EP0226056A2 - Schwenkeinrichtung für den Werkstückspindelkasten einer Schleifmaschine, insbesondere Innenrundschleifmaschine - Google Patents

Schwenkeinrichtung für den Werkstückspindelkasten einer Schleifmaschine, insbesondere Innenrundschleifmaschine Download PDF

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EP0226056A2
EP0226056A2 EP86115865A EP86115865A EP0226056A2 EP 0226056 A2 EP0226056 A2 EP 0226056A2 EP 86115865 A EP86115865 A EP 86115865A EP 86115865 A EP86115865 A EP 86115865A EP 0226056 A2 EP0226056 A2 EP 0226056A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
swivel
bearing
grinding machine
force
swivel plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP86115865A
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English (en)
French (fr)
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EP0226056A3 (de
Inventor
Kurt Diesing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB
Original Assignee
Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB
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Filing date
Publication date
Application filed by Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB filed Critical Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB
Publication of EP0226056A2 publication Critical patent/EP0226056A2/de
Publication of EP0226056A3 publication Critical patent/EP0226056A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/06—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces internally

Definitions

  • the invention relates to a swivel device for the workpiece headstock of a grinding machine, in particular an internal cylindrical grinding machine, for producing cylindrical and conical bores and for correcting these surfaces.
  • CNC or CAC-controlled grinding machines are being used to an ever greater extent for complex machining of workpieces with several bore diameters in one clamping.
  • a grinding machine is described with a workpiece headstock that is attached to a swivel unit.
  • the rotary movement for the swivel unit is carried out with the help of a servo motor, controlled by a programmable control.
  • the angle of rotation values are recorded by a position encoder and sent to the controller for processing.
  • two special clamping devices are provided. They are opened for positioning against the force of springs using a pressure medium. By means of a lubrication device, the friction between the swivel plate and the machine base plate is reduced during the rotation.
  • the workpiece headstock is fixed on the swivel unit and therefore not axially displaceable to the grinding wheel.
  • the machine is therefore only suitable for grinding short, ring-shaped workpieces.
  • the machining surface of the workpiece moves away from its starting position to such an extent that it can no longer be reached by the grinding wheel with reasonable cross slide paths.
  • the swivel plate has two lubrication systems. One consists of an annular channel with lubrication pockets concentrically arranged around the swivel bearing, to which lubricating oil is supplied.
  • the rotary shaft of the swivel bearing is fixed vertically by two angular ball bearings that are braced against each other, so that the swivel plate attached to the rotary shaft has an adapted space for the oil film to be formed in the vicinity of the swivel bearing relative to the machine base plate.
  • This gap is maintained by the tensioning of the angular contact ball bearings, even against the action of the clamping device. Due to this constant oil film, no ground contact is ensured in the clamped position in this area and a stick-slip effect cannot be ruled out in the smallest swiveling steps.
  • the other lubrication system at the end of the swivel plate consists of a channel system that is supplied with lubricating oil in the clamped position and additionally with compressed air during the swiveling movement.
  • the swivel plate will float on an oil film or air cushion.
  • this mounting has little stiffness.
  • the lubricating oil must be squeezed out of the sliding surfaces for clamping, which is also a hindrance to a safe ground contact.
  • the invention aims to remedy this situation and to develop a swivel unit on which an axially movable workpiece headstock can be placed for grinding long workpieces.
  • the invention v.ie it is characterized in the claims, solves the problem of designing the storage and clamping of the swivel unit so that, on the one hand, an attached workpiece headstock can be moved easily and that, on the other hand, a stick-slip effect even with swivel movements in the smallest steps.
  • a workpiece headstock with its functional assemblies is arranged to be longitudinally displaceable on longitudinal guides, so that the swivel unit often has a one-sided and variable load distribution by changing the center of gravity of the inertia force P 1, its working distance, for example from the swivel bearing.
  • the rotary actuator can be operated manually in cooperation with an electronic position indicator or by means of a servomotor with direct or indirect measuring systems.
  • the drive takes place either via traction means or gear elements, in that the output shaft of a reduction gear which can be adjusted for play drives either the drive pulley of a traction means or the pinion shaft of a gear drive.
  • the pinion engages in a toothed segment which is attached to a base plate.
