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Schleifmaschine für Gesteinsbohrer Die vorliegende Erfindung betrifft
Bohrerschleifmaschinen, und zwar betrifft sie insbesondere Schleifmaschinen für
Gesteinsbohrer, vornehmlich solche Gesteinsbohrer, die mit einer Schneidkante aus
Hartmetall versehen sind.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Schleifmaschine, insbesondere
für Gesteinsbohrer, mittels der ein vollkommen gleichförmiges Schleifen oder Schärfen
verschiedener Bohrer erzielt wird, unabhängig von der Abnutzung der benutzten Schleifscheibe.
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Hinsichtlich des obigen und weiterer Merkmale ist gemäß der Erfindung
eine Schleifmaschine geschaffen worden, die eine schnell umlaufende, vorteilhafterweise
schalenförmige Schleifscheibe aufweist, die um eine Achse hin und her schwingbar
ist, die einen Winkel mit der Drehachse der Schleifscheibe bildet und im wesentlichen
parallel zu der Längsachse des Bohrers in seiner Schleifstellung ist. Diese Anordnung
läuft darauf hinaus, daß für jedes Wiederschleifen des Bohrers Materialschichten
von gleichförmiger Dicke von den Seiten der Schneidkante weggeschliffen werden,
wodurch unnötiges Abschleifen von Material vermieden und die Lebensdauer des Bohrers
beträchtlich erhöht wird.
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Bei einer besonders geeigneten Ausführungsform der Schleifmaschine
gemäß der Erfindung ist die Schwingachse der Schleifscheibe waagerecht und liegt
in größerer Höhe als der Bohrer in seiner Schleifstellung, so daß der Schwerpunkt
des
schwingbaren Schleifaggregats unterhalb der Schwingachse zu
liegen kommt, so daß das Schleifaggregat ein Pendel bildet, das während des Schleifvorgangs
leicht von Hand in Schwingungen gehalten werden kann.
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Die Schleifmaschine ist vorteilhafterweise zum Festklemmen des Bohrers
in seiner Stellung in dem Rahmen und zum Vorschieben des Schleifaggregats gegen
den Bohrer, insbesondere längs der Schwingachse des Aggregats, eingerichtet. Die
Vorschubbewegung kann entweder von Hand oder selbsttätig bewirkt werden, beispielsweise
in Abhängigkeit von den Pendelschwingungen des Schleifaggregats.
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Bei einer gemäß der Erfindung eingerichteten Schleifmaschine ist die
Größe des Schneidkantenwinkels des geschliffenen oder geschärften Bohrers von dem
Winkel zwischen der Drehachse der Schleifscheibe und der Schwingachse des Schleifaggregats
abhängig, während die Krümmung der Schneidkante des Bohrers von der. Entfernung
zwischen der Schwingachse und der Längsachse des Bohrers abhängt. Die Schleifmaschine
ist. vorzugsweise so eingerichtet, daß der erwähnte Winkel und die Entfernung verändert
werden können, um zu erreichen, daß der Schneidkantenwinkel und die Krümmung am
günstigsten für jede besondere Bohrarbeit sind.
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Weitere Merkmale und Vorzüge der Schleifmaschine gemäß, der Erfindung
sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einer geeigneten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich.
