EP0574849A2 - Flachschleifmaschine - Google Patents
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- 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
- B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
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- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
- B24B7/02—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a reciprocatingly-moved work-table
Definitions
- the invention relates to a surface grinding machine with a rotating grinding wheel in a holder and a work table that can be slid back and forth relative thereto, on which a workpiece to be machined can be attached, in which a hollow cylinder with a piston rod arranged therein is provided, the holder of the grinding wheel is rigidly connected to the cylinder and the work table is rigidly connected to the piston rod or vice versa, and the relative movement between the grinding wheel and the work table can be brought about by a relative movement between the cylinder and the piston rod.
- the latter is generally moved back and forth.
- the workpiece to be ground is on a work table of the grinding machine that can be pushed back and forth.
- grinding is carried out, while the movement in the opposite direction merely represents the return stroke, in which at least no significant grinding takes place.
- the relative movement between grinding wheel and work table is usually effected in that the holder of the rotatable grinding wheel is rigidly connected to a hollow cylinder in which a piston rod can move in the axial direction, to which the work table is rigidly attached.
- the holder of the grinding machine can also be rigidly connected to the movable piston rod and the work table to the cylinder, but this is rarely realized in practice.
- the cylinder is rigidly connected to the base of the surface grinding machine, while the piston rod is moved relative to the machine.
- a disadvantage of this known construction is the high space requirement of the machine in both axial directions of movement of the piston rod. At both cylinder ends, at least enough space must be kept free in the axial direction that the piston rod does not encounter an obstacle even when fully extended.
- the piston rod usually has a much greater axial length than the cylinder, so that the entire space requirement of a conventional surface grinding machine in the axial Direction of the piston rod is calculated as the sum of the length of the piston rod and the maximum piston stroke.
- the object of the invention is therefore to provide a surface grinding machine with the conventional components and the same movement options with regard to the relative movement between the grinding wheel and the work table, in particular the same maximum piston stroke as in a conventional surface grinding machine, but the space requirement in the axial direction of the piston rod is significantly less should be.
- This object is achieved in that a fixed piston rod is provided in the surface grinding machine, while the cylinder is arranged to be movable relative to the piston rod and thus relative to the surface grinding machine.
- the arrangement according to the invention reduces the axial space requirement of the surface grinding machine by the full length of the maximum piston stroke in an incredibly simple and elegant manner, since the piston rod is now rigidly connected to the machine, while the cylinder can be moved from one piston end to the other.
- the piston rod is firmly clamped at both ends in the manner of a tie rod.
- a piston rod can be selected with the same strength requirements with a relatively smaller wall thickness, which results in weight and material savings.
- cylinder heads are provided which are attached directly to the work table, in particular are screwed on.
- the work table itself acts as a tie rod.
- the cylinder can be a compressed air cylinder. Due to the much higher compressibility of gases compared to liquids, the system will react more flexibly and more flexibly in the event of sudden strong resistance in the relative movement between piston rod and cylinder.
- a supply of compressed air or hydraulic fluid to the cylinder through the piston rod is provided. This prevents moving connections and thus the risk of material fatigue and the resulting defects from the outset.
- the compressed air or the hydraulic fluid is controlled from both sides of the cylinder via an external control valve.
- An embodiment of the surface grinding machine according to the invention is particularly preferred in which the piston rod has at least one essentially obliquely running, preferably milled, surface in the region of its two ends, while the central part of the piston rod is cylindrical in shape. When moving into the end position of the cylinder predetermined by the maximum stroke, this dampens the cylinder movement.
- the piston rod on the last piece before the respective piston end again has a cylindrical shape and has a diameter which fits snugly into the bore of a cylinder liner supporting the cylinder. This results in an exact entry into the end position and a corresponding braking.
- An embodiment is also advantageous in which a throttle check valve with a connection to the compressed air or hydraulic fluid is provided on at least one of the stop-side ends of the cylinder is provided between the piston rod and the cylinder, which enables a soft retraction to the end position with an adjustable, defined speed, and an intercepting shock occurs only at the very end of the movement sequence.
- the drawing shows a longitudinal section through an essential part of the surface grinding machine according to the invention, in particular a sectional view of the piston rod and the cylinder.
- a cylinder liner 2 with a cylinder tube 3 and a mounted work table 4 runs on the piston rod 1 can be hydraulic oil in a hydraulic cylinder.
