balken aufzustreifen.
Man könnte daran denken, zu diesem Zweck den einen Ständer so auszubilden, daß er
sich irgendwie entfernen läßt und das Ende des Balkens zum Aufstreifen des , Werkstücks
freigibt. Erfindungsgemäß liegt eine wesentlich einfachere Lösung dieser Unteraufgabe
darin, daß der Balken quer teilbar ist. Man braucht nach der Teilung nur die eine
Hälfte des Balkens durch Verschieben im Ständer oder durch Verschieben des Ständers
auf dem Bett von der anderen Hälfte des Balkens zu entfernen, um das Aufstreifen
des Werkstücks zu ermöglichen.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal -besteht darin, daß der Balken aus
einem die Schleifscheibe tragenden Kopf und beiderseits an diesem lösbar befestigten
gleichachsigen Rohren besteht. Man erhält auf diese Weise bei geringstem Durchmesser
des Balkens eine sehr biegungssteife, einfache und leichte Bauart, die die Querteilung
erleichtert. Weiter ist erfindungsgemäß das eine Rohr in seinem Ständer längs verschiebbar
gelagert, und dieser weist einen Antrieb für die Längsverschiebung des Rohres auf.
Nach der Teilung des Ballens kann man das Rohr schnell zurückziehen, um das Werkstück
auszubauen und ein neues einzubauen.
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Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor für die Schleifscheiben an dem
einen Ständer gleichachsig zum Ballten angeordnet und treibt die Schleifscheiben
über eine im Innern des Balkens angeordnete Welle und ein K ,egelrädergetriabe an.
Das bietet die Möglichkeit, den Balken schwächer zu bemessen, als es bei Einbau
des Motors in diesen möglich wäre. Auch ermöglicht diese Bauart, den Durchmesser
des Balkens erheblich zu verringern, da die im Innern verlaufende Welle und das
Kegelrädergetriebe wenig Platz erfordern und eine Biegungsbeanspruchung des Balken
durch den Motor vermieden wird.
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Damit man nach Wunsch Kreuzschliff oder Kopfschliff erreichen kann,
ist erfindungsgemäß der die Schleifschei.benlager tragende Halter im Schleifscheibenkopf
um einen Zapfen schwenkbar und einstellbar, der rechtwinklig zum Balken und der
Schleifscheibenachse verläuft. Man kann daher bei Verwendung einer topfförmigen
Scheibe deren Randebene so einstellen, d-aß sie zur Gleitbahn des Bettes genau parallel
verläuft - in diesem Falle entsteht Kreuzschliff - oder um einen sehr kleinen Winkel
geneigt verläuft - in diesem Falle entsteht Kopfschliff.
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Durch Drehen des Balkens um seine Längsachse gelangen die Schleifscheiben
zur Einwirkung auf die verschiedenen Innenflächen des Werkstücks. Um die genaue
Einstellung der Schleifscheiben zu erleichtern, ist in bekannter Weise an dem Balken
eine Teilscheibe befestigt, in die ein am Ständer angebrachter Riegel einschnappt.
Diesen Riegel kann man gegenüber dem Ständer durch Einstellschrauben fein einstellen.
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Es ist im Interesse der Genauigkeit erwünscht, den Abstand der Ständer,
in denen der Ballten eingespannt ist, möglichst gering zu bemessen. Andererseits
ist die lTindestgröße dieses Abstandes durch die wechselnde Größe des Werkstückes
bestimmt. Es ist daher erwünscht, den Abstand von Fall zu Fall verändern zu können.