  • the toothed segment is simultaneously designed as a thrust bearing segment acting on both sides. Via this axial bearing segment, two working pistons acted upon by pressure medium act as lifting or tensioning elements, depending on their pressurization.
  • a roller bearing axially preloaded by spring force for example a tapered roller bearing, serves as the pivot bearing.
  • the springs are arranged in such a way that they both maintain the axial preload force and, with their equally large reaction force P 2 'on the swivel plate, clamp it onto its base plate.
  • the cylinders are arranged and their forces are dimensioned such that the lift creates an equilibrium state, ie the remaining normal force approaches zero.
  • the clamping surface is coated with a sliding coating.
  • the two cylinders and the pivot bearing are arranged in such a way that their connecting lines form an isosceles or equilateral triangle with a statically determined arrangement and there is a state of equilibrium during the pivoting movement, but the rolling preload in the pivot bearing and the rolling clamping in the area of the lifting devices in cooperation with the rolling undergrip consisting of the toothed segment 15, the segment 19 and the roller bodies 20 arranged between them represent a rigid pivot bearing as a whole. If the leverage ratio distance a: distance b of the forces is changed by axially displacing the workpiece headstock on the longitudinal guide of the swivel plate to the right, the undergrip of the roller is more effective and the force acting there restores the equilibrium condition.
  • the swivel unit After positioning, the swivel unit is tightened by changing the pressure on the working pistons. As a result, the lifting force is switched off immediately.
  • the weight of the swivel unit is based on the clamping surface of the base plate.
  • a vertical downward clamping force is generated by the grip of the piston rods on the toothed segment.
  • the force component of the lifting force is also omitted on the pivot and the reaction force from the tapered roller bearing preload acts as the clamping force of the swivel unit on the lower plate.
  • a bearing bush 2 is centered and screwed in the base plate 1 according to FIG. 1, which could also be an adjustment slide.
  • the inner ring 3 of a tapered roller bearing is clamped on the bearing bush 2 by a nut 4.
  • the outer ring 5 of the tapered roller bearing is advantageously fitted into the bore 6 of the swivel plate 7 with a play of 0.01 to 0.02 mm.
  • a number of head bolts 8 are arranged in counterbores of the swivel plate 7 and fastened in the preload ring 9 in such a way that a preload is produced in the springs 10, the total preload force P 2 multiplied by the distance b is equal to the actual inertia force P 1 multiplied by the Distance a and that the sum of both forces, the inertia force P 1 and the pretensioning force P 2 , is equal to the lifting force A.
  • the preload force P 2 acts on the outer ring 5 via the preload ring 9, so that the tapered roller bearing is braced axially.
  • the bearing as a whole is inevitably radially preloaded via the tapered elements of the tapered roller bearing.
  • the springs 10 are supported on the base of the counterbores of the swivel plate 7, so that their reaction force P 2 clamps the swivel plate 7 on the base plate 1 in the same size.
  • An angle measuring system 11 is fixed in the swivel plate 7 centrally to the center of the swivel bearing, the shaft 12 of which is fixed in place via a torsionally rigid compensating coupling 13 and a pin 14.
  • a toothed segment 15 is furthermore fixed centrally on the lower plate 1 to the center of the pivot bearing.
  • a pinion shaft 16 is mounted in the swivel plate 7 and can be driven either manually or mechanically via a drive shaft 17.
  • the ten segment 15 simultaneously forms an axial roller bearing acting on both sides.
  • the segment 18 is held loosely to the swivel plate 7 with axial play.
  • the segment 19 is adapted as a rolling grip element and is firmly connected to the swivel plate 7 by screws 21.
  • the combined lifting and tensioning device essentially consists of a vertically guided, force-actuated tensioning rod 22, the lower end of which is designed as a throat.
  • the upper surface of the throat is supported by the segment 18 and the rolling elements 20 on the running surface of the toothed segment 15, as a result of which the swivel plate 7 is lifted off with the same counterforce.
  • the size of this lift-off is limited by the adjusted rolling grip of the segment 19, so that even with changed mass distribution on the swivel plate, the amount of the lift-off remains defined and the axial rolling bearing of the toothed segment 15 and the segments 18 and 19 is pre-tensioned. If the force actuation of the tension rod 22 is reversed, the lower surface of the throat engages under the toothed segment 15 and the counterforce presses the swivel plate onto the base plate 1.