- the piston rod 1 While the piston rod 1 is firmly clamped at its two ends in the manner of a tie rod and is rigidly connected to a base (not shown in the drawing), the cylinder liner 2 and the cylinder tube 3 can be in the direction of the double arrow axially back and forth.
- the workpiece to be machined On the work table 4, which is rigidly connected to the cylinder liner 2, the workpiece to be machined will generally be fastened, while the grinding wheel, which is also not shown in the drawing, is connected to the piston rod 1 or its holder. Conversely, however, the workpiece could also be fixedly connected to the piston rod 1, while the grinding wheel moves back and forth with the cylinder liner 2.
- a cross slide 5 is indicated at the clamping end of the piston rod 1, with which a relative transverse movement perpendicular to the direction of the double arrow and perpendicular to the plane of the drawing is also made possible.
- connection piece 6 is also shown, on which connecting lines for the supply of lubricant, in particular compressed air or hydraulic oil, can be attached.
- lubricant in particular compressed air or hydraulic oil
- the lubricant is passed through an inner bore of the piston rod 1, where it passes through bores 7 into the cavity 8 between the piston rod 1 and the cylinder liner 2 or cylinder tube 3.
- the usual supply of the lubricant via the cylinder was deliberately dispensed with, so that no movable feed lines are required, which could show signs of fatigue and the resulting defects if the cylinder is frequently moved back and forth.
- the cavity 8 is sealed off from the outside world via a schematically illustrated wiper ring 9 and a rod seal 10.
- O-ring seals 11 are provided, which seal the cylinder liner 2 against the cylinder tube 3 and a structure 12, on which in the example shown the work table 4 is screwed tight. Otherwise, the relative movement between the cylinder liner 2 and the piston rod 1 is facilitated by a schematically illustrated slide bearing 13.
- a piston head 14 which serves as a right end stop for the cylinder liner 2.
- a cylindrical piece 15 with a diameter that fits exactly into the bore 16 of the cylinder liner 2.
- an oblique surface 17 is milled, which does not extend all the way to the right end of the cylindrical piece, so that the cylindrical piece 15 screwed onto the piston rod 1 has a normal cylindrical peripheral surface at the far right end.
- a throttle check valve 18 is provided on the cylinder liner 2, which is connected to the cavity 8 and thus to the lubricant between the piston rod 1 and the cylinder 3 or cylinder liner 2.
- the one-way flow control valve enables entry into the extreme end position with an adjustable defined speed and improves the soft entry characteristics.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Flachschleifmaschine mit einer in einer Halterung rotierenden Schleifscheibe und einem relativ zu dieser hin- und herverschiebbaren Arbeitstisch, auf dem ein zu bearbeitendes Werkstück befestigt werden kann, bei der ein Hohlzylinder mit einer darin angeordneten Kolbenstange vorgesehen ist, wobei die Halterung der Schleifscheibe starr mit dem Zylinder und der Arbeitstisch starr mit der Kolbenstange verbunden ist oder umgekehrt, und wobei die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Arbeitstisch durch eine Relativbewegung zwischen Zylinder und Kolbenstange bewirkt werden kann.
- Bei derartigen Flachschleifmaschinen mit einer hin- und hergehenden Relativbewegung zwischen der rotierenden Schleifscheibe und dem Werkstück wird in der Regel das Letztere hin- und herbewegt. In diesem Falle befindet sich das zu schleifende Werkstück auf einem hin- und herverschiebbaren Arbeitstisch der Schleifmaschine. In der einen Richtung wird geschliffen, während die Bewegung in Gegenrichtung lediglich den Rückhub darstellt, bei dem zumindest kein nennenswertes Abschleifen erfolgt. Die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Arbeitstisch wird üblicherweise dadurch bewirkt, daß die Halterung der rotierbaren Schleifscheibe starr mit einem Hohlzylinder verbunden ist, in weichem sich eine Kolbenstange in axialer Richtung bewegen kann, an der wiederum der Arbeitstisch starr befestigt ist. Es kann aber auch umgekehrt die Halterung der Schleifmaschine starr mit der beweglichen Kolbenstange und der Arbeitstisch mit dem Zylinder verbunden sein, was jedoch in der Praxis seltener realisiert wird.