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In den Zeichnungen ist Fig. i eine Seitenansicht der Schleifmaschine,
Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 eine Ansicht von der linken Seite der Fig. i und
2, Fig. 4 ein Teilschnitt in größerem Maßstabe nach Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5
ein Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4. Die in den Zeichnungen dargestellte Schleifmaschine
besteht aus einem Rahmen io in Form eines oben offenen Kastens, dessen eine Kopfwand
nach oben verlängert ist, um einen Lagerbock i i zu bilden, in dem ein Lagerzapfen,
mit der Achse 12-12 waagerecht gelagert ist. Auf dem waagerechten Lagerzapfen ist
schwingbar die Nabe 13 eines Armes 14 gelagert, in dem ein kreisbogenförmiger Schlitz
15 angeordnet ist. Auf dem Arm 14 ist mittels zweier Schrauben 16, die durch den
Schlitz 15 hindurchgehen, eine Platte 17 befestigt, wobei auswechselbare Unterlegscheiben
18 vorteilhafterweise zwischen dem Arm und der Platte eingesetzt sind. In der Platte
sind zwei parallele Schlitze i9 vorgesehen, die einen im wesentlichen rechten Winkel
mit einer Linie bilden, die durch die in der Platte für die Befestigung der Schrauben
16 vorgesehenen Löcher geht. Mittels zweier Schrauben 2o, die durch die Schlitze
i9 hindurchgehen, ist an der Platte auf der dem Arm 14 abgewendeten Seite ein Elektroschleifmotor
2i befestigt, der am Ende der Motorwelle mit einer schalenförmigen Schleifscheibe
22 versehen ist. An der Platte 17 ist mittels Schrauben 23 und eines Verlängerungsstückes
24 ein Schutzgehäuse 25 für die Schleifscheibe befestigt, wobei dieses Gehäuse den
Umfang der Scheibe und den größeren Teil ihrer wirksamen Endfläche abdeckt, wie
deutlich in Fig. 2 gezeigt ist.
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Wie aus Fig. i klar hervorgeht, ist der Arm 14 so gebogen, daß die
Mittellinie 26-26 der Schleifmotorwelle eine bezüglich der Schwingachse 12-12 de:
Armes geneigte Lage einnimmt. Die Schwingachse 12-12 und die Drehachse 26-26 können
in derselben Ebene liegen, so daß sie sich schneiden, aber die Schwingachse kann
auch, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, die Drehachse kreuzen, ohne diese
zu schneiden.
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Zwecks Veränderung des Schneidkantenwinkels kann die Neigung zwischen
der Drehachse 26-26 und der Schwingachse 12-r2 durch Verschiebung der Schrauben
16 in beiden Richtungen längs des Schlitzes 15 verändert werden. Ferner kann die
Schleifscheibe in Richtung der Achse 26-26 hinsichtlich des Schutzgehäuses 25 durch
Verstellen der Schrauben 20 nach ihrer Lösung in der einen oder anderen Richtung
längs der geraden Schlitze i9 verstellt werden. Diese letztere Einstellmöglichkeit
ist vorgesehen worden, um den Ausgleich für die Abnutzung der Schleifscheibe zu
ermöglichen.
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Das in der oben beschriebenen Weise aufgehängte Schleifaggregat 21,
22 kann offenbar um die Schwingachse 12-12 schwingen. Das Schleifaggregat 21, 22
kann dann von Hand in Schwingungen gehalten werden, und zwar entweder mittels eines
Handgriffes 27, der in seiner Lage an dem Arm 14 unter dem Kopf einer der Befestigungsschrauben
16 festgeklemmt ist, oder mittels eines Armes 29, der sich radial nach unten von
der Nabe ig auf der Außenseite des Lagerbockes i i erstreckt und mit einem Handgriff
28 versehen ist.
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Dieser Handgriff 28 ist an dem äußeren Ende eines transversal sich
erstreckenden Zapfens 3o befestigt, der axial unter Reibung in einem in dem Arm
29 vorgesehenen Loch verschiebbar ist, so daß der Zapfen mit seinem inneren Ende
in ein Loch 31 in dem Rahmen io zwecks Verriegelung des Schwingarmes 29 und demzufolge
auch des Schleifaggregats 2i, z2 in einer bestimmten Lage hinsichtlich des Rahmens
eingesteckt werden kann. Wenn der Schwingarm 29 mittels des Zapfens 30 verriegelt
ist, kann das Schleifaggregat offenbar als gewöhnliche Schleifmaschine benutzt werden.
Um den Zugang zu der Umfangsfläche der Schleifscheibe zu ermöglichen, kann das Schutzgehäuse
25 mit einem abnehmbaren Teil 32 und mit einem Träger 33 für das zu schleifende
Werkstück versehen sein.
