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Meßgesteuerte Schleifmaschine Die Erfindung betrifft eine meßgesteuerte
Schleifmaschine, die nach der Grobzustellung selbsttätig auf Feinzustellung umschaltbar
ist und bei der das Meßgerät nicht den ganzen Bereich zwischen Roh-und Sollmaß des
Werkstücks überspielt, sondern zwecks Schonung erst nach dem Grobschleifen, z. B.
erst bei einem bestimmten Abstand der schneidenden Scheibenfläche von der Werkstückachse,
selbsttätig in Arbeitsstellung einfahrbar ist, wobei es nach dem Einfahren die Steuerung
der Maschine übernimmt. Es ist bekannt, das Meßgerät zwecks Verminderung seines
Verschleißes an einem beliebigen Punkt zwischen Beginn und Ende des Schleifvorganges
an das zu bearbeitende Werkstück heranzubringen. Gleichfalls ist es bei einer Schleifmaschine
mit hydraulischer Zustellung der Schleifscheibe bekannt, durch Bewegen eines Steuergliedes
das Meßgerät hydraulisch an das Werkstück heranzuführen und vom Werkstück abzunehmen.
Dabei kann man durch mehr oder weniger große Drosselung des Ölzulaufs zu der Bewegungseinrichtung
des Meßgerätes
dieses mit einem beliebigen Verzögerungsintervall
gegenüber dem Schleifbeginn, insbesondere wenn bereits Zunder, Oberflächenrauhigkeiten
od. dgl. abgeschliffen sind, an das Werkstück heranfahren. Es wird mitunter auch
gleichzeitig mit dem Kommando »Eilzustellen« für den Schlitten die Bewegung des
Meßgerätes ausgelöst, dessen Einfahrgeschwindigkeit jedoch durch eine Drossel verzögert.
Es sind auch Schleifmaschinen mit einfacher Handradzustellung bekannt, bei denen
sich am Handrad eine Steuerscheibe befindet, die erst nach Zurücklegen eines bestimmten
Zustellweges durch die Scheibe das Einfahren des Meßgerätes auslöst. Dabei ist die
Steuerscheibe gegenüber dem Handrad verstellbar.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
für die Zustellung der Schleifscheibe zu schaffen, bei der erst nach Beendigung
des Grobschleifens das Meßgerät selbsttätig an das Werkstück herangeführt wird,
um nur den Feinschleifvorgang zu überwachen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Ausrüstung
der Maschine mit einem bekannten verstellbaren Anschlag zum Begrenzen der Schlittenzustellung
dieser Anschlag so einstellbar ist, daß er das Ende des Grobzustellvorganges begrenzt,
wobei durch Anfahren des Schlittens gegen den Anschlag sowohl die Zustelleinrichtung
der Maschine selbsttätig auf eine den Schlitten über diese Anschlaglage hinausführende
Feinzustellung umschaltbar als auch das selbsttätige Einfahren des Meßgerätes in
seine Arbeitsstellung auslösbar ist, nach dessen Durchführung die Meßsteuerung der
Maschine in mindestens einem Teil des Feinzustellbereichs vom Meßgerät übernommen
wird.
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Für diesen kleineren und gleichbleibenden Meßbereich kann ein Meßgerät
mit einer höheren Meßgenauigkeit gewählt werden als für einen größeren Meßbereich,
wie er noch beim Einbeziehen des Grobschleifens in den Meßvorgang notwendig wäre.
Während der verhältnismäßig kurzen Zeit, während der das Tastorgan des Meßgerätes
auf dem Werkstück aufsitzt, nutzt sich dieses entsprechend wenig ab. Da das Meßgerät
frühestens erst nach Beendigung des Grobzustellens eingefahren wird, läßt sich das
Grobzustellen ohne Rücksichtnahme auf das Meßgerät rascher und in gröberen Stufen
vornehmen, zumal während des Grobzustellens gegen ein Festmaß geschliffen wird;
der Beginn der Feinzustellung ist somit vom Toleranzbereich der Grobzustellung nicht
abhängig.
