DE9007459U1

DE9007459U1 - Feinbearbeitungsmaschine zum Umfangsrundschleifen

Info

Publication number: DE9007459U1
Application number: DE9007459U
Authority: DE
Original assignee: DISKUS WERKE FRANKFURT AM MAIN AKTIENGESELLSCHAFT 6000 FRANKFURT DE
Current assignee: DISKUS WERKE FRANKFURT AM MAIN AKTIENGESELLSCHAFT 6000 FRANKFURT DE
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1991-10-24
Anticipated expiration: 2000-06-13

Description

PATENTANWÄLTE _c \._.Z I

DR. RUDOLF BAUER · DIPL. JNG. HELMUT HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER

WESTLICHE 29-31 (AM LEOPOLDPLATZ)

7530 PFORZHEIM (west-Germany)

TELEFON (0 72 31) 10 22 90/70 TELEFAX(O 72 31) 10 11 TELEX 783 929 patma d ■ TELEGRAMME: PATMARK

02.08.1991 H/Wa

Fa. Diskus-Werke ,Frankfürt am Main Aktiengesellschaft, 6000 Frankfurt-Fechenheim (Main)

Feinbearbeitungsmaschine zum Umfangsrundschleifen.

Beschreibung:

Die Neuerung bezieht sich auf eine Feinbearbeitungsmaschine zum Umfangsrundschleifen, wobei die Schleifscheibe bevorzugt im Hochgeschwindigkeitsbereich betrieben wird.
5

Es sind solche Schleifmaschinen bekannt, bei welchen die Schleifscheibe zum koaxial angeordneten Werkstück in einer der Achslage der Wirkpartner entsprechenden Ebene zum Konischschleifen schwenkbar ist.

Bei den bekannten Ausführungen handelt es sich um Einrichtungen mit begrenzter Steifigkeit, die ein gezieltes Schwenken des Werkzeugs während der Bearbeitung des Werkstückes erlauben. Zur Winkelverstellung derartiger zumeist wälzgelagerter Systeme finden vorwiegend Kraftübertragungselemente wie Zahnräder oder Gewindetriebe Verwendung, wohingegen eine positionsgenaue Klemmung zumeist unterbleibt.

Andere Schwenkeinrichtungen ermöglichen ein Verstellen lediglich in der Nebenzeit. Solche Systeme werden vorwiegend auf geschmierten Gleitführungen bewegt und unter Nutzung von Hilfsmedien über Spanneinrichtungen geklemmt. Zwar führen Schmierfilme zwischen relativ bewegten Bauteilflächen in Flächen orthogonal dynamischer Lastaufbringung zu einem günstigen Dämpfungsverhalten, doch resultieren aus ihnen als Folge nicht hinreichend konstanter Schmierfilmdicken auch Verlagerungen und damit eine vielfach ungenügende Systemsteifigkeit, welche mit einer verminderten Arbeitsgenauigkeit der Maschine einhergeht.

Auch sind solche Schleifmaschinen bekannt, bei welchen zum Verstellen der Winkellage des Schleifwerkzeuges dessen Spindelstock mit Antriebseinrichtung auf einer Schwenkkonsole angebracht sind, welche unter Federkraftwirkung gegen eine ortsfeste Gestelleinheit klemmbar ist, wobei die Schwenkung der Konsole über eine angelenkte Antriebseinrichtung nach mittels eines Hi Ifsmediums bewirkter Überwindung der Spannkräfte erfolgt, wie dies die DE-OS 37 31 008 zeigt, welche für Volldrehungen ausgebildet i st.

Es ist nun Aufgabe der Neuerung, eine solche Schwenkeinrichtung zu entwickeln, die eine leichtgängige Winkelverstellbar mit hoher Positioniergenauigkeit und -treue innerhalb eines begrenzten Winkelstellbereichs zuläßt, bei Gewährleistung eines Höchstmaßes an statischer und dynamischer Systemsteifigkeit im geklemmten Zustand .