- In jedem Falle ist bei den bekannten Flachschleifmaschinen der Zylinder starr mit dem Sockel der Flachschleifmaschine verbunden, während die Kolbenstange relativ zur Maschine bewegt wird. Ein Nachteil dieser bekannten Konstruktion liegt in dem hohen Platzbedarf der Maschine in beiden axialen Bewegungsrichtungen der Kolbenstange. An beiden Zylinderenden muß nämlich noch jeweils in axialer Richtung mindestens soviel Platz freigehalten werden, daß die Kolbenstange auch in voll ausgefahrenem Zustand auf kein Hindernis trifft. Die Kolbenstange hat in der Regel eine wesentlich größere axialer Länge als der Zylinder, so daß sich der gesamte Platzbedarf einer herkömmlichen Flachschleifmaschine in axialer Richtung der Kolbenstange als die Summe aus der Länge der Kolbenstange und dem maximalen Kolbenhub berechnet.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flachschleifmaschine mit den herkömmlichen Komponenten und den gleichen Bewegungsmöglichkeiten im Hinblick auf die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Arbeitstisch, insbesondere dem gleichen maximalen Kolbenhub wie bei einer herkömmlichen Flachschleifmaschine bereitzustellen, wobei jedoch der Platzbedarf in axialer Richtung der Kolbenstange wesentlich geringer sein soll.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine in der Flachschleifmaschine feststehende, durchgehende Kolbenstange vorgesehen ist, während der Zylinder relativ zur Kolbenstange und somit relativ zur Flachschleifmaschine beweglich angeordnet ist.
- Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird auf verblüffend einfache und elegante Weise der axialer Platzbedarf der Flachschleifmaschine um die volle Länge des maximalen Kolbenhubes verringert, da die Kolbenstange nunmehr starr mit der Maschine verbunden ist, während der Zylinder von einem Kolbenende zum anderen verschiebbar ist.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flachschleifmaschine ist die Kolbenstange an beiden Enden nach Art eines Zugankers fest eingespannt. Dadurch kann eine Kolbenstange wie gleichen Anforderungen an die Festigkeit mit einer relativ geringeren Wandstärke gewählt werden, wodurch sich Gewichts- und Materialeinsparungen ergeben.
- Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Zylinderköpfe vorgesehen, die direkt am Arbeitstisch befestigt, insbesondere angeschraubt sind. Dadurch wirkt der Arbeitstisch selbst als Zuganker.
- Bei Ausführungsformen der Erfindung kann der Zylinder ein Druckluftzylinder sein. Wegen der im Verhältnis zu Flüssigkeiten wesentlich höheren Kompressibilität von Gasen, wird das System bei einem plötzlich auftretenden starken Widerstand in der Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Zylinder elastischer und nachgiebiger reagieren.
- In der Regel wird man aber für eine Schleifmaschine einen Hydraulikzylinder wählen, weil dadurch ein ruhiger, weicher Lauf der Maschine gewährleistet ist. Die quasi-inkompressible Hydraulikflüssigkeit stellt im übrigen sicher, daß auch bei Bearbeitung von härtesten Materialien die vorgesehene und eingestellte Abtragungstiefe an jeder Stelle des Werkstücks mit hoher Genauigkeit erreicht werden kann.
- Bei bevorzugten Ausgestaltungen der obigen Ausführungsformen ist eine Zuführung der Druckluft bzw. der Hydraulikflüssigkeit zum Zylinder durch die Kolbenstange vorgesehen. Dadurch werden bewegte Anschlüsse und damit die Gefahr einer Materialermüdung und daraus resultierende Defekte von vornherein vermieden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Ansteuerung der Druckluft bzw. der Hydraulikflüssigkeit von beiden Seiten des Zylinders über ein außen liegendes Steuerventil.
- Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flachschleifmaschine, bei der die Kolbenstange im Bereich ihrer beiden Enden jeweils mindestens eine im wesentlichen schräg verlaufende, vorzugsweise angefräste Flächen aufweist, während der Mittelteil der Kolbenstange von zylindrischer Form ist. Beim Einfahren in die durch den maximalen Hub vorgegebene Endlage des Zylinders wird dadurch eine Dämpfung der Zylinderbewegung erreicht.