Das wird erfindungsgernäß dadurch ermöglicht, daß mindestens der eine Ständer auf
der Gleitbahn des Bettes verstellbar isst.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden
Zeichnung veranschaulicht. In dieser zeigt Fig. i eine schaubildliche Darstellung
der Maschine unter Fortlassung des Werkstücks, Fig. 2 eine entsprechende Darstellung
der Maschine mit zum Ein- und Ausbau des Werkstücks geteiltem Balken, Fig. 3 einen
waagerechten Querschnitt durch den in den Fig. i und 2 links gezeigten Ständer und
das in diesem eingespannte Ende des Balkens, Fig. 4 einen Grundriß des Schleifkopfes
teilweise im Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 5, Fig. 5 eine Seitenansicht des
Schleifkopfes teilweise im Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt
durch ein Werkstück nach der Linie 6-6 der Fig. 7, Fig. 7 die Stirnansicht des Werkstücks
und Fig. 8 einen senkrechten Längsschnitt durch den das Werkstück tragenden Kreuzschlitten.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Beispiel für ein Werkstück, dessen Innenbearbeitung
die der
Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darstellt. Das Werkstück
hat eine von der Stirnseite io zur gegenüberliegenden Stirnseite i i hindurchgehende
Öffnung 12 von dem aus Fig. 7 ersichtlichen vieleckigen Querschnitt. Die Innenflächen
13, 14, 15 und 16 sollen albgeschliffen werden. Hierbei ist die Fläche 16 mit Ansätzen
17 versehen. Die Flächen 13 und 16' verlaufen parallel zueinander, ebenso
die'Flächen 14 und i,5.
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Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Maschine ist schematisch
in Fig. i dargestellt. Sie besteht aus einem Bett 18, auf dem zwei Ständer ig und
2o angeordnet sind. In diesen Ständern ist ein sich parallel zum Bett 18 über diesem
erstreckender Balken 21 mit seinen beiden Enden eingespannt. Der Balken trägt zwei
Schleifscheiben 22 und 23 mit einer quer zu ihm verlaufenden Umlaufachse und ist
umseineLängsachseschwenkbar.
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Parallel zum Balken 21 erstreckt sich auf dem Bett 18 eine Gleitbahn,
auf der ein Tisch 74 zur Aufnahme des Werkstücks läuft. Dieser Tisch trägt einen
Kreuzschlitten. 2@5, welcher so ausgebildet ist, daß er es gestattet, das Werkstück
sowohl in der Höhe als auch quer zum Bett zu verstellen und es um eine lotrechte
Achse zu verschwenken.
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Um den Balken 21 durch das auf dem Kreuzschlitten 25 aufzuspannende
Werkstück hindurch-stecken zu können, ist der Balken 21 quer teilbar. Zu diesem
Zweck besteht er aus einem die Schleifscheiben tragenden Kopf 26 und zwei beiderseits
daran befestigten Rohren 27 und 27'. Löst man dass Rohr 27' von dem Kopf 26, so
kann man das Rohr 27 mit dem Kopf in ,der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise in dem
Ständer.2oeverschieben, so daß eine Lücke 28 entsteht. Zur Verschiebung dient hierbei
ein am Ständer 2o angebrachter Antrieb, der im vorliegenden Fall aus einem mit einem
Handrad :2g gekuppelten, nicht näher veranschaulichten Ritzel besteht, das im Ständer
20 gelagert ist und in eine Längsverzahnung 30 des Rohres 27 eingreift. Der Ständer
bildet in seinem oberen Teil eine längs geteilte Führungsmuffe für das Rohr 27,
die durch Klemmbolzen 31 festgespannt werden kann, um das Rohr 27 in eingestellter
.Lage einzuklemmen.
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Der Abstand der Ständer ig und 20 ist durch die Größe des Werkstücks
bestimmt, da von dieser der Hub des Kreuzschlittens 25 auf der Gleitbahn 24 abhängt.
Um den Abstand der Ständer von Fäll zu Fall verändern zu können, ist der Ständer
2o auf der Gleitbahn 24 verstellbar und mit einem Antrieb zu seiner Verstellung
versehen, der durch eine Handkurbel 32 in Ganggesetzt werden kann.
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Sind die Teile in die in Fig. 2 veranschaulichte Lage gebracht, so
spannt man das Werkstück auf dem Kreuzschlitten 25 auf und schiebt dann das Rohr
27 mit dem Schleifkopf 26 nach links, so daß dieser durch die Öffnung des Werkstücks
hindurchtritt. Alsdann wird das Rohr 27' an dem Schleifkopf durch eine Klemrnschrawbe
33 festgeklemmt. Durch die Hinundherbewegung des Tisches 74, der auf der
Gleitbahn 24 zweckmäßig hydraulisch angetrieben wird, werden dann die Innenflächen
des Werkstücks bearbeitet. Hierbei erfolgt die jeweilige Anstellung durch Verstellen
des Werkstückes mittels des Kreuzschlittens.