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Um den Bohrer 35 in dem Rahmen io während des Schleifens seiner Schneidkante
festzuklemmen, ist an dem Rahmen an derjenigen Seite, die dem Lagerbock i i gegenüberliegt,
ein Halter angebracht, der aus einem Bock 36 besteht, der mittels einer Schraube
37 in einer geeigneten Lage an dem Rahmen festgeklemmt werden: kann und mit einer
im wesentlichen senkrechten oder steil ansteigenden Fläche 38 versehen ist, an der
die untere Klemmbacke 39 für den Bohrer mittels zweier Schrauben 4o befestigt werden
kann. Die obere Klemmbacke 41
kann gegen die untere Backe bzw. gegen
den Bohrer in gewöhnlicher Weise mittels einer Schraubenmutter 43, die mit einem
Handgriff 42 versehen ist, gepreßt werden. Zwecks Ablesens der Einstellung des Bockes
36 in der seitlichen Richtung ist an dem Bock eine Skala 44 vorgesehen; die mit
einer Nullmarke 45_ an. dem Rahmen zusammenarbeitet, während zur rmöglichung des
Ablesens der Einstellung der unteren Klemmbacke 39 in einer senkrechten Richtung
die untere Klemmbacke mit einer Skala 46 versehen ist, die mit einer Nullmarke 47
an dem Bock zusammenarbeitet.
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Die Möglichkeit, den Bock 36 in seitlicher Richtung zu verschieben,
gestattet Schwankungen in der Dicke des Bohnerschaftes auszugleichen. Um zu verhindern,
daß die Schneidkante des Bohrers unsymmetrisch in bezug auf die in dem Kopf des
Bohrers vorgesehene Hartmetallplatte wird, muß die Mittellinie des Bohrers im wesentlichen
immer dieselbe Lage einnehmen, unabhängig von der Dicke des Bohnerkopfes.
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Die im wesentlichen senkrechte Verstellung des Bohnerkopfes ermöglicht
ein Einstellen der Maschine für verschiedene Schneidkantenradien, wobei das Anheben
des Bohnerkopfes eine Verringerung oder Verkürzung des Radius der Schneidkante zur
Folge hat, und umgekehrt.
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Die Vorrichtung zum Verschieben des Schleif-, aggregats gegen den
Bohrer während des Schleifvorgangs ist in den Fig.4 und 5 gezeigt. Gemäß diesen
Figuren ist die Nabe 13 des Pendelarmes 14 mittels zweier eingepreßter Lagerbüchsen
49 auf einem Lagerzapfen 48 drehbar gelagert, der in waagerechter Lage im Lagerbock
11 festgeklemmt ist. In einer axialen Bohrung 5o des Lagerzapfens 48 ist eine Feder
51 eingesetzt, die eine vor der Bohrung befindliche Scheibe 5:2 unter Zwischenlage
eines Kugellagers 53 gegen einen Bund 54 preßt, der an dem Ende einer Spindel 55'
angebracht ist.
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Die Spindel 55 ist durch axiale Bohrungen 50, 56 und 57 des Lagerzapfens
48 hindurchgeführt und an ihrem rechten Ende mit Gewinde versehen, das in ein Muttergewinde
58 eines Vorschubhandrades 59 eingreift. Das Vorschubrad 59 ist mittels einer zapfenförmigen
Nabe 6o in der Bohrung 57 drehbar gelagert und wird über die Spindel 55 durch die
auf die Scheibe 52 drückende Feder 51 in Anlage mit der ringförmigen Endfläche des
Lagerzapfens 48 gehalten. Bei einer Verdrehung des Handrades 59 wird die Spindel
in axialer Richtung zusammen mit dem Bund 54, der Nabe 13 und dem Pendelarm 14 in
der einen oder anderen Richtung längs der Achse 12-12 verschoben.
