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Verfahren und Anordnung zum Schleifen insbesondere von Innenflächen
an Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen insbesondere von
Innenflächen, Bohrlöchern u. dgl. an Arbeitsstücken, denen während des Schleifens
eine rotierende Bewegung und gleichzeitig eine vor- und rückwärts gehende Bewegung
in der Achsenrichtung zweier koaxial gelagerter, rotierender Schleifwerkzeuge beigegeben
wird. Das Arbeitsstück ist bei derartigen Schleifmaschinen gewöhnlich in einem Halter
angeordnet, der in einer zu den Schleifzapfen senkrechten Ebene geschwenkt werden
kann, um ein Einsetzen, Herausnehmen und kontrollierendes Messen des Arbeitsstückes
zu ermöglichen. Um diese Schwenkbewegung des Halters zu gestatten, sind bisher gewöhnlich
die Schleifwerkzeuge in einem so großen gegenseitigen Abstand beiderseits vom Halter
angeordnet worden, daß das Arbeitsstück bzw. sein Halter ungehindert von den Schleifwerkzeugen
in die Arbeitslage und aus derselben herausgeführt werden konnte. Eine solche Anordnung
der Schleifwerkzeuge mit einem relativ großen gegenseitigen Abstand hat den Nachteil,
daß die Schleifwerkzeuge während der vor-und rückwärts gehenden Bewegung des Arbeitsstückes
bei jedem Bewegungshub desselben die Schleiffläche verlassen und bei Umkehr der
Bewegungsrichtung wieder in diese eingeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß ein
auf diese Weise geschliffenes Bohrloch nicht genau zylindrisch wird., vielmehr erhält
dasselbe an den Enden einen etwas größeren Durchmesser. Die Ursache dafür ist die
von dem Druck des Schleifwerkzeuges gegen die Schleiffläche verursachte geringfügige
Federung des Schleifzapfens, die eine gewisse, wenn auch unbedeutende Abweichung
der Schleifwerkzeuge von der im
unbelasteten Zustand eingenommenen
zentrierten Lage bewirkt. Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses
Nachteils und besteht in der Hauptsache darin, daß die Schleifwerkzeuge vor dem
Schleifen in axialer Richtung so eingestellt werden, daß sie einen gegenseitigen
Abstand erhalten, der geringer ist als die Länge der Fläche, die geschliffen werden
soll, worauf das Arbeitsstück eine derart begrenzte Vor- und Rückwärtsbewegung erhält,
daß das Schleifwerkzeug während des Schleifens die Schleiffläche überhaupt nicht
verläßt. Wenn beispielsweise ein durchgehendes Bohrloch in einem Arbeitsstück in
Längsrichtung geschliffen werden soll, so werden die Schleifwerkzeuge auf einen
gegenseitigen Abstand eingestellt, der ungefähr gleich oder geringer ist als die
halbe Länge des Bohrloches. Um eine derartige axiale Einstellung der Schleifwerkzeuge
zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß die Schleifzapfengehäuse, in denen die Schleifzapfen
gelagert sind, in Steuerlagern im Maschinengestell axial verschiebbar und mit Einspannanordnungen
versehen, mittels welcher die Schleifzapfengehäuse in jeder eingestellten Lage festgehalten
werden können. Es ist hierbei von großer Bedeutung, daß die Einspannanordnungen
derart ausgeführt sind, daß das Lösen und das Einspannen der Zapfengehäuse keine
Verschiebung der koaxialen Lage der Schleifzapfen verursachen. Zu diesem Zweck ist
erfindungsgemäß jedes Zapfengehäuse mit zwei Einspannanordnungen versehen, durch
die ein Festklemmen des Zapfengehäuses in seinem Steuerlager bewerkstelligt werden
kann und die von einer gemeinsamen Festziehanordnung betätigt werden, die so ausgebildet
und ausbalanciert ist, daß sich die Anziehkraft gleichmäßig auf beide Einspannanordnungen
verteilt.