Diese Aufgabe wird bei der Feinbearbeitungsmaschine zum Umfangsrundschleifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß die Federkraftübertragung zur Klemmung mittels Spannbolzen erfolgt, wobei einer in der Drehachse der Schwenkkonsole und ein zweiter und gegebenenfalls weitere hierzu achsparallel in bogenförmigen Schwenkschlitzen aufgenommen sind, wobei die Schwenkung der Konsole nach mittels eines Hilfsmediums bewirkter Überwindung der Spannkräfte über eine Antriebseinrichtung erfolgt.

Die Schwenkverstellung der die Schleifscheibe tragenden Konsole relativ zum festsehenden Maschinengrundrahmen wird nach bevorzugt hydraulischem Entspannen und pneumatischem Anheben der Konsole über einen angelenkten Antrieb bewirkt, welcher als translatorisehe NC-Achse derart ausgeführt ist, daß die durch die Schwenkung bedingte Änderung der Relativlage des Wirkpaares über eine Koordinatentransformation im CNC-Steuerungsablauf automatisch berücksichtigt wird.

Die Schwenkachse ist bevorzugt so angeordnet, daß die Schleifspindelachse auf Höhe der lagerseitigen Stirnfläche der Schleifscheibe rechtwinklig geschnitten wird. Dies bietet den Vorteil, daß die im Zuge der Koordinatentransformation zu berücksichtigenden geometrischen Verhältnisse von der jeweiligen Breite der Schleifscheibe unbeeinflußt sind. Während der Verstellung kann sich die Schleifscheibe im ruhenden oder rotierenden Zustand befinden. Die Arretierung der Schwenkeinrichtung voll-

zieht sich stufenlos. Aus Gründen der Gewährleistung einer hohen Systemsteifigkeit ist die Schwenkkonsole während der Bearbeitung mit hinreichend hoher Spannkraft z.B. über Tellerfederpakete an der ortsfesten Gestelleinheit gespannt.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Neuerung dargestellt und nachfolgend erläutert

und zwar zeigen:
10

Figur 1 und 2 die Seitenansicht und Draufsicht, teilweise im Schnitt, der Schwenkeinrichtung der Schleifscheibe mit angelenkter Antriebseinrichtung,

Figur 3 und 4 die Draufsicht der gesamten Maschinenanordnung mit Bedienerposition und Sicherungstüren in wechselnder Stellung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich wird, ist bei der dargestellten Umfangsrundschleifmaschine auf dem Maschinengestell - Gestelleinheit 1 - eine Schwenkkonsole 2 einerseits mit liegendem Spindelstock 3, Schleifscheibe 4 und zugehöriger Schutzhaube 5 und andererseits mit Antriebsmotor 6, Riementrieb 7 und zugehöriger Schutzhaube 8 angeordnet. Über die Schwenkkonsole 2 mit ihren Aufbauten 3 bis 8 wird eine Verstellung der angelenkten Antriebseinrichtung 9 in Schwenkrichtung B des Schleifwerkzeugs Schleifscheibe 4 - relativ zum Werkstück 10 ermöglicht.

Demgegenüber wird das im Spindelstock 11 aufgenommene Werkstück 10 durch Betätigen der Verstellantriebe 12 und 13 eines Kreuzschlittens 14 in den Richtungen X und Z zwischen der Be- und Entladeposition und der Schleifposition verfahren und über den Antrieb 15 in Drehung versetzt.