  • FIG 3 three known drive variants for the swivel plate 7 are shown to complete the entire swivel device.
  • a servomotor 23 drives the pinion shaft 16 via a gear 24.
  • the same pinion shaft 16 ' can also be arranged at the front as a second variant and can be designed with a manual drive 25 for a manual swivel drive.
  • the drive elements are arranged in the swivel plate 7 and carry out the swivel movement while the pinions roll on the fixed tooth segment 15.
  • the third drive variant shows a swivel drive using a traction mechanism.
  • the gear 24 'of a second embodiment with a drive disk 26 for a traction means 27 is arranged on the base plate 1.
  • One run is articulated directly to a hinge point 28 of the swivel plate 7, while the second run is guided to the hinge point 28 via a deflection roller 29 of a resilient length compensation device 30.
  • the length compensation device 30 can, for. B. be a pressurized Gcradschubmotor, which ensures a constant force generation over the required balance stroke.
  • the two lifting and tensioning devices 31, 32 are arranged so that the connecting lines of their centers with each other and with the center of rotation of the pivot bearing 33 form an isosceles or equilateral triangle. This ensures a stable, statically determined situation both in swivel mode and in the clamping position. This means that the tilting moment resulting from the center of gravity 34 according to FIG. 4 lying relatively high above the swivel plane 35 and the acceleration is safely absorbed.
  • the arrangement of the lifting and tensioning devices 31, 32 has the task, in cooperation with the spring force acting in the pivot bearing and the load acting in the center of gravity 34, producing an equilibrium state in which the distances a and b and the lifting force A are the sum of the forces both working pistons are selected accordingly.
  • the result of this equilibrium state is that the normal force for a possibly remaining residual sliding friction is so low that there is no measurable sliding friction when interacting with a sliding surface coated with sliding foil.
  • Another effect of the slide film is that no lubricating oil is required and, consequently, it does not have to be displaced when the tension is applied. As a result, a safe ground contact is achieved in the tensioned state of the device.
  • a disturbance of the equilibrium condition by an adjustment of the workpiece headstock to the right is avoided in that the rolling grip of the element 19 is stressed more, whereby the equilibrium condition is restored.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwenkeinrichtüng für Werkstückspindelkasten einer Schleifmaschine, insbesondere einer Innenrundschleifmaschine, zur Fertigung zylindrischer und kegliger Bohrungen und zur Korrektur dieser Flächen. Dazu sind Lagerung und Klemmung der Schwenkeinheit konstruktiv und in ihren Beziehungen untereinander so gestaltet, daß zum einen ein aufgesetzter Werkstückspindelkasten problemlos verfahren werden kann und daß zum anderen ein stick-slip-Effekt auch bei Schwenkbewegungen in kleinsten Schritten ausgeschlossen ist.

Description

  • Die ErfindunG betrifft eine Schwenkeinrichtung für den Werkstückspindelkasten einer Schleifmaschine, insbesondere einer Innenrundschleifmaschine, zur Fertigung zylindrischer und kegliger Bohrungen und zur Korrektur dieser Flächen.
  • Zur Komplexbearbeitung von Werkstücken mit mehreren Bohrungsdurchmessern in einer Aufspannung werden in immer stärkerem Mabe CNC- oder CAC-gesteuerte Schleifmaschinen eingesetzt.
  • Das trifft insbesondere für die Klein- und Mittelserienfertigung zu. Zur Fertigung von z. B. kegligen Bohrungen ist es desweiteren bekannt, die Schwenkeinheit für die Aufnahme des Werkstückspindelkastens entsprechend dem jeweiligen Kegelwinkel über eine NC-Achse zu verschwenken. Die gesamte Steuerung übernimmt dabei ein Rechner.
  • Dieser bekannte Stand der Technik wird besonders deutlich dokumentiert durch die Europäische Patentanmeldung 0131 366, die eine Schleifmaschine mit einem CNC-gesteuerten drehbaren Werkstückspindelkasten betrifft.
  • Beschrieben ist eine Schleifmaschine mit einem Werkstückspindelkasten, der auf einer Schwenkeinheit befestigt ist.