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Die Erfindung besteht ferner darin, daß bei der Schleifmaschine der
in Rede stehenden Art für die Grob- und Feinzustellung in an sich bekannter Weise
zwei verschiedene mechanische Zustellmechanismen angeordnet sind, die ihrer Art
nach für stark voneinander abweichende Antriebsgeschwindigkeiten geeignet sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Zeichnung und Ansprüchen. Es zeigt Fig.
I ein erstes und Fig. 2 ein zweites Arbeitsdiagramm, Fig. 3 ein Teilschema eines
ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 4 ein ausführliches Schema eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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In dem Diagramm Fig. I ist der übliche Weg der Schleifscheibe gegenüber
dem Werkstück in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Auf der Abszisse ist die
Zeit und auf der Ordinate der Zustellweg aufgetragen. Der Zweig A-B entspricht der
Eilzustellung beim Heranführen der Scheibe an das Werkstück, das bei Erreichen des
Punktes B von der Scheibe berührt wird (Anfunken). Der Zweig B-C entspricht der
Zustellung beim Schleifen, wobei an Stelle der gezeichneten Geraden entsprechend
der absatzweise erfolgenden Zustellung beim Längsschleifen ein gleichförmig gestufter
Linienzug treten kann. Zweig C-D verläuft annähernd parallel zur Abszisse; er stellt
das Ausfunken dar, währenddem keine Zustellung erfolgt. Trotzdem wird während dieser
Zeit wegen der Federung des Werkstücks noch in geringem Umfang Material abgenommen.
Bei D ist das Sollmaß des Werkstückes erreicht. Zweig D-E versinnbildlicht schließlich
den Eilrücklauf der Scheibe. Bei B oder später wird gewöhnlich das Meßgerät eingefahren.
Man kann auch den Zweig B-C in einen Grob- und einen Feinzustellbereich aufteilen.
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Beim Arbeiten mit Meßgerät stellt man bei der Erfindung bis zu einem
auf dem Zweig B-C liegenden Punkt X sowie bis zum Erreichen eines Anschlages grob
zu, während im letzten Teil des Zweiges B-C mit Feinzustellung gearbeitet wird.
Es ergibt sich also ein Arbeitsdiagramm ähnlich Fig. 2. Den Punkten A, B usw. entsprechen
hier die Punkte A', B' usw. Während vorher der Zweig B-C geradlinig verlief, erhält
er infolge der Benutzung zweier verschiedener Zustellgeschwindigkeiten den Knick
bei X. Bei dem Diagramm Fig. 2 ist angenommen, daß die Ausfunkzeit wegfällt, die
Punkte C und D' also zusammenfallen, wenn das Sollmaß mit Feinzustellung
genügend langsam ereicht wird. Es kann jedoch auch so gearbeitet ,werden, daß in
jedem Falle an den Bereich der Feinzustellung eine Ausfunkzeit angeschlossen wird,
die gegebenenfalls kürzer werden kann, als in Fig. r (C-D) dargestellt. Das Neue
bei der Erfindung betseht, wie gesagt, darin, daß bis Punkt X gegen einen festen
Anschlag geschliffen wird, während das Meßgerät erst vom Punkt X ab oder unter Umständen
auch später zur Überwachung bzw. Steuerung der weiteren Vorgänge herangezogen wird.
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Nach Fig. 3, die keinen Teil der Erfindung, sondern Bekanntes darstellt,
wird mit dem Schalthebel r der Maschine bei dessen Schwenkung in Richtung des Pfeiles
2 die Eilbeistellung des Schleifbockes zum Werkstück hin eingeschaltet. Durch die
Schaltstange 3 wird dabei ein elektrischer Kontakt q. betätigt. Dieser ist nach
Art der einfachen Druckknopfkontakte ausgebildet, die unter Federwirkung in Ausschaltstellung
bleiben,
wenn sie nicht entgegen der Federwirkung von außen in Einschaltstellung
gehalten werden. Sobald der Kontakt 4 betätigt wird, also gleichzeitig mit den durch
den Hebel I ausgelösten mechanischen Schaltvorgängen, beginnt in dem Zeitschalter
5 das Uhrwerk, Hemmwerk oder eine sonstige Schaltverzögerungseinrichtung zu laufen.