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Zweckmäßigerweise sind die beiden Einspannanordnungen für diesen Zweck
ausgebildet, daß sie mittels einer Hebelanordnung betätigt werden, die zwei Hebel
aufweist, welche an den Enden mit den Festklemmorganen der beiden Einspannanordnungen
verbunden sind und die in der Mitte von der gemeinsamen Festziehanordnung betätigt
werden, so daß die Festziehkraft durch die Hebel gleichmäßig auf die beiden Einspannanordnungen
verteilt wird.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnungen, die eine
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine zeigen, näher beschrieben
werden.
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Fig. I ist ein Grundriß, der die wichtigsten Teile der Maschine zeigt;
Fig.2 ist ein Axialschnitt durch das Lagergehäuse der rotierenden Einspannvorrichtung;
Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Einspannanordnung für eines der Schleifzapfengehäuse;
Fig. 4 zeigt die Einspannanordnung von der Seite gesehen; Fig. 5 ist ein Gründriß
des oberen Teiles der Einspannanordnung.
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Die Maschine ist mit zwei Schleifzapfen I, 2 versehen, die an ihren
freien Enden eine Schleifscheibe 3 bzw. 4 tragen und in zylindrischen Schleifzapfengehäusen
5 bzw. 6 gelagert sind. Diese Schleifzapfengehäuse sind in Steuerlagern verschiebbar,
die in Konsolen 7 bzw. 8 sitzen. Die Konsolen sind mit dem Maschinengestell fest
verbunden. In Fig. I ist nur ein Teil 9 des Maschinengestells sichtbar. Dieser Teil
des Gestells ist zusammen mit den daran angebrachten Konsolen 7, 8 und den Schleifzapfengehäusen
auf Gleitstücken in einer zu der Schleifzapfenachse senkrechten Richtüng verschiebbar.
Die Schleifzapfen und die zugehörigen Schleifzapfengehäuse sind zueinander koaxial
angeordnet und durch Verschieben der Schleifzapfengehäuse in den gleichfalls koaxialen
Steuerlagern oder Ausbohrungen in den Konsolen7, 8 in axialer Richtung verschiebbar.
Die Schleifzapfen werden mittels an den äußeren Enden des betreffenden Schleifzapfengehäuses
angeordneter, in Gehäusen Io, II untergebrachter Turbinen angetrieben, die mittels
Druckluft betrieben werden. Die Druckluft wird durch im Maschinengestell vorgesehene
Kanäle und durch biegsame Schläuche I2, I3 zugeführt. Die axiale Einstellung der
Schleifzapfengehäuse erfolgt durch Handgriffe I4, I5 in Form von zweiarmigen Hebeln,
die in aus den Konsolen 7, 8 herausragenden Armen I6, I7 gelagert und mit dem Schleifzapfengehäuse
mittels in den Zeichnungen nicht dargestellter gabelförmiger Organe zusammengekoppelt
sind, die um die Flansche I8, I9 des Turbinengehäuses greifen. Zur genauen Einstellung
der Schleifzapfen in die Arbeitslage in axialer Richtung sind Anschlagschrauben
2o, 2I vorgesehen, die durch mit Gewinde versehene Löcher in die Flansche I8, I9
eingeschraubt sind und bei Verstellung der Schleifzapfen nach innen mit ihren Enden
an Anschlagflächen der Konsolen 7, 8 zum Anliegen kommen. Während der Einstellung
der Schleifzapfen können sich die Schleifzapfengehäuse frei in den entsprechenden
Ausnehmungen in den Konsolen 7, 8 bewegen. Nach erfolgter Einstellung werden die
Schleifzapfengehäuse mittels je einer Einspannanordnung festgelegt, die näher in
den Fig. 3 bis 5 dargestellt sind.
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Die Schleifzapfengehäuse 5, 6 sind mit möglichst genauer Einpassung
in einer Ausbohrung in der Konsole 8 verschiebbar gelagert und so ausgebildet, daß
sie in ihrer eingestellten Lage mittels zweier gleicher, in geeignetem axialem Abstand
voneinander angeordneter Festklemmanordnungen festgehalten werden können. In dem
gezeigten Beispiel besteht jede dieser Festklemmanordnungen aus einem in einer Ausbohrung
22 verschiebbaren Kolben 23 und einer in derselben Ausbohrung gleichfalls verschiebbaren
Hülse 24, die an ihren gegen das Zapfengehäuse anliegenden Enden abgeschrägt ist,
so daß sie an diesen Stellen eine glatte Auflagefläche gegen die in die Ausbohrung
22 hineinragende Wand des Zapfengehäuses bildet. Der Kolben 23 ist mit einer die
Hülse 24 durchsetzenden Zugstange 25 versehen, die durch Löcher in zwei Hebeln oder
Joche 26, 27 gezogen und an ihrem oberen Ende mit aufgeschraubten Muttern 28 versehen
ist, die gegen die obere Seite des Joches
27 anliegen. Das untere
Joch 26 liegt gegen das Ende 29 der über die Konsole hinausragenden Hülse 24 an.