  • Die Drehbewegung für die Schwenkeinheit erfolgt mit Hilfe eines Servomotors, gesteuert durch eine programmierbare Steuerunc. Die Drehwinkelwerte werden von einem Positionsmeßgeber erfaßt und der Steuerung zur Verarbeitung zugeleitet. Zur Lagesicherung der Schwenkeinheit nach erfolgter Positionierung sind zwei spezielle Klemmvorrichtungen vorgesehen. Sie werden zur Positionierung gegen die Kraft von Federn über ein Druckmedium geöffnet. Mittels einer Schmiereinrichtung wird während der Drehung die Reibung zwischen der Schwenkplatte und der Maschinengrundplatte gemindert.
  • Rach dieser Lösung ist der Werkstückspindelkasten auf der Schwenkeinheit ortsfest angebracht und somit nicht axial zum Schleifkörper verschiebbar. Damit ist die Kaschine, wie auch beschrieben, nur zum Schleifen kurzer, ringförmiger Werkstücke gecignet. Bei längeren Werkstücken und größerom Schwenkwinkel entfernt sich die Bearbeitungsfläche des Werkstückes soweit von ihrer Ausgangslage, daß sie mit vertretbaren Querschlitten- wegen vom Schleifkörper nicht mehr erreicht werden kann. Als Nachteil ist desweiteren zu nennen, daß die Schwenkplatte zwei Schmiersysteme hat. Das eine besteht aus einem konzentrisch um das Schwenklager angeordneten Ringkanal mit Schmiertaschen, dem Schmieröl zugeführt wird. Die Drehwelle des Schwenklagers ist durch zwei gegeneinander verspannte Schrägkugellager vertikal fixiert, so daß die an der Drehwelle befestigte Schwenkplatte im Umkreis der Schwenklagerung zur Maschinengrundplatte einen angepaßten Zwischenraum für den sich zu bildenden Ölfilm aufweist. Dieser Zwischenraum bleibt durch die Verspannung der Schrägkugellager erhalten, auch gegen die Wirkung der Klemmeinrichtung. Durch diesen ständigen Ölfilm ist in der Klemmstellung in diesem Bereich kein Massekontakt gesichert und bei kleinsten Schwenkschritten ein stick-slip-Effekt nicht auszuschließen. Das andere Schmiersystem am Ende der Schwenkplatte besteht aus einem Kanalsystem, das in Klemmstellung mit Schmieröl und während der Schwenkbewegung zusätzlich mit Druckluft versorgt wird. Je nach der zustande kommenden Wirkung wird die Schwenkplatte auf einem Ölfilm oder Luftkissen schwimmen. Zum Konturenachleifen, also Schleifen während des Schwenkens, besitzt diese Lagerung nar eine geringe Steife. Zum anderen muß zur Klemmung das Schmieröl swischen den Gleitflächen herausgequetscht werden, das auch einem sicheren Massekontakt hinderlich ist.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und eine Schwenkeinheit entwickeln, auf die zum Schleifen von langen Werkstücken ein axial beweglicher Werkstückspindelkasten aufgesetzt werden kann.
  • Die Erfindung, v.ie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Lagerung und Klemmung der Schwenkeinheit so zu gestalten, daß zum einen ein aufgesetzter Werkstuckspindelkasten problemlos verfahren werden kann und daß zum anderen ein stick-slip-Effekt auch bei Schwenkbewegungen in kleinsten Schritten ausgeschlossen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst. Auf einer Schwenkeinheit ist ein Werkstückspindelkasten mit seinen Funktionsbaugruppen auf Längsführungen längsverschiebbar angeordnet, so daß sich für die Schwenkeinheit häufig eine einseitige und veränderliche Lastverteilung ergibt, indem die im Masseschwerpunkt wirkende Massekraft P1 ihren Wirkabstand, beispielsweise zum Schwenklager, verändert. Der Schwenkantrieb kann manuell im Zusammenwirken mit einer elektronischen Positionsanzeige oder durch einen Stellmotor mit direkt bzw. indirekt wirkenden Meßsystemen erfolgen. Mechanisch erfolgt der Antrieb wahlweise über Zugmittel oder Verzahnelemente, indem die Ausgangswelle eines spieleinstellbaren Untersetzungsgetriebes entweder die Antriebsscheibe eines Zugmittels oder die Ritzelwelle eines Zahnradtriebes antreibt. Das Ritzel greift in ein Zahnsegment, welches an einer Grundplatte befestigt ist. Das Zahnsegment ist gleichzeitig als beidseitig wirkendes Axiallagersegment ausgebildet. Über dieses Axiallagersegment wirken zwei druckmittelbeaufschlagte Arbeitskolben in Abhängigkeit ihrer Druckbeaufschlagung als Abhebe- bzw. Spannelement.
