EP0459235A1

EP0459235A1 - Einrichtung zur Kühlschmiermittelzufuhr an einer Maschine zum Hochgeschwindigkeits-Umfangsschleifen von Aussenkonturen

Info

Publication number: EP0459235A1
Application number: EP91107910A
Authority: EP
Inventors: Dieter Dr.-Ing. Simpfendörfer; Phon Dipl.-Ing. Dao-Xuan; Walter Weil
Original assignee: Diskus Werke Frankfurt am Main AG
Current assignee: Diskus Werke Frankfurt am Main AG
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1991-12-04
Also published as: DE4017716C2; US5111625A; JPH04226860A; DE4017716A1

Abstract

Die Einrichtung zur Kühlschmiermittelzufuhr an einer Maschine zum Hochgeschwindigkeits-Umfangsschleifen von Aussenkonturen weist eine durch eine Schutzhaube gekapselte Schleifscheibe mit einer zu dieser hin sich öffnenden, dieselbe überdeckende, trichterförmige Düse mit in Drehrichtung der Schleifscheibe einlaufseitig einstellbarer Düsenlippe auf, wobei der Zufuhrtrichter um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse verschwenkbar ist und an der auslaufenden Seite einen motorisch verstellbaren Schieber zur Dosierung des Kühlschmiermittel-Volumenstromes besitzt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlschmiermittelzufuhr an einer Maschine zum Hochgeschwindigkeits-Umfangsschleifen von Außenkonturen mit einer durch eine Schutzhaube gekapselten Schleifscheibe.
Beim Umfangsschleifen von Außenkonturen muß die in der Kontaktzone zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück entstehende Wärme in ihrer Menge minimiert und so rasch umd umfassend wie möglich über ein Hilfsmedium abgeführt werden. Zu diesem Zweck wird der Kontaktzone ein Kühlschmiermittel zugeführt, dessen Eindringen in den Wirkspalt mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit durch das die Schleifscheibe umgebende Luftpolster erschwert wird. Zur Durchdringung des besagten Luftpolsters wird das Kühlschmiermittel bei bekannten Systemen unter hohem Druck und mit großem Volumenstrom aus düsenartigen Öffnungen gefördert.
Hierfür sind Freistrahldüsen oder Schuhdüsen bekannt. Freistrahldüsen erzeugen einen freiströmenden Kühlschmiermittelstrahl, der infolge seiner hohen Geschwindigkeit das die Schleifscheibe umgebende Luftpolster an geeigneter Stelle durchstoßen soll, was einen hohen technischen Aufwand erfordert. Schuhdüsen sind der Krümmung der Schleifscheibe weitgehend angepaßt und bis auf eine Öffnung zur Schleifscheibe hin allseitig geschlossen, so daß das Kühlschmiermittel besser in die Luftgrenzschicht eindringen kann; sie werden aber in dem Maße unwirksamer, wie der Schleifscheibendurchmesser verschleißbedingt abnimmt.