Der Zeitschalter ist voreinstellbar. Sein Laufwerk ist in für das jeweilige Werkstück
passender Weise so eingestellt, daß es erst nach dem Eilbeistellen der Schleifscheibe
(A', B') und nach dem Schleifen mit Grobzustellung (B', X) einen neuen Schaltvorgang
elektrisch einleitet, durch den der Magnet 6 Strom erhält. Hierdurch wird der Kern
7, der das Meßgerät 8 trägt, in Richtung des Pfeiles II bewegt, so daß der Fühlstift
9 des Meßgerätes in Berührung mit dem Werkstück Io gelangt. Von diesem Zeitpunkt
ab kann der Arbeiter an dem Meßgerät die Annäherung an das Sollmaß beobachten, oder
es können vom Meßgerät aus, gegebenenfalls zugleich vom Zeitschalter aus, weitere
Vorgänge gesteuert werden, wie es unten beschrieben ist.
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Das Meßgerät 8 läßt sich sowohl am Schleifbock als auch am Schleifmaschinentisch
anbringen. Für das Einfahren des Meßgerätes sind Bauarten bekannt, bei denen das
Meßgerät am Kopf einer schwenkbar gelagerten Stange befestigt ist, die an ihrem
unteren Ende ein das Werkstück umfassendes Maul bildet. Der Antrieb der Schwenkstange
erfolgt über eine durch einen Elektromagneten verschwenkte Welle.
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Bei dem Beispiel nach Fig. 4, das die Erfindung enthält, wird die
Maschine durch ein (nicht gezeichnetes) Betätigungsglied eingeschaltet. Damit wird
der Schleifbock I3 mit Scheibe I2 durch ein (nicht gezeichnetes) hydraulisches Getriebe
schnell bis nahe an das Werkstück I4 herangeführt, und zwar so nahe, daß am Ende
des Eilganges die Scheibe noch nicht anfunkt. Anschließend wird (in nicht dargestellter
Weise), wie bekannt, die Zustellung eingeschaltet, so daß der hydraulische Antriebskolben
I5 im Zylinder I6 hin- und herbewegt wird. Auf der hin- und hergehenden Kolbenstange
I7 des Kolbens I5 ist ein Mitnehmer I8 einstellbar befestigt. Dieser wirkt auf den
einen Arm I9 eines um die Zustellwelle 2o schwenkbaren Winkelhebels I9, 2I ein.
Am Ende des Armes 2I ist die Klinke 22 gelagert, und an diesem Arm 2I greift die
Feder 23 an. In Fig. 4 ist der Kolben I5 in seiner rechten Endstellung gezeichnet,
der Winkelhebel I9, 2I also in der Stellung, in der die Feder 23 am meisten gespannt
ist. Die Klinke 22 greift in die Zähne eines auf der Zustellwelle 2o befestigten
Klinkenschaltrades 24 ein. Wenn der Kolben I5 in Fig. 4 nach links geht, gibt der
Mitnehmer I8 den Arm Io des Winkelhebels frei, so daß die Klinke 22 unter der Wirkung
der Feder 23 das Schaltrad 24 um einen gewissen Betrag verdreht, die Schleifscheibe
I2 also zustellt. Dabei folgt der Hebelarm 19 dein Anschlag I8, so daß die Feder
23 angespannt wird; wenn der Kolben I5 in Fig. 4 wieder nach rechts geht. Die Zustellung
geschieht also nicht zwangläufig vom hydraulischen Kolben I5 aus, sondern durch
die Kraft der Feder 23.