  • Als Schwenklager dient ein durch Federkraft axial vorgespanntes Wälzlager, beispielsweise ein Kegelrollenlager. Die Federn sind so angeordnet, daß sie sowohl die axiale Vorspannkraft aufrechterhalten, als auch mit ihrer gleich großen Reaktionskraft P2'auf die Schwenkplatte diese auf ihre Grundplatte aufspannen.
  • Die geometrische Anordnung der beiden Abhebe- und Spanneinrichtungen sowohl zum Masseschwerpunkt als auch zum Schwenklager und die Wahl der zur Wirkung kommenden Kräfte dient zwei nachstehend beschriebenen Funktionen.
  • Ausgehend von der vorhandenen Masse und deren größtem Abstand zum Schwenklager sind die Zylinder so angeordnet und ihre Kräfte so bemessen, daß durch die Abhebung ein Gleichgewichtszustand hergestellt wird, die verbleibende Normalkraft also gegen Null geht. Um einer eventuell verbleibenden Reibkraft zu begegnen und die Notwendigkeit einer Ülschmierung zu vermeiden, ist die Aufspannfläche mit einem Gleitbelag beschichtet. Weiterhin sind die beiden Zylinder und das Schwenklager so angeordnet, daß ihre Verbindungslinien ein gleichschenkliges bzw. gleichseitiges Dreieck mit statisch bestimmter Anordnung ergeben und während der Schwenkbewegung Gleichgewichtszustand besteht, dabei aber die Wälzvorspannung im Schwenklager, wie auch die Wälzeinspannung im Bereich der Abhebeeinrichtungen im Zusammenwirken mit dem Wälzuntergriff bestehend aus dem Zahnsegment 15, dem Segment 19 und den dazwischen angeordneten Wälzkörpern 20 eine steife Schwenklagerung insgesamt darstellen. Wird durch axiale Verschiebung des Werkstückspindelkastens auf der Längsführung der Schwenkplatte nach rechts das Hebelverhältnis Abstand a : Abstand b der Kräfte verändert, so kommt der Wälzuntergriff stärker zum Tragen, und die dort wirkende Kraft stellt wieder die Gleichgewichtsbedingung her. Nach erfolgter Positionierung setzt die Festspannung der Schwenkeinheit ein, indem die Druckbeaufschlagung der Arbeitskolben wechselt. Dadurch wird die Abhebekraft augenblicklich abgeschaltet. Die Schwenkeinheit setzt durch ihr Eigengewicht auf die Spannfläche der Grundplatte auf. Gleichzeitig wird durch den Untergriff der Kolbenstangen am Zahnsegment eine vertikal nach unten gerichtete Spannkraft erzeugt. Am Drehzapfen entfällt ebenfalls die Kraftkomponente der Abhebekraft und es wirkt die Reaktionskraft aus der Kegelrollenlagervorspannung als Spannkraft der Schwenkeinheit auf die Unterplatte.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik folgende Vorteile:
    • - Durch die Dreipunktanordnung der beiden Arbeitszylinder zum Schwenklager in Form eines gleichschenkligen Dreieckes und dem Zusammenwirken der Vorspannungen sowohl im Schwenklager als auch an den Wirkstellen der Arbeitskolben ergibt sich durch die Wälzlagerverspannung dieser drei Punkte eine stabile, durch die vorgespannte Wälzlagerung vorgespannte Basisfläche auch während der Schwenkbewegung.
    • - Durch die Anordnung der beiden Arbeitszylinder in Bezug auf die im Schwerpunkt wirkende Massenkraft und die im Schwenklager wirkende Reaktionskraft aus der Federvorspannkraft des Schwenklagers ergibt sich durch die entsprechend gewählte Größe der Abhebekraft ein Gleichgewichtszustand der Schwenkplatte.