Nach der DE-OS 20 23 200 ist es weiter bekannt, eine sich zur Schleibscheibe hin öffnende, dieselbe überdeckende, trichterförmige Düse mit in Drehrichtung der Schleifscheibe einlaufseitig einstellbarer Düsenlippe zur Unterbindung der Ausbildung eines Luftpolsters zu verwenden. Demgegenüber ist es Aufgabe der Vorrichtung gemäß der Erfindung, vor allem zum Hochgeschwindigkeitsschleifen eine optimale Lösung für die Kühlschmiermittelzufuhr mit Volumenstromsteuerung oder -regelung zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Einrichtung gemäß der Erfindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch, daß der Zufuhrtrichter um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse verschwenkbar ist und an der auslaufenden Seite einen motorisch verstellbaren Schieber zur Dosierung des Kühlschmiermittel-Volumenstroms aufweist. Die in ihrer Orientierung veränderliche, jedoch bevorzugt radial angeordnete Düse bildet somit im Ausströmungsbereich eine bis auf enge Spalte allseits geschlossene Kammer mit definiertem Auslaßquerschnitt für das Kühlschmiermittel.
Im einzelnen ist der Zufuhrtrichter innerhalb der Schutzhaube angeordnet. Hierbei wird die Schleifscheibe zum einen an ihrem Umfang so dicht umgeben, daß der ungehinderte Aufbau eines stabilen Luftpolsters als Folge ihrer hohen Umfangsgeschwindigkeit von vornherein unterbleibt und zum anderen ist die Düse selbst so gestaltet, daß die am Umfang der Schleifscheibe verbleibende dünne Luftschicht vor Erreichen des Düseninnenraumes abgelenkt wird.
Die hierdurch gewährleistete vollständige Eliminierung des bei konventionellen Kühlschmiermittelzuführsystemen störenden Luftpolsters erlaubt die Niederdruck-Befüllung des Düseninnenraumes mit Kühlschmiermittel und die Beschleunigung desselben auf hohe Strömungsgeschwindigkeit durch Ausnutzung der Rotationsbewegung der Schleifscheibe. Eine durch den Werkzeugverschleiß bedingte Beeinträchtigung des Förderverhaltens scheidet insbesondere bei monolagigen, mithin annähernd durchmesserkonstanten Schleifscheiben aus, deren Anwendung im Bereich des Hochgeschwindigkeitsbearbeitens üblich ist.
Desweiteren ist vorgesehen, daß der Zufuhrtrichter unter etwa 45° gegen die Verbindungslinie der Mittelpunkte von Schleifscheibe und Werkstück in Scheibengegenlaufrichtung geneigt ist und hierzu etwa winkelsymmetrisch zur besagten Verbindungslinie eine Abflußöffnung für das Kühlschmiermittel in der Schutzhaube vorgesehen ist. Im Falle eines Werkzeugbruches werden hierdurch die auf die innere Umhüllung wirkenden Kräfte über Stege auf den Zentrierflansch des äußeren Teils der Schutzhaube übertragen und damit in den Werkzeugspindelstock eingeleitet. Die Befestigung der Schutzhaube auf einem Zentrieransatz des Spindelstockes ermöglicht, daß die Befestigungsschrauben durch tangential wegfliegende Bruchstücke der Schleifscheibe nach Überwinden des Reibschlusses an den Befestigungsflächen lediglich auf Schlagscherung beansprucht werden.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zur Kühlschmiermittelzufuhr gemäß der Erfindung aus der Zeichnung mit zugehöriger Beschreibung und zwar zeigen:

Figur 1: den Querschnitt durch diese Einrichtung einschließlich gekapselter Schleifscheibe,
Figur 2: den Schnitt nach Linie A-B der Figur 1,
Figur 3: den Schnitt nach Linie C-D der Figur 1 und
Figur 4: die Teilansicht in Richtung X der Figur 2.

Wie aus der Zeichnung in Figur 1 bis 3 ersichtlich wird, ist die Einrichtung 1 zur Kühlschmiermittelzufuhr M beim Hochgeschwindigkeits-Umfangsschleifen in eine Schutzhaube 2, welche die Schleifscheibe 3 mittels angepaßter, durch Stege 4 gehaltener Schutzhülle 5 eng umgibt, integriert; sie besteht aus einem bevorzugt radial angeordneten sich zur Schleifscheibe 3 hin öffnenden Trichter 6 als Düsenraum. Dieser Trichter 6 überdeckt die Schleifscheibe 3 beidseits bei 7 und ist auf der in Drehrichtung R einlaufenden Seite der Schleifscheibe 3 mittels nachstellbarer Düsenlippe 8 geschlossen und auf der auslaufenden Seite mittels verstellbarem Schieber 9 zum Dosieren der pro Zeiteinheit auslaufenden Kühlschmiermittelmenge mittels Antrieb 10 zu öffnen und zu schließen. Hierbei ergibt sich das der Schleifscheibe zugewandte Profil des Dosierschiebers durch Einschleifen.
Die dem Werkstück abgewandte Düsenlippe 8 ist z.B. mittels einer Exzentervorrichtung 11 mit Langlochführung 12 je nach Düsenorientierung feinfühlig verstellbar. Ziel ist es, die Düsenlippe 8 so nahe an die Oberfläche der Schleifscheibe heranzuführen, daß das die rotierende Schleifscheibe 3 aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeit umgebende Luftpolster von einem Eindringen in die Düsenkammer (Zuführtrichter 6) abgehalten wird, wodurch eine Niederdruck-Befüllung des Düseninnenraumes mit Kühlschmiermittel und die Beschleunigung desselben auf hohe Strömungsgeschwindigkeit durch Ausnutzung der Rotationsbewegung der Schleifscheibe möglich wird.
Der Zuführtrichter 6 ist als Düsenkammer bei waagerecht zugeführtem Werkstück 13 etwa unter 45° gegen die Verbindungslinie der Mittelpunkte von Schleifscheibe 3 und Werkstück 13 gerichtet, darunter ist etwa winkelsymmetrisch zur besagten Verbindungslinie die Abflußöffnung 14 für das Kühlschmiermittel in der Schutzhaube 2 vorgesehen.
Die Orientierung des Zuführtrichters 6 ist durch Drehen um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse S veränderbar, wobei die Gängigkeit der Düsenschwenkbewegung um die Drehachse S über zwei zueinander gekonterten Nutmuttern 15 eingestellt wird. Die gewählte und auf die Radialrichtung bezogene Düsenorientierung wird über eine oder mehrere in eine nierenförmige Nut 16 eingreifende Schrauben 17 durch Klemmung aufrechterhalten; die Erfindung sieht vor, das Kühlschmiermittel M der Düse (Trichter 6) in einer Rohr- oder Schlauchleitung 18 seitlich derart zuzuführen, daß deren Mittellinie mit der Drehachse S des Zuführtrichters 6 zusammenfällt.
Die Schutzhaube 2 ist zum Zwecke des Schleifscheibenwechsels mit einer frontseitig angeordneten Öffnungsklappe 19 versehen, deren Verschluß über einen Induktivgeber 20 überwacht wird, und welche über einen Verriegelungsmagneten 21 mit der Drehzahl des Werkzeugmotors signaltechnisch derart verknüpft ist, daß der Verriegelungsmagnet 21 das Öffnen der Schutzhaube 2 erst nach Schleifscheibenstillstand ermöglicht.

Claims

Einrichtung zur Kühlschmiermittelzufuhr an einer Maschine zum Hochgeschwindigkeits-Umfangsschleifen von Außenkonturen mit einer durch eine Schutzhaube gekapselten Schleifscheibe und einer zu dieser hin sich öffnenden, dieselbe überdeckende, trichterförmigen Düse mit in Drehrichtung der Schleifscheibe einlaufseitig einstellbarer Düsenlippe, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zufuhrtrichter (6) um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse verschwenkbar ist und an der auslaufenden Seite einen motorisch verstellbaren Schieber (9) zur Dosierung des Kühlschmiermittel-Volumenstromes (M) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zufuhrtrichter (6) innerhalb der Schutzhaube (2) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zufuhrtrichter (6) unter etwa 45° gegen die Verbindungslinie der Mittelpunkte von Schleifscheibe (3) und Werkstück (13) in Scheibengegenlaufrichtung geneigt ist und hierzu etwa winkelsymmetrisch zur besagten Verbindungslinie eine Abflußöffnung (14) für das Kühlschmiermittel (M) in der Schutzhaube (2) vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Verstellen des Schiebers (9) auf der Auslaufseite des Zufuhrtrichters (6) ein Regelkreis vorgesehen ist, innerhalb dessen die Zuflußmenge des Kühlschmiermittels (M) vorwählbar ist und der Volumenstrom des Kühlschmiermittels gemessen wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlschmiermittel (M) dem Zufuhrtrichter (6) über eine seitliche Leitung (18) zugeführt wird, deren Mittellinie mit der Schwenkachse desselben (6) zusammenfällt.