Die Schwenkkonsole 2 ist um die Drehachse A-A, welche orthogonal zur Antriebsachse D-D der Schleifscheibe 4 liegt, über einen unter Federwirkung 16 stehenden Spannbolzen 17 drehbar im Schwenklager 18 gehalten, wobei ein zweiter, unter Federwirkung 19 stehender Spannbolzen 20 unterhalb des Spindel Stockes 3 und ein dritter, unter Federwirkung 21 stehender Spannbolzen 22 unterhalb des Werkzeugantriebs 6 zur Ermöglichung der Winkelverstellung in den Schwenkschlitzen und 24 angeordnet sind. Die Lösung sämtlicher Spannhalterungen erfolgt hierbei über die Zufuhr von Drucköl in der Zuleitung 25, wobei die Spannkraft der sich an Bundflächen der Spannbolzen 17, 20 und 22 abstützenden Federpakete 16, 19 und 21 über die Beaufschlagung der bolzenintegrierten Axialkolben 26, 27 und 28 innerhalb der Entspannzylinder 29, 30 und 31 aufgehoben wird. Zusätzlich werden die Kammern 32 und 33 an den abgesetzten Auflageflächen 34 und 35 der Konsole über die Anschlüsse 36 und 37 mit Druckluft geflutet, um die Konsole zur Ermöglichung einer leichtgängigen Schwenkverstel1 barkeit aeringfügig anzuheben. Die VersDannung erfolgt sodann selbsttätig bei Wegnahme des Öl- und Luftdrucks durch die Federpakete 16, 19 und 21.

Die Führungen des Kreuzschlittens sind mittels der Abdeckungen 38 und 39 in X-Richtung und mittels der Abdeckungen 40 und 41 in Z-Richtung gesichert. Es ist zwischen der Bedienerposition P und dem Beschickungsraum s einerseits eine Beschickungstür 42 zwischen dem Beschickungsraum S und dem Arbeitsraum R andererseits eine Schleusentür 43 angeordnet. Beide Sicherungstüren 42 und 43 sind signaltechnisch so verriegelt, daß sie nur wechselweise zu öffnen sind.

Ein am Oberschlitten befestigtes Abdeckblech 44 sorgt dafür, daß die Öffnung der Arbeitsraumzelle R nach Erreichen der Bearbeitungsposition in Z-Richtung für den Zeitraum der Bearbeitung des Werkstückes hermetisch verschlossen ist.

Im Gegensatz zu dem der Neuerung innewohnenden Aufbau der Maschine sind die bekannten Maschinen zum Umfangsrundschleifen ausnahmslos so konzipiert, daß die Drehachse des Werkzeugs bezogen auf den Standort des Bedieners der Maschine jenseits der Drehachse des Werkstückes liegt. Diese Anordnung ist mit dem Nachteil behaftet, daß Montage und Zentrierung der Schleifscheibe außerordentlich erschwert sind. Da die im Schnittgeschwindigkeitsbereich über 90m/s aus Sicherheitsgründen bevorzugt eingesetzten und keines Abrichtens bedürfenden monolagigen Schleifscheiben auf der anderen Seite hohe Rundlaufgenauigkeiten erfordern, welche nach derzeitigem Stand der Technik nur durch aufwen-

diges manuelles Zentrieren erreichbar sind, ist eine dem Bediener zugewandte Anordnung der Schleifscheibe aufgrund der deutlich verbesserten Zugänglichkeit mit wesentlichen Vorteilen verbunden.

Da die Nutzung höherer Schnittgeschwindigkeiten mit verkürzten Bearbeitungszeiten einhergeht, ist es zumal im Zuge der Bearbeitung kleiner und mittlerer Losgrößen konturidentischer Teile nicht sinnvoll, die Schleifscheibe zwischen den Bearbeitungsoperationen mit dem Ziel ihres Stillstandes jeweils abzubremsen. Kennzeichen der Neuerung· ist daher ein Maschinenkonzept, welches mittels der strikten Trennung von Beschickungs- und Arbeitsraum den gefahrlosen Bedienereingriff zum Zwecke der Maschinenbe- und -entladung auch bei stationärem Dauerlauf der Schleifscheibe mit Betriebsdrehzahl für die Zeit der Bearbeitung eines Loses oder mehrerer Lose ermöglicht.