    • - Im gespannten Zustand wirken die beiden Arbeitskolben, indem sie durch Untergriff am Zahnsegment die Schwenkplatte auf die Unterplatte drücken. Gleichzeitig wirkt die Reaktionskraft aus der Federvorspannung im Schwenklager als zusätzliche Aufspannkraft, ohne die Vorspannung dieses Schwenklagers zu beeinträchtigen.
  • Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen nach
    • Figur 1 einen Mittenschnitt durch das Schwenklager
    • Figur 2 einen Schnitt durch die Abhebe- und Spanneinrichtung und das Antriebsritzel
    • Figur 3 eine Schwenkeinrichtung in der Ansicht von oben und
    • Figur 4 eine Schwenkeinrichtung in Vorderansicht und Teilschnitt.
  • In der Grundplatte 1 nach Figur 1, die auch ein Verstellschlitten sein könnte, ist eine Lagerbuchse 2 zentriert und verschraubt.
  • Der Innenring 3 eines Kegelrollenlagers ist durch eine Mutter 4 auf der Lagerbuchse 2 festgespannt. Der Außenring 5 des Kegelrollenlagers ist vorteilhafterweise mit 0,01 bis 0,02 mm Bewegungsspiel in die Bohrung 6 der Schwenkplatte 7 eingepaßt. Eine Anzahl von Kopfbolzen 8 sind in Senkbohrungen der Schwenkplatte 7 angeordnet und im Vorspannring 9 so befestigt, daß in den Federn 10 eine solche Vorspannung entsteht, deren gesamte Vorspannkraft P2 multipliziert mit dem Abstand b gleich groß ist der tatsächlichen Massekraft P1 multipliziert mit dem Abstand a und daß weiterhin die Summe beider Kräfte, der Massekraft P1 und der Vorspannkraft P2, gleich groß der Abhebekraft A ist.
  • Die Vorspannkraft P2 wirkt über den Vorspannring 9 auf den Außenring 5, so daß eine axiale Verspannung des Kegelrollenlagers entsteht. Dadurch wird zwangsläufig über die kegligen Elemente des Kegelrollenlagers das Lager insgesamt radial vorgespannt. Hierbei stützen sich die Federn 10 auf dem Grund der Senkbohrungen der Schwenkplatte 7 ab, so daß ihre Reaktionskraft P2 in gleicher Größe die Schwenkplatte 7 auf die Grundplatte 1 spannt.
  • Zentrisch zum Schwenklagermittelpunkt ist in der Schwenkplatte 7 ein Winkelmeßsystem 11 befestigt, dessen Welle 12 über eine verdrehsteife Ausgleichskupplung 13 und einen Zapfen 14 ortsfest fixiert ist.
  • Auf der Unterplatte 1 ist nach Figur 2 desweiteren ein Zahnsegment 15 zentrisch zum Schwenklagermittelpunkt befestigt. In der Schwenkplatte 7 ist eine Ritzelwelle 16 gelagert, die über eine Antriebswelle 17 wahlweise manuell oder maschinell angetrieben werden kann. Das Zehnsegment 15 bildet gleichzeitig im Zusammenwirken mit den Segmenten 18, 19 und den zwischen ihnen angeordneten Wälzkörpern 20 eine beidseitig wirkende Axialwülzlagerung. Das Segment 18 ist mit axialem Spiel lose zur Schwenkplatte 7 gehalten. Das Segment 19 ist als Wälzuntergriffelement angepaßt und mit der Schwenkplatte 7 durch Schrauben 21 fest verbunden.
  • Die kombinierte Abhebe- und Spanneinrichtung besteht im wesentlichen aus einer vertikal geführten, kraftbeaufschlagbaren Spannstange 22, deren unteres Ende als Rachen ausgebildet ist. Bei nach unten wirkender Kraftrichtung stützt sich die obere Fläche des Rachens über das Segment 18 und die Wälzkörper 20 auf der Lauffläche des Zahnsegmentes 15 ab, wodurch die Schwenkplatte 7 mit der gleich großen Gegenkraft abgehoben wird. Der Größenbetrag dieser Abhebung ist begrenzt durch den angepaßten Wälzuntergriff des Segmentes 19, so daß auch bei veränderter Massenverteilung auf der Schwenkplatte der Abhebebetrag definiert bleibt und die Axialwälzlagerung des Zahnsegmentes 15 und der Segmente 18 und 19 in sich vorgespannt ist. Wird die Kraftbetätigung der Spannstange 22 umgekehrt, greift die untere Fläche des Rachens unter das Zahnsegment 15 und die Gegenkraft drückt die Schwenkplatte auf die Grundplatte 1.