- Besonderes bevorzugt ist eine Ausbildung der Ausführungsform, bei der die Kolbenstange auf dem letzten Stück vor dem jeweiligen Kolbenende wieder zylindrische Form besitzt und einen Durchmesser aufweist, dere paßgenau in die Bohrung einer den Zylinder tragenden Zylinderbüchse paßt. Dadruch wird ein exates Einfahren in die Endlage und eine entsprechende Abbremsung bewirkt.
- Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der an mindestens einem der anschlagseitigen Enden des Zylinders ein Drosselrückschlagventil mit Verbindung zur Druckluft bzw. Hydraulikflüssigkeit zwischen Kolbenstange und Zylinder vorgesehen ist, wodurch ein weiches Einfahren mit einstellbarer definierter Geschwindigkeit auf die Endlage ermöglicht wird und erst ganz am Ende des Bewegungsablaufes ein Abfangstoß erfolgt.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden.
- Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen Flachschleifmaschine, insbesondere eine Schnittansicht der Kolbenstange und des Zylinders.
- Bei der gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flachschleifmaschine läuft auf der Kolbenstange 1 eine Zylinderbüchse 2 mit einem Zylinderrohr 3 und einem aufmontierten Arbeitstisch 4. Zwischen der Kolbenstange 1 einerseits und der Zylinderbüchse 2 bzw. dem Zylinderrohr 3 andererseits befindet sich ein Gleitmedium, welches bei einem Druckluftzylinder Preßluft, bei einem Hydraulikzylinder Hydrauliköl sein kann.
- Während die Kolbenstange 1 an ihren beiden Enden fest nach Art eines Zugankers eingespannt und starr mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Sockel verbunden ist, kann die Zylinderbüchse 2 und das Zylinderrohr 3 in Richtung des Doppelpfeiles axial hin- und hergleiten. Auf dem Arbeitstisch 4, der starr mit der Zylinderbüchse 2 verbunden ist, wird in der Regel das zu bearbeitende Werkstück befestigt sein, während die Schleifscheibe, die in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt ist, mit der Kolbenstange 1 oder deren Halterung verbunden ist. Umgekehrt könnte aber auch das Werkstück feststehend mit der Kolbenstange 1 verbunden sein, während sich die Schleifscheibe mit der Zylinderbüchse 2 relativ dazu hin- und herbewegt.
- Bei der gezeigten Ausführungsform ist am linken Ende an der Einspannstelle der Kolbenstange 1 ein Querschlitten 5 angedeutet, mit dem auch noch eine relative Querbewegung senkrecht zur Richtung des Doppelpfeiles und senkrecht zur Zeichenebene ermöglicht wird.
- In der Figur ist auch ein Anschlußstück 6 gezeigt, an welchem Verbindungsleitungen für die Zufuhr von Gleitmittel, insbesondere Druckluft oder Hydrauliköl angebracht sein können. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird das Gleitmittel durch eine Innenbohrung der Kolbenstange 1 geführt, wo es über Bohrungen 7 in den Hohlraum 8 zwischen Kolbenstange 1 und Zylinderbüchse 2 bzw. Zylinderrohr 3 gelangt. Auf die übliche Zuführung des Gleitmittels über den Zylinder wurde in der gezeigten Ausführungsform bewußt verzichtet, damit keine beweglichen Zuleitungen erforderlich sind, welche bei häufiger Hin- und Herbewegung des Zylinders Ermüdungserscheinungen und daraus resultierende Defekte zeigen könnten.
- Die Abdichtung des Hohlraumes 8 gegen die Außenwelt erfolgt über einen schematisch dargestellten Abstreifring 9 und eine Stangendichtung 10. Außerdem sind O-Ringdichtungen 11 vorgesehen, die die Zylinderbüchse 2 gegen das Zylinderrohr 3 und einen Aufbau 12 abdichten, an dem im gezeigten Beispiel der Arbeitstisch 4 festgeschraubt ist. Im übrigen wird die Relativbewegung zwischen Zylinderbüchse 2 und Kolbenstange 1 durch ein schematisch dargestelltes Gleitlager 13 erleichtert.