Die Maschine wird durch das sicherheitsgerechte Betätigen zweier Schiebetüren bedienbar, von denen die eine als Zugang zum Beschickungsraum dient, während die andere als Schleuse zwischen Arbeitsraum und Beschickungsraum fungiert. Die Signale zur Betätigung der Türen sind logisch solcher Art verknüpft, daß die Türen nur alternativ zu öffnen sind. 25

Im Hinblick auf die Stellung der Sicherungstüren sind zwei stationäre Zustände vorgesehen:

a)

Die Beschickungsttir ist geöffnet; dies setzt das Geschlossensein der Schleusentür zwischen Beschickungsraum und Arbeitsraum voraus. In diesem Zustand befindet sich der bevorzugt auf einem Kreuzschlitten angeordnete Werkzeugspin-

_8 _

delstock in Be- und Entladeposition, so daß ein gefahrloser Werkstückwechsel möglich ist.

b)

Die Schleusentür zwischen Beschickungs- und Arbeitsraum ist geöffnet; dies setzt das Geschlossensein der Beschickungstür voraus. Mittels des Kreuzschlittens wird das zu bearbeitende Teil von der Be- und Entladeposition in die Bearbeitungsposition bewegt. Ein am Oberschlitten befestites Abdeckblech sorgt dafür, daß die öffnung der Arbeitsraumzelle nach Erreichen der Bearbeitungsposition in Z-Richtung für den Zeitraum der Bearbeitung des Werkstücks hermetisch derart verschlossen ist, daß ein Austritt von Kühlschmiermittel oder von mit Kühlschmiermittel angereicherter Luft aus dem Arbeitsraum unterbleibt.

Claims

Schutzansprüche:

1. Feinbearbeitungsmaschine zum Umfangsrundschleifen, bei welcher die bevorzugt im Hochgeschwindigkeitsbereich betriebene Schleifscheibe zum koaxial angeordneten Werkstück in einer der Achslage der Wirkpartner entsprechenden Ebene zum Konischschleifen schwenkbar ist, wobei zum Verteilen der Winkellage des Schleifwerkzeuges dessen Spindelstock und Antriebseinrichtung auf einer Schwenkkonsole angebracht sind, welche unter Federkraftwirkung gegen eine ortsfeste Gestelleinheit klemmbar ist, wobei die Schwenkung der Konsole nach mittels eines Hilfsmediums bewirkter Überwindung der Spannkräfte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraftübertragung zur Klemmung mittels Spannbolzen erfolgt, wobei einer in der Drehachse der Schwenkkonsole und ein zweiter und gegebenen· falls weitere hierzu achsparallel in bogenförmigen Schwenk schlitzen aufgenommen sind.

2. Feinbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 mit Aufspannung der Schwenkkonsole an der Gestelleinheit über Spannbolzen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmwirkung von sich an Ringbunden abstützenden und zu den Bolzen konzentrisch angeordneten Blattfederpaketen über die Beaufschlagung von bolzenintegrierten Axialkolben mit einem Hilfsmedium innerhalb der zugehörigen Zylinder aufhebbar ist.

3. Feinbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt zwischen

der schwenkbaren Konsole und der ortsfesten Gestelleinheit über durchgängige, vorzugsweise abgesetzte Trennflächen erfolgt, deren Berührung zur leichtgängigen Verstellung der Konsole durch Flutung des Zwischenraumes mit einem Hilfsmedium aufhebbar ist.

4. Feinbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Schleifscheibe zwischen der Drehachse des Werkstücks und der Position des Bedieners liegt und zwei automatisch betätigte Sicherungstüren rechtwinklig zueinander als Zugang zum Beschickungsraum für den Werkstückwechsel sowie als Schleuse zwischen Arbeitsraum und Beschickungsraum vorgesehen sind.

5. Feinbearbeitungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Sicherungstüren bei eingeschaltetem Schleifscheibenantrieb signaltechnisch derart verriegelt sind, daß beide Türen nur wechselweise zu öffnen sind.