JP2018187762A

JP2018187762A - 研削盤

Info

Publication number: JP2018187762A
Application number: JP2018088581A
Authority: JP
Inventors: アームボアスト、ホルガー; Armborst Holger; クラーマー、シュテファン; Kramer Stefan
Original assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH; Kapp Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH; Kapp Werkzeugmaschinen GmbH
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2018-11-29
Also published as: EP3398717B1; DE102017004237B4; BR102018008591A2; CN108789150B; DE102017004237A1; EP3398717A1; CN108789150A; US20180318981A1; US10919124B2

Abstract

【課題】本発明は、研削盤のベースユニットに配置された、駆動輪を有する電気駆動装置と、研削盤のベースユニットに取外し可能に配置され、かつ研削工具を備える研削スピンドルユニットと、駆動輪の回転運動を研削工具に伝達するギア要素とを備える研削盤に於いて、研削アームの取替えを容易にする。【解決手段】本発明は、ギア要素（６）が、研削スピンドルユニット（４）内に支持され、かつ直接または間接的に研削器具（５）と回転連結状態にある原動節（７）と、研削スピンドルユニット（４）内に支持された２つの案内輪（８、９）と、原動節（７）および案内輪（８、９）の周囲に誘導されるベルト（１０）とを備え、ベースユニット（３）に研削スピンドルユニット（４）が搭載された状態で、駆動輪（２）が、２つの案内輪（８、９）の間でベルト（１０）に接触し、それにより、ベルト（１０）を駆動する。【選択図】図１

Description

本発明は、研削盤のベースユニットに配置された、駆動輪を有する電気駆動装置と、研削盤のベースユニットに取外し可能に配置され、かつ研削工具を備える研削スピンドルユニットと、駆動輪の回転運動を研削工具に伝達するギア要素とを備える研削盤に関する。

特殊な研削作業のために、特に研削アームの形の特殊な研削スピンドルユニットを有する研削盤を提供することが公知である。これは、具体的には内側輪郭を有する加工物の研削に関係がある。そのような研削アームについて、たとえば欧州特許第０４１６１５１（Ｂ１）号明細書（特許文献１）に記載されている。この場合、管状アームが、その軸方向端部の一方で駆動軸を用いて駆動され、そこでは、周囲で歯付きベルトが作動するピニオンが駆動される。アームの他方の軸方向端部では、同じく周囲で歯付きベルトが作動するピニオンを保持する更なる軸が配置される。この場合、研削スピンドルが、この軸を介して駆動される。研削アームが、砥石車から遠く離れた研削アームの端部で研削盤の受け入れ部に固定される。

一般的な種類の研削盤が、同じく英国特許第５７５２７６（Ａ）号明細書（特許文献２）、独国特許出願公開第２５５２２５９（Ａ１）号明細書（特許文献３）、および独国特許出願公告第６２００５２（Ａ）号明細書（特許文献４）にも示されている。独国特許出願公告第１７５２５００（Ｂ）号明細書（特許文献５）が、ベルトを用いる、平面研削盤のための駆動装置を示している。

通常、そのような研削アームは、それ自身の駆動装置をまったく備えず、むしろ、砥石車を駆動するために、研削盤内に存在する駆動装置が使用される。しかしながらこの場合、研削盤のベースユニットに研削アームを取り付けるときに、駆動ベルトを搭載しなければならない。

ベースユニットに研削スピンドルユニットをネジ締め後に、手作業で駆動ベルトを装着する。駆動ベルトを完全に組み立てた後に、ベルトの張力を調節しなければならず、この調節は、多くの時間を必要とし、加えて、特殊なノウハウを必要とする。

それにより、経済的な理由のために、研削アームの取替えをできるだけ迅速に実行して、機械のむだ時間を短く維持する必要がある。他方では、研削アームを研削盤内に、つまり、研削アームのための受け入れ部内に、非常に正確に位置決めすることが、加工物を正確に機械加工することができるためにかなり重要である。

したがって、これまでに公知の解決策では、比較的長い組立時間、および必要なノウハウが、研削スピンドルユニットの取替えを、特に研削アームの取替えを行うのに不利益である。

欧州特許第０４１６１５１（Ｂ１）号明細書英国特許第５７５２７６（Ａ）号明細書独国特許出願公開第２５５２２５９（Ａ１）号明細書独国特許出願公告第６２００５２（Ａ）号明細書独国特許出願公告第１７５２５００（Ｂ）号明細書