  • In Figur 3 sind zur Komplettierung der gesamten Schwenkeinrichtung drei an sich bekannte Antriebsvarianten für die Schwenkplatte 7 dargestellt. Nach der ersten, bisher auch beschriebenen Variante, treibt ein Stellmotor 23 über ein Getriebe 24 die Ritzelwelle 16. Die gleiche Ritzelwelle 16' kann als zweite Variante auch vorn angeordnet und mit einem Handantrieb 25 zu einem manuellen Schwenkantrieb ausgelegt werden.
  • In beiden Varianten sind die Antriebselemente in der Schwenkplatte 7 angeordnet und führen die Schwenkbewegung aus, während sich die Ritzel am feststehenden Zahnsegment 15 abwälzen.
  • Als dritte Antriebsvariante ist ein Schwenkantrieb über Zugmittel dargestellt. Hierbei ist das Getriebe 24' einer zweiten Ausführung mit einer Antriebsscheibe 26 für ein Zugmittel 27 an der Grundplatte 1 angeordnet. Der eine Trumm ist direkt an einem Gelenkpunkt 28 der Schwenkplatte 7 angelenkt, dagegen ist der zweite Trumm über eine Umlenkrolle 29 einer federnden Längenausgleichseinrichtung 30 an den Gelenkpunkt 28 geführt. Die Längenausgleichseinrichtung 30 kann z. B. ein druckmittelbeaufschlagter Gcradschubmotor sein, der über den erforderlichen Ausgleichshub eine konstante Krafterzeugung absichert.
  • Die beiden Abhebe- und Spanneinrichtungen 31, 32 sind so angeordnet, daß die Verbindungslinien ihrer Mittelpunkte untereinander und mit dem Drehmittelpunkt des Schwenklagers 33 ein gleichschenkliges bzw. gleichseitiges Dreieck bilden. Damit ist sowohl im Schwenkbetrieb als auch in der Spannlage eine stabile, statisch bestimmte Situation gesichert. Dies bedeutet, daß das Kippmoment, resultierend aus dem relativ hoch über der Schwenkebene 35 liegenden Masseschwerpunkt 34 nach Figur 4 und der Beschleunigung sicher abgefangen wird.
  • Des weiteren hat die Anordnung der Abhebe- und Spanneinrichtungen 31, 32 die Aufgabe, im Zusammenwirken mit der im Schwenklager wirkenden Federkraft und der im Masseschwerpunkt 34 wirkenden Last einen Gleichgewichtszustand herzustellen, in dem die Abstände a und b und die Abhebekraft A als Summe der Kräfte beider Arbeitskolben entsprechend gewählt sind. Dieser erreichte Gleichgewichtszustand hat zur Folge, daß für eine möglicherweise verbleibende Restgleitreibung die Normalkraft so gering ist, daß im Zusammenwirken mit einer mit Gleitfolie beschichteten Gleitfläche keine meßbare Gleitreibung vorhanden ist.
  • Ein weiterer Effekt der Gleitfolie ist, daß kein Schmieröl erforderlich ist und es demzufolge bei der Spannung nicht verdrängt werden muß. Dadurch wird im gespannten Zustand der Einrichtung ein sicherer Massekontakt erreicht.
  • Durch eine weitere Vergrößerung der Abhebekraft A und eine Anpassung des Segmentes 19 in Form von größerem Spiel ist auch eine absolute Abhebung der Schwenkplatte 7 von der Spannfläche erzielbar. Hierbei kommt dann die Dreipunkt-Wälzlager-Einspannung voll zum Tragen.
  • Eine Störung der Gleichgewichtsbedingung durch eine Verstellung des Werkstückspindelkastens nach rechts wird dadurch vermieden, daß der Wälzuntergriff des Se mentes 19 stärker belastet wird, wodurch die Gleichgewichtsbedingung wieder hergestellt ist.
    • Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
    • 1 Grundplatte
    • 2 Lagerbuchse
    • 3 Innenring
    • 4 Mutter
    • 5 Außenring
    • 6 Bohrung
    • 7 Schwenkplatte
    • 8 Kopfbolzen
    • 9 Vorspannring
    • 10 Feder
    • 11 Winkelmeßsystem
    • 12 Welle
    • 13 Ausgleichskupplung
    • 14 Zapfen
    • 15 Zahnsegment
    • 16 Ritzelwelle
    • 16'Ritzelwelle
    • 17 Antriebswelle
    • 18 Segment
    • 19 Segment
    • 20 Wälzkörper
    • 21 Schraube
    • 22 Spannstange
    • 23 Stellmotor
    • 24 Getriebe
    • 24'Getriebe
    • 25 Handantrieb
    • 26 Antriebsscheibe
    • 27 Zugmittel
    • 28 Gelenkpunkt
    • 29 Umlenkrolle
    • 30 Längenausgleichseinrichtung
    • 31 Abhebe- und Spanneinrichtung
    • 32 Abhebe- und Spanneinrichtung
    • 33 Schwenklager
    • 34 Masseschwerpunkt
    • 35 Schwenkebene
    • A - Abhebekraft
    • A' Spannkraft
    • a Abstand
    • b Abstand
    • P1 Massenkraft
    • P2 Vorspannkraft
    • P2 Reaktionskraft

Claims (4)

1. Schwenkeinrichtung für den Werkstückspindelkasten einer Schleifmaschine mit einem wälzgelagerten Schwenkpunkt, mit Spannvorrichtungen für die Schwenkplatte, mit einer programmierbaren Steuerung für die Drehbewegung und mit einer Erfassung der Schwenkwinkelwerte über einen Positionsmeßgeber gekennzeichnet dadurch, daß in einer Grundplatte (1) eine Lagerbuchse (2) zentriert und verschraubt ist, daß ein Innenring (3) eines Kegelrollenlagers durch eine Mutter (4) auf der Lagerbuchse (2) festgespannt ist, daß ein Außenring (5) des Kegelrollenlagers annähernd spielfrei in eine Bohrung (6) einer Schwenkplatte (7) eingepaßt ist, daß eine Anzahl von Kopfbolzen in Senkbohrungen der Schwenkplatte (7) vorgesehen sind und in einem Vorspannring (9) so befestigt sind, daß in den Federn (10) eine definierte Vorspannkraft erzeugbar ist, daß ein Zahnsegment (15) mit Segmenten (18,19) und zwischen ihnen angeordneten Wälzkörpern (20) als wechselseitig wirkende Axialwälzlagerung ausgelegt ist, daß das Segment (18) mit axialem Spiel lose zur Schwenkplatte (7) vorgesehen ist und daß das Segment (19) als Wälzuntergriffelement angepaßt und mit der Schwenkplatte (7) durch Schrauben (21) fest verbunden ist.
2. Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dab in jeder Abhebe- und Spanneinrichtung (31,32) eine vertikal geführte, kraftbeaufschlagbare Spannstange 22 vorgesehen ist, deren unteres Ende als Rachen ausgebildet ist.
3. Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Abhebe- und Spanneinrichtungen (31,32) so angeordnet sind, daß die Verbindungslinien ihrer Mittelpunkte untereinander und mit dem Drehmittelpunkt des Schwenklagers (33) ein gleichschenkliges Dreieck bilden.
4. Schwenkeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand der Verbindungslinie beider Abhebe- und Spanneinrichtungen (31,32) jeweils zum Schwenklager 33 und zum Masseschwerpunkt 34 sowie die Größe der Abhebekräfte der Zylinder wie auch die Vorspannkraft des Schwenklagers so gewählt sind, daß ein Gleichgewichtszustand erzielt wird.
EP86115865A 1985-12-12 1986-11-14 Schwenkeinrichtung für den Werkstückspindelkasten einer Schleifmaschine, insbesondere Innenrundschleifmaschine Withdrawn EP0226056A3 (de)

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EP0226056A3 EP0226056A3 (de) 1989-05-10

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1279500B (de) * 1964-04-06 1968-10-03 Ulvsunda Verkstaeder Aktiebola Innenschleifvorrichtung fuer lange Bohrungen
EP0131366A2 (de) * 1983-07-11 1985-01-16 Ex-Cell-O Corporation Schleifmaschine mit CNC schwenkbarem Spindelstock

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DD243230A1 (de) 1987-02-25
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