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An ihrem in Fig. 4 linken Ende befindet sich an der Kolbenstange I7
eine Schrägfläche 25, die mit einer Schrägfläche 26 an einem Schwinghebel 27 jedesmal
dann zusammenwirkt, wenn der Kolben I5 in seine in Fig.4 linke Stellung gelangt.
Der Schwinghebe1 27 ist ähnlich ausgebildet wie der Winkelhebel I9, 2I. Er trägt
eine Schaltklinke 28, die mit der Verzahnung eines Klinkenschaltrades 29 in Eingriff
gebracht werden kann, sich aber zunächst in einer unwirksamen Stellung befindet,
so daß das Zusammenwirken der Schrägflächen 25, 26 bei jedem Nachlinksgehen des
Kolbens I5 zunächst wirkungslos bleibt.
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Auf der Zustellwelle 20 ist außer dem Rastenrad 24. auch ein Schneckenrad
3o befestigt, das sich mitdreht, wenn das Schaltrad 24 angetrieben wird. Das Schneckenrad
steht mit einer auf der Schneckenwelle 3I angeordneten Schnecke 32 im Eingriff.
Die Schneckenwelle ist nicht nur drehbar, sondern auch längsverschieblich gelagert.
Solange sie nicht gedreht wird, wird sie infolgedessen von dem Schneckenrad
30 wie eine Zahnstange mitgenommen, und zwar in Fig. 4 nach links verschoben,
während die Grobzustellung über das Schaltrad 24 in Betrieb ist. Während ihrer Axialverschiebung
wird die Schneckenwelle 3I als Schaltstange benutzt. An ihrem Ende ist ein Schaltkopf
33 angebracht, der, wenn die Schneckenwelle axial, in Fig. 4 nach links, verschoben
wird, schließlich auf den Druckknopf 34 eines elektrischen Schalters auftrifft,
dessen Kontakte 35 und 36 hierdurch geschlossen werden. Der Kopf 33 der Schneckenwelle
3I fährt dabei zugleich gegen den festen, zweckmäßig einstellbaren Anschlag 37,
so daß damit die Grobzustellung, die von der nunmehr verhinderten Axialverschiebung
der Schneckenwelle 3I in Fig. 4 nach links zwangläufig abgeleitet worden war, beendet
ist. Der Hebelarm i9 bleibt jetzt in seiner in Fig. 4. gezeichneten Stellung, wenn
der Mitnehmer 18 nach links geht. Auch bleibt die Feder 23 gespannt und die Klinke
22 im Eingriff mit der Verzahnung des Schaltrades 24. Die Federkraft kann aber das
Schaltrad jetzt nicht drehen, weil die Zustellwelle durch das in die Schnecke32
eingreifende Schneckenrad 3o zunächst gegen Drehung verriegelt ist.
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Durch das Schließen der Kontakte 35, 36 wird nun aber über den Steuer-
und Schaltkasten 38, der insbesondere elektrische Zwischenglieder enthält, ein Elektromagnet
39 wirksam, der die Klinke 28 in Eingriff mit den Zähnen des Schaltrades 29 bringt.
Das Schaltrad 29 ist mit der Schneckenwelle 31 durch eine Gleitfeder 4o auf Drehung
gekuppelt, die jedoch die Axialverschiebung der Schneckenwelle durch die Nabe des
Schaltrades 29 hindurch zuläßt. Der die Klinke 28 tragende Schwinghebel 27 ist auf
der Nabe des Schaltrades 29 gelagert. Nunmehr bewirkt also die Hin- und Herbewegung
des Kolbens 15 über die Schrägflächen 25, 26 und den Schwinghebel 27, ferner die
Klinke 28 und das Schaltrad 29 die Drehung der
Schneckenwelle 3I
und damit des Schneckenrades 3o, so daß die Zustellwelle 2o nunmehr vom Schneckenrad
3o aus angetrieben wird, während sie vorher umgekehrt das Schneckenrad antrieb.