研削スピンドルユニットの取替えを、特に研削アームの取替えを容易にすることができるようになるような、一般的な種類の研削盤をさらに開発することが、本発明の目的である。そのために、研削盤のベースユニットに研削スピンドルユニットを配置するために必要なセットアップ時間を最適化すべきである。さらに、機械操作者のために快適さを向上させるべきである。研削スピンドルユニットを組み立てるときの潜在的な誤差の原因を除去すべきである。

本発明による、この目的の解決策が、ギア要素が、研削スピンドルユニット内に支持され、かつ直接、または間接的に研削工具と回転連結状態にある原動節と、研削スピンドルユニット内に支持された２つの案内輪と、原動節および案内輪の周囲に誘導されるベルトとを備え、ベースユニットに研削スピンドルユニットが搭載された状態で、駆動輪が、２つの案内輪の間でベルトに接触し、それにより、ベルトを駆動することを特徴とする。

それにより、ベルトが、好ましくは、ベルトの内側だけではなくベルトの外側にも（したがって、両側に）輪郭を具備する歯付きベルトとして設計される。駆動輪、原動節、および２つの案内輪が、好ましくは歯付きベルト輪として設計される。

２つの案内輪の一方が、好ましくは、研削スピンドルユニット内に固定して支持され、その一方で、２つの案内輪の他方が、好ましくは、その回転軸に垂直の方向に弾性的に移動可能に研削スピンドルユニット内に支持される。この場合、好ましくは、弾性的に移動可能な案内輪の変位に関して、変位の限界が取り決められることが実現される。それにより、好ましくは、研削盤のベースユニットに研削スピンドルユニットが搭載された状態で、所定の張力がベルトに与えられるような手法で、弾性的に移動可能な案内輪に関して変位の限界が選ばれる。すなわち、ベルトの、一定の所望の張力が、ベースユニットに研削スピンドルユニットが接触したときに、ある程度自動的に得られる。

好ましくは、研削盤のベースユニットに研削スピンドルユニットが搭載された状態で、駆動輪が、少なくとも３０°の外周角に沿ってベルトと接触する。

研削盤の研削スピンドルユニットおよびベースユニットが、好ましくは、搭載された状態でお互いに突き当たる接触部位を備え、接触部位の一方で、お互いに間隔を置いて離されている少なくとも２つの締付ピンが配置され、接触部位の他方で、２つの対応する凹所が、締付ピンを受け入れるために配置され、ベースユニットに対して規定された位置で研削スピンドルユニットを分離できるように固定するように、凹所内に締付ピンをロックすることができるロッキング手段が配置される。それに応じて設計された、そのようなものとして公知のいわゆるゼロポイント締付システムが、ベースユニットに研削スピンドルユニットを迅速に結合することができるようにするだけではなく、研削スピンドルユニットを容易に解放することができるようにする。

研削スピンドルユニットでは、およびベースユニットでは、圧力を受けて流体を伝達するために、分離できる結合手段を提供することができる、および／または電気もしくは電気信号を伝達するために、分離できる接触手段を提供することができる。この場合、結合手段を、油、冷却潤滑剤、またはオイルミストを伝達するために設計することが、特に考慮される。電気または電気信号を伝達するための、分離できる接触手段を使って、たとえば、システムの調査のために重要な、研削スピンドルユニットと研削盤の間の電気的接続を、簡単な手法で確立することができる。

研削スピンドルユニットが、好ましくは、研削アームまたはフェーシングスピンドルとして設計される。

仕上げ加工できる砥石車だけではなく、研磨剤でコートされた鋼製の基体を有するような砥石車を使用することができる。

提案する設計により、非常に迅速かつ快適であるだけではなく、わずかな誤差の原因のみで、研削盤のベースユニットに研削スピンドルユニットを対応させて組み立てて、セットアップすることが可能である。

特にベルト駆動装置に関して、異なる部分のネジ締めが不必要になる。これは、ベースユニットに研削スピンドルユニットを組み立てるときの、歯付きベルトの複雑な装着にも同様に当てはまる。

ベルトの適切な予張力の調整が不必要になることもまた、非常に有益であり、むしろ、ベースユニットに研削スピンドルユニットを結合するときに、適切な予張力が自動的にもたらされる。