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Um zu verhindern, daß die Spindel 55 dem Handrad 59 in seiner Drehbewegung
folgt, ist auf der Spindel innerhalb der Bohrung 57 ein Bund 61 befestigt, und durch
diesen und durch die Spindel hindurch ist eine diametral sich erstrechende Bohrung
vorgesehen, in die ein kurzer Stift 62 gepre.ßt ist, der den Bund in seiner Lage
auf der Spindel hält. Schraubenfedern 63 legen sich mit ihren inneren Enden gegen
die Enden des Stiftes 62 und drücken mit ihren äußeren Enden Reibkörper 64, die
in die Öffnungen der Bohrungen eingesetzt sind, gegen die Innenseite der awialen
Bohrung 57 in dem Lagerzapfen 48, so daß eine größere Kraft erforderlich ist, um
die Spindel in dem Zapfen als das Rad auf der Spindel zu drehen.
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Um eine selbsttätige V orschubbewegung des Schleifaggregats zu gewährleisten,
ist der Bund 54 am Ende der Spindel 55 an seinem Umfang, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt
ist, mit Sperrzähnen 65 versehen, die mit einer unter Federdruck stehenden Kugel
66 zusammenarbeiten, die in einer radialen Bohrung in einem Deckel 67 liegt., der
auf das Ende der Nabe 13 aufgeschraubt ist. Der gezahnte Bund 54 bildet zusammen
mit der federbetätigten Kugel 66 eine Sperradkupplung zwischen Spindel @ und Nabe,
so daß die Spindel Schritt für Schritt gedreht wird, wenn die Nabe hin und her gedreht
wird, wobei die Spindel dann langsam die Nabe und somit das ganze Schleifaggregat
in der Richtung seiner Schwingachse verschiebt. Um zu verhindern, daß . das Handrad
59 der Spindel 55 während der Drehung der letzteren folgt, ist es zweckmäßig, in
eine Bohrung in. der Verlängerung 6o der Handradnabe einen federbetätigten Reibkörper
68 einzusetzen, der gegen die Zylinderwand der Bohrung 57 in dem Lagerzapfen 48
drückt.
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Die oben beschriebene Schleifmaschine arbeitet folgendermaßen: Nachdem
das Schleifaggregat 2i, 22 in die in Fig. 4 dargestellte Lage zurückgezogen worden
ist, wird der zu schleifende Bohrer 35 zwischen: die Klemmbacken 39 und 41, mit
dem Kopf des Bohrers in Berührung mit der Schleifscheibe 22, eingespannt. Die Schleifscheibe
wird dann aus der direkten Berührung mit dem Bohrer durch Zurückdrehen des Handrades
59 um einen Bruchteil einer Umdrehung zurückgezogen, worauf der Motor eingeschaltet
und das Schleifaggregat mittels des Handgriffes 27 oder 28 zum Hinundherschwingen
um die Achse 12-12 veranlaßt wird. Für jede volle Schwingung des Schleifaggregats
wird die Vorschubspindel 55 selbsttätig um eine oder mehrere Zahnteilungen gedreht,
und dadurch wird das Schleifaggregat langsam gegen den Bohrer vorgeschoben. Wenn
eine Seite der Schneidkante fertig geschliffen worden ist, werden die Klemmbacken
für den Bohrer gelöst, der Bohrer wird um 18o° um seine Achse gedreht und in seiner
herumgedrehten Lage an dem Rahmen festgeklemmt, worauf die andere Seite der Schneidkante
in derselben Weise wie die erste geschliffen wird.