In dem Maße dieses Feinantriebes wird auch das Schaltrad 24 wieder langsam und um
geringe Beträge mitgedreht, so daß die Klinke 22 dieser Drehung folgen und die Feder
23 sich allmählich etwas entspannen kann. Die Feder 23 erleichtert also mit ihrer
Spannkraft den Gang des Schneckenantriebes und hält ihn außerdem spielfrei.
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Weiter wird durch den Schaltstoß über die Kontakte 35, 36 und den
Steuerkasten 38 auch der Magnet 6 betätigt, der nunmehr, also bei Aufhören der Grobzustellung,
das Meßgerät 8 über dessen Träger 7 in die Meßstellung an das Werkstück Io herangeführt.
Dieser Vorgang kann mittels eines z. B. in den Steuerkasten 38 eingebauten einstellbaren
Verzögerungsrelais gegenüber dem Ende der Grobzustellung verspätet erfolgen. Das
Meßgerät kann also im Bedarfsfall auch erst nach Beginn der Feinzustellung eingefahren
werden. Nachdem es eingefahren ist, wird das Abschalten der Feinzustellung vom Meßgerät
aus gesteuert. Wenn das Werkstück Io sein Sollmaß erreicht hat oder zu einem einstellbaren
Zeitpunkt vorher, wird nämlich in bekannter Weise über den Zeiger 42 des Meßgerätes
und einen im Meßgerät angebrachten einstellbaren Kontakt 43 ein Stromkreis geschlossen,
der über den Steuerkasten 38 und den Magneten 39 die Antriebsklinke 28 für das Schaltrad
29 wieder außer Eingriff, also in eine unwirksame Stellung bringt. Zugleich mit
dem Abschalten der Feinzustellung lassen sich in bekannter Weise weitere mit der
Rückführung der Teile einhergehende Arbeitsgänge der Maschine elektromechanisch
oder elektrohydraulisch auslösen, insbesondere auch das Aufhören einer etwaigen
Werkstückbewegung und der Eilrücklauf des Schleifbockes. Für diese Rückführvorgänge
sind Anordnungen und Schaltungen bekannt und deshalb nicht dargestellt.
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Dagegen ist hier noch folgende Möglichkeit erläutert: Die Schneckenwelle
3I muß ja um den Betrag, um den sie vorher nach links verschoben wurde, nach rechts
zurückgeschoben und gleichzeitig um den Betrag zurückgedreht werden, um den sie
während der Feinzustellung gedreht wurde; am Ende der Rückführbewegung muß nämlich
die Schleifscheibe wieder diejenige Ausgangslage einnehmen, die sie bei Beginn der
Schleifvorganges hatte, sofern man vom Scheibenschwund absieht.
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Durch den vom Meßgerät gesteuerten Stromkreis über den Kontakt 43
des Meßgerätes wird vom Steuerkasten 38 aus nicht nur die Feinzustellung über den
Magneten 39 stillgesetzt, sondern es wird über einen Magneten 42a ein hydraulisches
Ventil 43 a geöffnet, so daß Druckflüssigkeit aus der Leitung 44 zugleich in den
Zylinder 45 und in den Zylinder 46 gelangen kann. Der Zufluß zu dem Zylinder 46
ist mittels des Hahnes 47 absperrbar. Im Zylinder 45 ist ein Kolben 48 geführt,
dessen Kolbenstange 49 an ihrem freien Ende eine Kupplungshälfte 5o trägt. Eine
hierzu passende zweite Kupplungshälfte 5I ist auf dem in Fig. 4 linken Ende der
Schneckenwelle 3I angebracht. Der vordere Teil 55 der Kolbenstange 49 ist gezahnt.
Mit dieser Verzahnung sind die Zähne einer Zahnstange 52 im Eingriff, welche die
Fortsetzung der Kolbenstange 53 des im Zylinder 46 gleitenden Kolbens 54 darstellt.