さらに、提案する構造により、研削盤のベースユニットから研削スピンドルユニットを取り外した後に、案内輪の一方が弾性的に移動可能に配置されるために、運転停止したときに、ベルトが研削スピンドルユニットとしっかりと接続されたままでいることが確実になる。

さらに、前述のゼロポイント締付システムを使用するときに、高い繰返し精度で研削スピンドルユニットを迅速に取り替えることが可能である。

したがって、研削スピンドルユニットを使って、特に、研削アームを使って、研削盤をセットアップするときのセットアップ時間の最適化が可能であり、そこでは、追加で、高い位置繰返し精度を得ることができる。

図面に、本発明の一実施形態を示す。

研削スピンドルユニットを研削アームの形で概略的に示し、そこでは、研削スピンドルユニットが、研削盤のベースユニットに対応させて固定され、結合される。駆動輪の回転運動を砥石車に伝達するためのギア要素の部分を示し、そこでは、このとき、研削スピンドルユニットがベースユニットとまだ結合していない状態を示す。図２の描写で、研削スピンドルユニットとベースユニットの間で結合した状態を示す。

図１では、ギアまたは輪郭を研削するための研削盤の一部が示され、そこでは、たとえば、内部の歯部を研削するために、研削アームの形の研削スピンドルユニット４が搭載された、研削盤のベースユニット３を認識することができる。

研削アーム４は、断面が管状構造として設計され、そこでは、研削アーム４の内部では、駆動ベルト１５が、今のところは砥石車の形で研削工具５を保持する軸１６を駆動する。研削工具５の反対側にある軸方向の端部領域では、原動節７が配置され、それに応じて、原動節７および軸１６が、駆動ベルト１５のための、間隔を置いた２つの軸受けゾーンを形成する。

ベースユニット３では、駆動輪２を備える電気駆動装置１が配置される。駆動輪２の駆動トルクが、ギア要素６により研削工具５に伝達される。

研削アーム４が、分離できるようにベースユニット３に結合される。部分３および４が結合したとき、接触部位１３および１４が接触する。反対側の部分の中にある凹所の中に入り、この場合、締付機器を用いて締め付けられる締付ピン１４を特に備えるゼロポイント締付システムを介して、部分３および４の正確で確実な結合が行われる。この種のゼロポイント締付システムは、最新技術でそのようなものとして周知であり、本明細書でより詳細に説明する必要がない。

ベースユニット３に研削アーム４を結合することが迅速に、確実に行うことができ、それにより、駆動輪２から砥石車５にトルクを確実に伝達することを保証するために、ギア要素６が、最初は、駆動ベルトを介して直接または間接的に、今のところは間接的に研削工具５と回転接続状態にある研削スピンドルユニット４内に支持された原動節７を備えることが実現される。さらに、研削スピンドルユニット４内に支持された２つの案内輪８および９が、すなわち、第１の案内輪８および第２の案内輪９が提供される。ベルト１０が、原動節７、第１の案内輪８、および両側に輪郭を有する歯付きベルトとして設計された第２の案内輪９の周囲に誘導される。図１から理解することができるように、ベースユニット３に研削スピンドルユニット４が搭載された状態で、駆動輪２が、第１の案内輪８と第２の案内輪９の間でベルト１０に接触する。それにより、駆動輪２から砥石車５へトルクの伝達が行われる。

図２および図３に、ベースユニット３に研削スピンドルユニット４を結合する工程を、より詳細に再度描き、それに関して、図２は、まだ結合していない状態を示し、その一方で、図３は完全に結合した状態を例示する。

部分２および３が接触部位１２および１３に接触することにより結合したとき、駆動輪２が、原動節７、第１の案内輪８、および第２の案内輪９からなるユニットへ相対的に動かされ、そのことが図２で矢印により例示されている。したがって、駆動輪２が、ユニット７、８、９に接近し、そのことがまた、駆動輪２の点線の位置により示されている。

接触部位１２および１３がお互いに接触しているとき、図３（および図１）から理解することができるように、部分２および３の相対位置が達成される。

したがって、駆動輪２が、第１の案内輪８と第２の案内輪９の間でベルト１０に押しつけられている。第１の案内輪８が、強固に支持され、研削スピンドルユニット４内で対応するように移動可能ではないが、その一方で、このことは、第２の案内輪９に当てはまらず、第２の誘導輪９が、弾性的に、かつ回復力があるように、取外し可能に自身の回転軸（すべての図で、投影面に垂直である）に垂直に対応するように支持され、そのことが、図３で変位の方向Ｖにより示されている。しかしながら、方向Ｖに第２の案内輪９が変位する最大値を規定する、変位に関する限界１１までだけ、このように弾性変位する可能性がある。