- Am rechten Ende der in der Figur dargestellten Kolbenstange 1 befindet sich ein Kolbenkopf 14, der als rechter Endanschlag für die Zylinderbüchse 2 dient. Auf das Ende der Kolbenstange 1 aufgeschraubt ist ein zylindrisches Stück 15 mit einem Durchmesser, der genau in die Bohrung 16 der Zylinderbüchse 2 paßt. Am linken Ende des zylindrischen Stückes 15 ist jedoch eine schräge Fläche 17 angefräst, die nicht ganz bis zum rechten Ende des zylindrischen Stückes verläuft, so daß am äußersten rechten Ende das auf die Kolbenstange 1 aufgeschraubte zylindrische Stück 15 eine normale zylindrische Umfangsfläche aufweist. Fährt nun die Zylinderbüchse 2 an das rechte Ende der Kolbenstange 1, so wird sie durch den zunehmend enger werdenden Spalt zwischen dem zylindrischen Stück 15 und der Zylinderbüchse 2 aufgrund der schrägverlaufenden Fläche 17 progressiv abgebremst. Dadurch, daß das zylindrische Stück 15 an seinem Ende einen bezüglich der Bohrung 16 paßgenauen zylindrischen Abschnitt aufweist, wird beim Überfahren dieses zylindrischen Abschnittes die Relativbewegung zwischen Zylinderbüchse 2 und Kolbenstange 1 nicht mehr weiter abgebremst. Erst beim Anschlagen des rechten Endes der Zylinderbüchse 2 an das linke Ende des Kolbenkopfes 14 wird die Bewegung vollständig zum Stillstand gebracht. Auf diese Weise wird ein relativ weiches, aber dennoch definiertes Einfahren des Systems in die extreme Endlage ermöglicht.
- Überdies ist an der Zylinderbüchse 2 ein Drosselrückschlagventil 18 vorgesehen, welches in Verbindung mit dem Hohlraum 8 und damit zu dem Gleitmittel zwischen Kolbenstange 1 und Zylinder 3 bzw. Zylinderbüchse 2 steht. Das Drosselrückschlagventil ermöglicht ein Einfahren in die extreme Endlage mit einstellbarer definierter Geschwindigkeit und verbessert die weiche Einfahrcharakteristik.
Claims (10)
- Flachschleifmaschine mit einer in einer Halterung rotierenden Schleifscheibe und einem relativ zu dieser hin- und herverschiebbaren Arbeitstisch, auf dem ein zu bearbeitendes Werkstück befestigt werden kann, bei der ein Hohlzylinder mit einer darin angeordneten Kolbenstange vorgesehen ist, wobei die Halterung der Schleifscheibe starr mit dem Zylinder und der Arbeitstisch starr mit der Kolbenstange verbunden ist oder umgekehrt, und wobei die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Arbeitstisch durch eine Relativbewegung zwischen Zylinder und Kolbenstange bewirkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Flachschleifmaschine feststehende, durchgehende Kolbenstange (1) vorgesehen ist, während der Zylinder (3) relativ zur Kolbenstange (1) und somit relativ zur Flachschleifmaschine beweglich angeordnet ist.
- Flachschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (1) an beiden Enden nach Art eines Zugankers fest eingespannt ist.
- Flachschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zylinderköpfe vorgesehen sind, die direkt am Arbeitstisch befestigt, insbesondere angeschraubt sind.
- Flachschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) ein Druckluftzylinder ist.
- Flachschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) ein Hydraulikzylinder ist.
- Flachschleifmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführung der Druckluft bzw. der Hydraulikflüssigkeit zum Zylinder (3) durch die Kolbenstange (1) vorgesehen ist.
- Flachschleifmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerung der Druckluft bzw. der Hydraulikflüssigkeit von beiden Seiten des Zylinders (3) über ein außenliegendes Steuerventil vorgesehen ist.
- Flachschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (1) im Bereich ihrer beiden Enden jeweils mindestens eine im wesentlichen schräg verlaufende, vorzugsweise angefräste Fläche (17) aufweist, während sie im Mittelteil eine zylindrische Form besitzt.
- Flachschleifmaschine nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (1) auf dem letzten Stück vor dem jeweiligen Kolbenende wieder zylindrische Form besitzt und einen Durchmesser aufweist, der paßgenau in die Bohrung (16) einer der Zylinder (3) tragenden Zylinderbüchse (2) paßt.
- Flachschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der anschlagseitigen Enden des Zylinders (3) ein Drosselrückschlagventil (18) mit Verbindung zur Druckluft bzw. Hydraulikflüssigkeit zwischen Kolbenstange (1) und Zylinder (3) vorgesehen ist.
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