Wenn der Magnet 42a das Ventil 43 a öffnet, wird der Kolben 48 nach rechts gedrückt,
so daß die Kupplungshälften 50, 5I in Eingriff miteinander kommen. Der Abstand der
Kupplungshälften ist derart, daß sie am Ende der Grobzustellung, also wenn der Kopf
33 den Anschlag 37 erreicht hat, noch nicht miteinander im Eingriff sind. Sobald
dann die Kupplungshälften durch Verschieben des Kolbens 48 im Eingriff sind, wird
die von der Bewegung des Kolbens 54 aus über die Zahnstange 52 bewirkte Drehung
der Kolbenstange 49 mit der Kupplungshälfte 5o im Sinne eines Zurückdrehens der
Schneckenwelle 31 wirksam. Gleichzeitig wird aber der Kolben 48 weiter nach rechts
bewegt, so daß die Schneckenwelle 3I zugleich in axialer Richtung zurückgeschoben
wird. Die Ausgangslage, die auf diese Weise schließlich wieder erreicht wird, ist
hinsichtlich der Axialverschiebung und damit für die Grobzustellung durch einen
einstellbaren Anschlag 56 bestimmt, hinsichtlich der Verdrehung der Schneckenwelle
und damit hinsichtlich des Bereiches der Feinzustellung durch den einstellbaren
Anschlag 57. Entgegen der zusammengedrängten Darstellung in Fig. 4 hat die Kupplungshälfte
5I bei der gezeichneten Stellung der Teile noch einen solchen Abstand vom Schaltrad
29 bzw. von dessen (nicht gezeichneter) Lagerung, daß die Axialverschiebung der
Schneckenwelle 31 bis zum Auftreffen des Kopfes 33 auf den Anschlag 56 nicht gehindert
ist. Anschließend werden die Kolben 48 und 54 in die in Fig. 4 gezeichnete Stellung
zurückgeführt, und zwar mit Hilfe einer (nicht gezeichneten) bekannten hydraulischen
Umsteuerung.
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Der Antrieb der Schneckenwelle 31 von der hin-und hergehenden Kolbenstange
17 aus kann in beliebiger geeigneter Weise erfolgen; die beschriebenen Schrägflächen
25, 26 stellen nur ein Beispiel für eine einfache Wirkungsverbindung dar.
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Es kann im Stromkreis des das Meßinstrument transportierenden Magneten
6 ein besonderer Schalter 58 angeordnet werden, der auf den Kontakt 59 geschaltet
sein muß, wenn es möglich sein soll, das Meßinstrument in die Meßstellung zu bringen.
Ist der Schalter 58 dagegen geöffnet, so bleibt das Meßinstrument in der unwirksamen
Stellung. Es kann also nach Wunsch jederzeit auch ohne Meßinstrument gearbeitet
werden. Wird der Schalter 58 auf den Umgehungskontakt 6o gelegt, so wird damit das
Meßinstrument unabhängig von allen Steuermaßnahmen sofort in Meßstellung gebracht.
Dies kann von Bedeutung sein, wenn beispielsweise die Steuerung dieses Vorganges
versagt oder wenn ausnahmsweise schon vor der selbsttätigen Beförderung des Meßinstrumentes
in die wirksame Stellung gemessen werden soll. Entsprechend läßt sich gegebenenfalls
außer einem Verzögerungsrelais auch für die Auslösung der Feinzustellung ein Umgehungsschalter
vorsehen,
so daß ohne Feinzustellung nur mit der Grobzustellung und mit anschließender Ausfunkzeit
in bekannter Weise gegen einen einstellbaren Anschlag gearbeitet werden kann.
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Für die Feinzustellung läßt sich statt eines Schneckengetriebes auch
ein anderes mit großem Übersetzungsverhältnis arbeitendes Getriebe verwenden, z.
B. ein solches, dessen Abtriebsgeschwindigkeit auf geringen Differenzen in der Zähnezahl
zweier Zahnräder beruht.
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Die Ansprüche 2 bis 9 sind echte Unteransprüche.