したがって、接触部位１２および１３が隣接するとき、図３に例示する配置が得られる。この位置では、ベルト１０が、好ましくは少なくとも３０°の角度αだけ駆動輪２の周囲に巻きつく。したがって、必要なトルクを、確実に伝達することができる。それにより、ベルト１０が、規定された予張力を有する。

１駆動装置
２駆動輪
３研削盤のベースユニット
４研削スピンドルユニット（研削アーム）
５研削器具
６ギア要素
７原動節
８第１の案内輪
９第２の案内輪
１０ベルト（歯付きベルト）
１１変位の限界
１２接触部位
１３接触部位
１４締付ピン
１５駆動ベルト
１５軸
Ｖ弾性変位の方向
α 外周角

Claims

研削盤であって、
−前記研削盤のベースユニット（３）に配置された、駆動輪（２）を有する電気駆動装置（１）と、
−前記研削盤の前記ベースユニット（３）に取外し可能に配置され、かつ研削器具（５）を備える研削スピンドルユニット（４）と、
−前記駆動輪（２）の回転運動を前記研削器具（５）に伝達するギア要素（６）と
を備え、
前記ギア要素（６）が、
−前記研削スピンドルユニット（４）内に支持され、かつ直接または間接的に前記研削器具（５）と回転連結状態にある原動節（７）と、
−前記研削スピンドルユニット（４）内に支持された２つの案内輪（８、９）と、
−前記原動節（７）および前記案内輪（８、９）の周囲に誘導されるベルト（１０）と
を備える研削盤であって、前記ベースユニット（３）に前記研削スピンドルユニット（４）が搭載された状態で、前記駆動輪（２）が、前記２つの案内輪（８、９）の間で前記ベルト（１０）に接触し、それにより、前記ベルト（１０）を駆動する
ことを特徴とする研削盤。
前記ベルト（１０）が、その内側だけではなくその外側にも輪郭を具備する歯付きベルトとして設計されることを特徴とする、請求項１に記載の研削盤。
前記駆動輪（２）、前記原動節（７）、および前記２つの案内輪（８、９）が、歯付きベルト輪として設計されることを特徴とする、請求項１または２に記載の研削盤。
前記２つの案内輪の一方（８）が、前記研削スピンドルユニット（４）内に固定して支持されること、および前記２つの案内輪の一方（９）が、その回転軸に垂直な方向（Ｖ）に弾性的に移動可能に前記研削スピンドルユニット（４）内に支持されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の研削盤。
前記弾性的に移動可能な案内輪（９）の変位に関して、変位の限界（１１）が取り決められることを特徴とする、請求項４に記載の研削盤。
前記研削盤の前記ベースユニット（３）に前記研削スピンドルユニット（４）が前記搭載された状態で、所定の張力が前記ベルト（１０）に与えられるような手法で、前記弾性的に移動可能な案内輪（９）に関する前記変位の限界（１１）が選ばれることを特徴とする、請求項５に記載の研削盤。
前記研削盤の前記ベースユニット（３）に前記研削スピンドルユニット（４）が前記搭載された状態で、前記駆動輪（２）が、少なくとも３０°の外周角（α）に沿って前記ベルト（１０）と接触することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の研削盤。
前記研削盤の前記研削スピンドルユニット（４）および前記ベースユニット（３）が、前記搭載された状態でお互いに突き当たる接触部位（１２、１３）を備え、前記接触部位の一方に、お互いに間隔を置いて離されている少なくとも２つの締付ピン（１４）が配置され、前記接触部位の他方に、前記締付ピン（１４）を受け入れるために２つの対応する凹所が配置され、前記研削スピンドルユニット（４）が、前記ベースユニット（３）に対して規定された位置で分離できるように固定されるように前記締付ピン（１４）を前記凹所内にロックすることができるロッキング手段が配置されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の研削盤。
前記研削スピンドルユニット（４）では、および前記ベースユニット（３）では、圧力を受けて流体を伝達するために、分離できる結合手段が提供され、電気または電気信号を伝達するために、分離できる接触手段が提供されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の研削盤。
前記研削スピンドルユニット（４）が、研削アームまたはフェーシングスピンドルとして設計されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の研削盤。