Das obere Joch 27 ist in der Mitte mit einer mit Gewinde versehenen Ausbohrung versehen,
in die eine Klemmschraube 3o eingeschraubt ist, die sich mit ihrem unteren Ende
gegen die Oberseite des unteren Joches 26 abstützt und mit einem Kopf 31 und einem
damit verbundenen Handgriff 32 versehen ist. Mittels dieses Handgriffes kann die
Klemmschraube zum Festziehen der beiden Festklemmanordnungen gedreht werden.
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Durch Verdrehen der Schraube 3o mittels des Handgriffes 32 werden
die beiden Joche unter Ausübung eines Druckes nach unten auf die Hülsen 24 und eines
Zuges nach oben auf die Stangen 25 auseinandergezogen, so daß die beiden Klemmorgane
23, 24 gegen das Zapfengehäuse gepreßt werden, wodurch dasselbe unverrückbar in
seiner eingestellten Lage festgehalten wird. Durch die beschriebene Anordnung der
beiden Joche und der Festziehanordnung 30, 3I, 32 wird die Festziehkraft gleichmäßig
auf die beiden Festklemmanordnungen derart verteilt, daß eine Schrägstellung des
Schleifzapfengehäuses in seinem Steuerlager verhindert wird. Da die beiden Einspannanordnungen
gleich beschaffen und bezüglich des entsprechenden Schleifzapfengehäuses 5 bzw.
6 gleichmäßig angeordnet sind, kann die koaxiale Lage der Schleifzapfen nicht verändert
werden. Als weitere Sicherheitsmaßnahme für diesen Zweck sind Anschläge in Form
von Stiften 33 am oberen Joch 27 derart angeordnet, daß die Größe der Festziehkraft
begrenzt und möglichst gleich in bezug auf beide Schleifzapfengehäuse gehalten wird.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht das Arbeitsstück in diesem Beispiel
aus einer Hülse 34, die mit einer durchgehenden Bohrung versehen ist, welche auf
der Innenseite geschliffen werden soll. Das Arbeitsstück wird in koaxialer Lage
in einer Einspannvorrichtung 35 befestigt, die in einem einen Teil des schwenkbaren
Arbeitsstückhalters 37 bildenden Lagerkopf 36 drehbar gelagert ist.
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Das Lagergehäuse ist mit zwei ringförmigen Lagerhülsen 38, 39 versehen,
die von in den Lagerkopf eingeschraubten Ringen 4o, 4I festgehalten werden. Das
Festspannen, des Arbeitsstückes erfolgt über eine aufgeschlitzte Hülse 42, die mittels
einer in die Einspannvorrichtung 35 eingeschraubten Hülse 43 zwischen einen zylindrischen
Teil des Arbeitsstückes und einen konischen Teil der Einspannvorrichtung eingeschoben
wird. Das Innere des Lagergehäuses wird nach außen auf der einen Seite von der ringförmigen
Scheibe 4o und auf der anderen Seite von einer in die Einspannvorrichtung festgeschraubten
Scheibe 44 abgedeckt.
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Die Einspannvorrichtung 35 wird von einem in der Zeichnung nicht gezeigten
Motor über einen Riemen 45 angetrieben, der mittels eines Ringkeiles 46 mit der
Einspannvorrichtung im Eingriff steht und von einer Riemenscheibe 47 angetrieben
wird. Die Riemenscheibe 47 steht über ein Schneckenrad 48 und eine Schraube 49 mit
dem Motor in Verbindung. Die Schraube 49 durchsetzt die Wand des hohlen Halters
37 durch einen Schlitz 5o. Der Halter 37 ist einerseits in einem Stift 5I und andererseits
in einem damit koaxial angeordneten Stift auf einem in der Zeichnung nicht gezeigten
Achszapfen schwenkbar gelagert. Dieser Achszapfen paßt in ein durchgehendes Loch
in der Wand des Halters. Die Riemenscheibe 47 und das Schneckenrad 48 sind auf einer
im Halter 37 mit der Schwenkachse des Halters koaxial gelagerten Achse angebracht.