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Während der Schwingbewegung des Schleifaggregats 21, 22 hin und her
um die feste Achse I2-12 beschreibt die Arbeitszone der Schleifscheibe 22 offenbar
eine Kegelfläche, so daß die entgegengesetzte Seite der Schneidkante eine entsprechende
konische Form erhält. Die Schneidkante wird längs der Schnittlinie zwischen den
beiden konischen Flächen gebildet. Aus Gründen der Symmetrie kann die Schneidkante
auch durch die Schnittlinie zwischen einer konischen Fläche und einer Ebene bestimmt
werden, die senkrecht zur Achse des Kegels steht. Der Krümmungsradius der Schneidkante
wird demnach um so größer, je größer die Entfernung zwischen der genannten Ebene
und der Spitze des
Kegels ist, d. h. er wird abhängig von der Entfernung
des Bohrers von der ,Schwingachse 12-i2 des Schleifaggregats. Da diese Entfernung
stets unabhängig von der Abnutzung der Schleifscheibe bleibt, erhält die Schneidkante
und der Schneidkantenwinkel immer dieselbe Form bzw. Größe. Dies besagt, daß während
eines jedes Wiederschleifens eines Bohrers eine Oberflächenschicht von gleichförmiger
Dicke entfernt wird, so daß jede unnötige Entfernung von Material vom Ende des Bohrers
vermieden wird. Jeder Bohrer kann also weit öfter wiedergeschliffen werden, als
dies sonst möglich ist, woraus sich eine verbesserte Ersparnis an Bohrern ergibt.
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Beim Schleifen oder Schärfen von Bohrern mit Schneidkanten aus Hartmetall
wird die Schleifscheibe sehr schnell abgenutzt, so daß bei ständigem Gebrauch der
Schleifmaschine eine Schleifscheibe in einem Tage vollkommen verbraucht sein kann.
Diese Abnutzung der Schleifscheibe hat keinen Einfluß auf die Größe des Schneidkantenwinkels
oder auf die Form der Schneidkante selbst, sondern hat zur Folge, daß die Arbeitsfläche
der Schleifscheibe immer mehr in das Schutzgehäuse 25 zurückgezogen und schwerer
zugänglich wird. Es kann daher vorteilhaft sein, die Abnutzung der Scheibe zuweilen
durch Verschieben des Schleifaggregats 21, 22 in der Richtung der Schleifscheibenspindel
auszugleichen. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß man die Befestigungsschrauben
2o für den Schleifmotor in eine neue Stellung in den Schlitzen 19 bringt, die in
der Tragplatte für den Motor vorgesehen sind. Bei der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsform der Schleifmaschine ist das Schleifaggregat so angeordnet, daß die
Achse der Schleifscheibe seitlich von der durch die Schwingachse 12-12 -gelegten
lotrechten Ebene liegt, so daß der Bohrer die Schleifscheibe nahezu in einem waagerechten
Durchmesser berührt, was im allgemeinen vorteilhaft ist. Bei einer derartigen Einstellung
des Schleifaggregats zur Schwingachse 12-12 ist die Berührung des Bohrers mit der
Schleifscheibe durch Belastung des Pendelarmes 14 mit geeigneten Gewichten zu sichern.
Es ist jedoch besser, für diesen Zweck eine Ausgleichsfeder zu benutzen. Bei der
dargestellten Ausführungsform wirkt die Vorschubfeder 51 zugleich als Ausgleichsfeder,
wenn man ihr eines Ende mit einem Stift 69 am festen Lagerzapfen 38 und ihr anderes
Ende mit einem in der Scheibe 52 befestigten Stift 70 in Eingriff bringt.
Durch geeignete Einstellung der Stifte 69 und 70 zueinander kann der Vorschubfeder58
eine Anfangsdrehspannung erteilt werden, die das Schleifaggregat in der gewünschten
Anlaufstellung hält.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsformen beschränkt, sondern Abänderungen verschiedenster Art sind innerhalb
des Rahmens der Erfindung denkbar. So ist es möglich, das Schleifaggregat gegen
den Bohrer in einer Richtung vorzuschieben, die parallel zur Drehachse der Schleifscheibe
anstatt parallel zu seiner Schwingachse ist. Ferner muß die Schwingachse nicht unbedingt
waagerecht sein, sondern eine senkrechte Anordnung ist beispielsweise ebenfalls
möglich. Auch andere Abänderungen sind denkbar.