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In Fig. 2 nehmen die Schleifscheiben diejenige Lage ein, die für die
Bearbeitung der Innenflächen 13 und 16 erforderlich ist. Um die Innenflächen 14
und 15 zu bearbeiten, werden, die Klemmschrauben 3 i und entsprechende Klemmschrauben
am Ständer ig gelöst, und alsdann wird der Balken 2i um seine Längsachse um go°
gedreht und in der neuen Lage festgespannt. Um seine Winkelstellung genau bestimmen
zu können, ist er mit einer Teilvorrichtung versehen, deren Einzelheiten sich .aus
Fig. 3 ergeben.
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In das: Ende des Rohres 27' ist eine Buchse 34 eingeschoben und durch
einen Stift 35 gegen Drehung und Verschiebung gesichert. Diese trägt den Innenring
eines Kugellagers 36, dessen Außenring in einer waagerechten Bohrung des Ständers
ig befestigt ist. An einem Flansch der Buchse 34- ist ferner eine Teilscheibe 37
angeschraubt. Diese trägt eine Reihe von Klemmbolzen 38, mit deren. Hilfe sie an
einem Flansch 39 des Ständers ig festgeklemmt werden kann. Um den Balken
um seine Längsachse zu drehen, löst man die Muttern 4o dieser Klemmbolzen.
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Ferner löst man einen in die Teilscheibe eingreifenden Riegel, der
von einem in radialer Richtung verschiebbaren Bolzen 41 gebildet wird und in eine
der am Umfang der Teilscheibe 3.7 vorgesehenen Rasten eingreift. Der Bolzen 41 ist
verschiebbar in einem Bock 42, der auf einer senkrechten Gleitbahn 43 des Ständers
ig verschiebbar und feststellbar angebraoht ist. Seine Feststellung auf der Gleitbahn
erfolgt durch Klemmschrauben 44, und seiner genauen Einstellung in senkrechter Richtung
dienen Anschlagschrauben 45 (Fig. i), dieän Ansätzen des Ständers ig eingeschraubt
sind und sich mit ihren Enden an den Bock 42 anlegen. Durch Verstellen der Schrauben
45 kann -man daher den Bock 42 und mit ihm den Riegel 41 auf und aib bewegen
und dadurch die Winkellage des Balkens sehr genau bestimmen. Findet man beim Anschleifen
des Werkstücks, daß die betreffende Schleifscheibe die zu bearbeitende Innenfläche
nur auf der einen Seite angreift, so verschwenkt man den Balken mit Hilfe der Schrauben
45 so weit, daß
die Schleifscheibe die Innenfläche über die ganze
Ausdehnung hin bearbeitet.
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Der Abstand der am Umfang der Teilscheibe 37 vorgesehenen Rasten beläuft
sich auf einen Winkel, der dem Winkel der Innenflächen des Werkstücks entspricht
und sich im vorliegenden Fall auf 9o° beläuft. Ein Hebel 4.6, der im Bock
42 gelagert ist, greift in eine Aussparung des Riegels 4.1 und dient dazu,
diesen entgegen seiner Feder 47 auszuklinken, wenn man den Balken verdrehen will.
Diese ..Verdrehung erfolgt nach Lösen der Muttern 4.o und des Riegels 4.1 mit Hilfe
eines Schlüssels q.8.
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Der Antriebsmotor d:9 .der Schleifscheiben befindet sich in dem oberen
gehäuseartigen Ende des- Ständers ig und ist an ,diesem bei So angeschraubt. Er
treibt eine Welle 5 i an, die .im Innern des Rohres 27' in Kugellagern 52 ruht und
zum Schleifkopf 26 verläuft.
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Dieser ist in den Fig. q. und 5 veranschaulicht. Er besteht aus einem
im Querschnitt rechteckigen Gehäuse 53, das beiderseits gleichachsige zylindrische
Ansätze 54 hat, auf welche die Rohre 27 und 27' aufgesteckt und durch Feder und
Nut 55 gegen Drehung gesichert sind. Das Gehäuse 26 wird von einem Bolzen 56 durchsetzt,
auf welchem schwenkbar ein Halter 57 für die Lager 58 der Schleifsch eibenwelle
59 gelagert ist. Diese ragt mit ihren Enden beiderseits durch entsprechenden,
mit Labyrinthdichtungen versehenen Ausschnitten .des Gehäuses 53 hindurch und trägt
an ihren Enden Futter 6o für die Aufspannung von Schleifscheiben 22 und 23, im vorliegenden
Falle topfförmigen Scheiben, die das Werkstück mit ihren Randflächen bearbeiten.
Der Halter 57 trägt ferner ein Kugellager für die Welle 63 eines Kegelritzels 6q.,
das mit einem auf der Schleifscheibenwelle 59
befestigten Kegelrad: 64 kämmt.
Die Welle 6,3
ist mit der Antriebswelle 51 durch eine elastische Steckkupplung
verbunden, deren eine Hälfte bei 65 ersichtlich ist.
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Durch Schwenken des Halters 57 um den Zapfen 56 wird die in Arbeitsstellung
befindliche Schleifscheiibe auf Kreuzschliff oder Kopfschliff eingestellt. Die genaue
Einstellung erfolgt mit Hilfe einer im Gehäuse 53 gelagerten Exzenterwelle 66, deren
Kopf 67 mittels eines Schlüssels 68 gedreht werden kann und deren exzentrischer
Abschnitt 69 einen Stein 70 trägt, welcher in einem Kulissenausschnitt 71
des Halters 57 gleitet. Nach erfolgter Einstellung wird die Exzenterwelle 66 durch
Anziehen einer Mutter 72 festgeklemmt.
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In eingestellter Lage wird der Halter 5.7 in dem Gehäuse 53 mit Hilfe
eines Spannbolzens 73 festgeklemmt.
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Der zur Einstellung des Werkstücks gegenüber dem Werkzeug dienende
Kreuzschlitten 25 ist in Fig.8 veranschaulicht. Er besteht aus einem auf dem Tische
;,4 befestigten Aufsatz 75 mit einer geneigten Gleitbahn 76, einem darauf verstellbaren
Längsschlitten 77, der auf seiner Oberfläche eine waagerechte, quer zum Bett 18
verlaufende Gleitbahn 78 hat, und schließlich aus einem auf dieser verstellbaren
Ouerschlitten:79, der seinerseits zweiteilig ausgeführt ist. Die beiden Teile 8o
und 81 sind um eine senkrechte Achse schwenkbar und feststellbar zueinander.
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Im Aufsatz 75 ist eine das Handrad 82 tragende waagerechte Welle quer
zum Bett 18 verlaufend gelagert, die durch Kegelräder 83 mit einer ebenfalls im
Aufsatz 75 gelagerten Schraubspindel 84 gekuppelt ist. Eine in deren Gewinde eingreifende
Mutter ist an dem Längsschlitten 77 befestigt. Dreht man das Handrad 82, so wird
dadurch der Längsschlitten 77 auf der Gleitbahn 76 verschoben und infolgedessen
höher oder tiefer eingestellt. Zum Verschieben des Querschlittens 79 auf
der Gleitbahn 78 des Längsschlittens 77 dient ein zweites Handrad (Fig. i ),das
auf einer im Längsschlitten 77 drehbar gelagerten. Spindel befestigt ist. In diese
greift eine am Unterteil 8o des Querschlittens 79 befestigte Mutter ein. Der Unterteil
8o trägt einen in ihm befestigten Zapfen 86, auf welchem der Oberteil 81 mittels
eines Kugellagers 87 schwenkbar ist. Die Verschwenkung erfolgt durch Drehen eines
nicht näher veranschaulichten Exzenters, der im Unterteil 8o gelagert ist und an
dessen Exzenterzapfen sich beiderseits Anschlagschrauben anlegen, die am Oberteil
81 angebracht sind.
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Durch Verschwenkung des Oberteils 8i kann man das Werkstück auch so
einstellen, daß sich Innenflächen bearbeiten lassen, die nicht parallel, sondern
schwach geneigt zueinander verlaufen.
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Aus welchem Werkstoff das Werkstück besteht, ist gleichgültig. Es
kommt dafür jeder durch Schleifscheiben bearbeitbare Werkstoff in Betracht, z. B.
Stahl.