Dank der schwenkbaren Anordnung des Halters 37 kann der Lagerkopf mit dem darin
angebrachten Arbeitsstück in die in Fig. I gezeigte Arbeitslage und aus dieser herausgeschwenkt
werden. Wenn das Arbeitsstück einer Kontrollmessung unterworfen oder herausgenommen
werden soll, wird der Halter 37 um I8o° verschwenkt. Hierbei wird gleichzeitig ein
auf dem Halter angebrachtes Justierungswerkzeug in Form eines Schleifdiamanten 53
zum Abdrehen der zylindrischen Arbeitsflächen der Schleifräder in Arbeitslage gebracht.
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Wie aus Fig. I hervorgeht, liegt die Bewegungsübertragungsanordnung
zwischen der rotierenden Einspannvorrichtung 35 und dem zugehörigen Antriebsmotor
vollständig im Halter 37 und dem demselben angeschlossenen Lagerkopf 36. Zum Verschließen
des Schlitzes 5o, durch den die Motorachse geht, ist ein Ring 54 auf der Außenseite
des Halters in einer im Verhältnis zur Drehachse des Lagers koaxialen Lage gelagert,
wobei die Motorachse durch ein Loch den erwähnten Ring durchsetzt, der somit nicht
an der Schwenkbewegung des Halters 37 teilnimmt. Der Halter 37 und der Antriebsmotor
sind gemeinsam auf einem in der Zeichnung nicht gezeigten Schlitten od. dgl. angebracht,
auf den durch Motorkraft eine vor- und rückwärts gehende Bewegung in einer mit den
Schleifzapfen parallelen Richtung übertragen werden kann.
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Vor Beginn des Schleifens werden die Schleifräder 3, 4 mittels Handgriffe
I4, I5 und Schrauben 2o, 2I in eine dem zu bearbeitenden Arbeitsstück angepaßte
Arbeitslage zueinander eingestellt, worauf die Schleifzapfen und die Schleifscheiben
mittels des Diamanten 53 abgedreht werden. Darauf werden die Schleifzapfen durch
die Handgriffe I4, I5 auseinandergeführt und der Halter 37 mit dem darin eingesetzten
Arbeitsstück in die Arbeitslage gebracht, in der der Halter sich gegen einen Anschlag
auf dem Maschinengestell abstützt. Dann werden die Schleifscheiben mittels der Handgriffe
I4, I5 in die Bohrung des Arbeitsstückes geführt, so daß sie die zuvor eingestellte
Lage einnehmen. Die Schleifräder werden darauf gegen die Innenseiten der Ausbohrungen
durch Verschieben des die Konsolen 7, 8 tragenden Gestellteils in seinen Gleitstücken
senkrecht zur Achsenrichtung der Schleifzapfen zum Anliegen gebracht. Das Schleifen
wird auf bekannte Weise dadurch ausgeführt, daß dem Halter 37 eine vor- und rückwärts
gehende Bewegung in der Achsenrichtung der Schleifzapfen erteilt wird. Erfindungsgemäß
sollen die Schleifräder hierbei so im Verhältnis zueinander eingestellt sein, daß
keines von ihnen während des Schleifens die
Schleiffläche verläßt,
sondern mit derselben ständig in Berührung verbleibt. Zu diesem Zweck sollen die
Schleifräder so eingestellt sein, daß sie in einen solchen Abstand (gerechnet zwischen
den einander zugewendeten Endflächen der Schleifräder oder zwischen den Mittelpunkten
der Schleifräder) voneinander zu liegen kommen, der gleich der halben Länge des
zu schleifenden Bohrloches oder geringer als diese Länge ist.
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Die in die Ansprüche eingeführten Bezugszeichen dienen zur Erleichterung
des Lesens der Ansprüche, begrenzen jedoch den Schutzumfang nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel.