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Dokumentenidentifikation DE3523012A1 02.01.1987
Titel Schwenkbarer Schleifspindelstock
Anmelder Schaudt Maschinenbau GmbH, 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Beyer, Rudolf, Dipl.-Ing., 7300 Esslingen, DE;
Heerdt, Lutz-Peter, Dipl.-Ing., 7305 Altbach, DE;
Schemel, Roland, 7060 Schorndorf, DE
DE-Anmeldedatum 27.06.1985
DE-Aktenzeichen 3523012
Offenlegungstag 02.01.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.01.1987
IPC-Hauptklasse B24B 41/04
IPC-Nebenklasse B24B 5/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Schleifspindelstock, dessen jeweilige Arbeitsstellungen durch reibungs- bzw. kraftschlüssig aneinanderliegende Lager- und Gegenlagerflächen arretierbar sind, welche zum Schwenken des Schleifspindelstocks voneinander lösbar sind.

Ein schwenkbarer Schleifspindelstock der obengenannten Art wird beispielsweise an Rundschleifmaschinen immer dann verwendet, wenn unterschiedliche Schleifscheiben (z. B. zum Innen-, Außen- und Planschleifen) gemeinsam an verschiedenen Seiten des Schleifspindelstocks vorgesehen sind, oder wenn der Schleifspindelstock revolverartig mehrere Schleifscheiben gleicher Art trägt und nacheinander zum Einsatz bringt. Hierzu ist es erforderlich, den Schleifspindelstock jeweils um einen entsprechenden Winkel zu verschwenken, wobei er insbesondere beim Kegelschleifen oder Schrägeinstich auch beliebige Winkelstellungen gegenüber dem zu schleifenden Werkstück einnehmen kann.

Hilfsmittel zur Erleichterung der Relativbewegung von Maschinenteilen z. B. in Form einer Schlittenbewegung oder rotativen Bewegung sind aus dem Stand der Technik bekannt. So wird beispielsweise nach der DE-PS 7 19 863 bei einer Ständerschleifmaschine der Ausleger vor dem Verschwenken mechanisch angehoben, d. h. von seiner Grundplatte gelöst, um die durch sein Eigengewicht verursachten Reibungswiderstände aufzuheben.

Des weiteren befaßt sich die DE-OS 19 63 354 mit dem Problem, zwischen beweglich gelagerten Maschinenteilen, zum Beispiel zwischen einem Obertisch und einem Untertisch einer Werkzeugmaschine, einerseits eine möglichst reibungsarme Bewegungslagerung und andererseits eine sichere, kraftschlüssige Arretierung zu gewährleisten, wobei insbesondere der normalerweise beim Einleiten der Verschwenkbewegung durch Haftreibung und Verklebung zwischen den Lagerflächen auftretende sogenannte "stick-slip-Effekt" vermieden werden soll. Hierzu wird die Bildung eines Druckluftpolsters zwischen den Lagerflächen vorgeschlagen.

In ähnlicher Weise wird gemäß der DE-AS 12 20 228 verfahren, indem zwischen den beweglichen Maschinenteilen eine hydrostatische Lagerung vorgesehen ist.

Bei dem eingangs genannten schwenkbaren Schleifspindelstock treten besondere Schwierigkeiten auf, bedingt beispielsweise durch seinen infolge ungleicher Gewichtsverteilung außerhalb der Schwenkachse liegenden Schwerpunkt sowie seiner geneigten Anordnung und damit schrägverlaufenden Schwenkachse. Zudem stellt der Einsatz eines derartigen Schleifspindelstocks auf Hochleistungs-Präzisionsschleifmaschinen erhöhte Anforderungen hinsichtlich seiner genauen Einstellbarkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu treffen, welche auch unter den genannten erschwerten Einsatzbedingungen eine bessere Einstellgenauigkeit und damit Arbeitsgenauigkeit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein den Schleifspindelstock mit einer ersten Rollreibungsabstützung und mit einer zu dieser entgegengesetzt angeordneten zweiten Rollreibungsabstützung in Kontakt bringendes sowie durch gegenseitiges Verspannen der beiden Rollreibungsabstützungen die Lager- und Gegenlagerflächen des Schleifspindelstocks voneinander trennendes Lösemittel.

Eine zweckmäßige konstruktive Ausgestaltung des Lösemittels besteht darin, daß es druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheiten aufweist, welche einerseits einen federelastische Spannelemente aufnehmenden, mit dem Schleifspindelstock verschwenkbaren sowie relativ und achsparallel zu diesem verschiebbaren Klemmring und andererseits den Schleifspindelstock beaufschlagen. Die Druckmittelbeaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten kann entweder hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.

Eine vorteilhafte, in sich geschlossene konstruktive Lösung besteht darin, daß die Kolben-Zylinder-Einheiten innerhalb des Schleifspindelstocks angeordnet sind.

Die Rollreibungsabstützungen sind zweckmäßigerweise als Kugellager ausgebildet.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in einer stabilen, spielfreien,leichtgängigen und damit präzise und stufenlos einstellbaren Schwenkbewegung, welche die Arbeitsgenauigkeit wesentlich verbessert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit einem geneigten Mehrzweck-Schleifspindelstock versehenen Rundschleifmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schleifspindelstock bei abgenommenem, die Schleifscheiben tragenden Oberbau,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Schleifspindelstock nach der Linie III-III gemäß Fig. 2 und

Fig. 4a bis 4c unterschiedliche Betätigungsstellungen eines Lösemittels gemäß der Erfindung zur Vorbereitung des Schwenkvorganges des Schleifspindelstocks.

Als bevorzugte Einsatzstelle eines erfindungsgemäßen schwenkbaren Schleifspindelstocks ist eine Rundschleifmaschine gemäß Fig. 1 vorgesehen, deren Gesamtaufbau im folgenden kurz beschrieben wird.

Ein auf einem Maschinenunterbau 1 ruhendes Maschinenbett 2 trägt auf einem als Funktionsteilträger dienenden Sockelrahmen 3 einen geneigt angeordneten Tisch 4.

Der Maschinenunterbau ist mit einem Wasserkasten versehen, in den Kühlwasser über ein umlaufendes Bandfilter 6 zurückführbar ist.

Der Tisch 4 ist mit Führungen 5 für einen relativ zu einem feststehenden Werkstückspindelstock 7 verschiebbaren Reitstock 8 versehen. Mit 9 ist ein zwischen einem Mitnehmer 11 des Werkstückspindelstocks 7 und einer Zentrierspitze 12 des Reitstocks 8 eingespanntes Werkstück bezeichnet.

Der Tisch 4 trägt außerdem einen Kreuzschlitten 17, welcher mittels eines Motors 18 in Richtung der X-Achse und mittels eines Motors 19 sowie einer feststehenden, vorgespannten Gewindespindel 13 in Richtung der Z-Achse verschiebbar ist. Der Gewindespindel 13 ist zum Ausgleich gegen einseitige Verspannung auf der Gegenseite ein Zuganker 14 zugeordnet. Das mit der Gewindespindel 13 zusammenwirkende Getriebe liegt unterhalb einer Abschützung 16. Mit 21 ist eine Kabelschleppeinrichtung bezeichnet.

Der Kreuzschlitten 17 trägt einen Schleifspindelstock 22, der mit einem Schleifstift 23 zum Innenrundschleifen und einer durch einen Motor 24 antreibbaren Schleifscheibe 26 zum Außenrundschleifen besetzt ist, welche durch Verschwenken des Schleifspindelstocks 22 um eine Schwenkachse 27 in ihre Arbeitsposition verbracht werden können. Zum Schwenken dient ein Motor 28, welcher mitschwenkend auf dem Schleifspindelstock 22 installiert ist und der sich antriebsseitig über einen Zahnriemen 29 gemäß Fig. 2 und 3 an einem feststehenden Zahnkranz 31, der mit einem feststehenden Unterbau 32 des Schleifspindelstocks 22 verschraubt ist, abstützt. Zum Spannen des Zahnriemens 29 ist eine exzentrisch gelagerte Spannrolle 33 vorgesehen, welche unterseitig einen Zahnkranz 34 trägt, in den eine in einer Bohrung 36 geführte Zahnstange 37 eingreift, so daß durch Verändern der Exzentrizität der Spannrolle 33 die Spannung des Zahnriemens 29 verändert werden kann.

Um den Schleifspindelstock 22 verschwenken zu können, ist dieser in besonderer Weise gelagert,was nachfolgend anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert wird.

Der drehbare Schleifspindelstock 22, dessen strichpunktiert angedeuteter, mit 25 bezifferter Oberbau die Schleifwerkzeuge trägt, stützt sich normalerweise in seiner jeweiligen Arbeitsposition, in der entweder der Innenschleifstift 23 oder die Außenschleifscheibe 26 im Einsatz sind, mit einer inneren ringförmigen Lagerfläche 38 reibungs- bzw. kraftschlüssig an einer entsprechenden ringförmigen Gegenlagerfläche 39 des feststehenden Unterbaues 32 ab. Der Reibungs- und Kraftschluß zwischen Lagerfläche 38 und Gegenlagerfläche 39 wird einerseits durch das Eigengewicht des Schleifspindelstocks 22 und andererseits durch eine zusätzliche Klemmkraft erzeugt. Zu diesem Zweck sind in den Schleifspindelstock 22 zahlreiche ringförmig verteilte Klemmbolzen 41 eingelassen, deren Kopf in einer Ausnehmung 42 eines Klemmrings 43 unter Federvorspannung einer Tellerfeder 44 steht. Der Klemmring 43 ist relativ zum feststehenden Unterbau 32 bzw. zum schwenkbaren Schleifspindelstock 22 geringfügig axial verschiebbar sowie über die Mitnahme durch die Klemmbolzen 41 ebenfalls mit dem Schleifspindelstock verschwenkbar. Der Schleifspindelstock 22 ist radial mittels einer Kugelbüchse 46 drehbeweglich an einem den festen Zahnkranz 31 tragenden und mit dem Unterbau 32 verschraubten zentralen Führungskörper 47 gelagert. Außerdem ist dem Schleifspindelstock 22 oberseitig und unterseitig jeweils eine Rollreibungsabstützung 48 bzw. 49 zugeordnet, welche sich in der jeweiligen Arbeitsstellung des Schleifspindelstocks gemäß Fig. 4a außer Funktion befinden. Die obere Rollreibungsabstützung 48 ist dem feststehenden Führungskörper 47 und die untere Rollreibungsabstützung 49 dem feststehenden Unterbau 32 zugeordnet, wozu einerseits der Unterbau 32 ein Kugellager 51 und andererseits der Schleifspindelstock 22 selbst oberseitig ein Kugellager 52 trägt, dessen Gegenstützkörper 53 am feststehenden Führungskörper 47 angeordnet sind.

Innerhalb des Schleifspindelstocks 22 sind darüber hinaus ebenfalls in ringförmiger Verteilung Lösemittel in Form von druckmittelbeaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheiten 54 vorgesehen, von denen jeweils ein Kolben 56 mit seiner äußeren Stirnfläche dem Klemmring 43 zugewandt ist und eine entgegengesetzte Zylinderstirnfläche 57 im Innern des Schleifspindelstocks 22 selbst gebildet wird. Die Druckmittelzufuhr zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 54, beispielsweise in Form von Druckluft oder einer Hydraulikflüssigkeit, erfolgt über entsprechende stirnseitig angeschlossene Bohrungen 58.

Die Wirkungsweise zur Vorbereitung bzw. Auslösung eines Schwenkvorganges des Schleifspindelstocks 22 wird anhand der Fig. 4a bis 4c näher erläutert.

Es sei angenommen, daß ausgehend von der Arbeitsstellung der Außenschleifscheibe 26 gemäß Fig. 1 der Schleifspindelstock 22 durch eine 180°-Schwenkung den Innenschleifstift 23 in eine Arbeitsposition verbringen soll. Hierzu ist es erforderlich, zunächst die zwischen der Lagerfläche 38 und der Gegenlagerfläche 39 wirkende, durch den Pfeil 55 angedeutete Gewichtskraft und die zwischen den Klemmflächen 59 und 61 des Klemmrings 43 bzw. des Unterbaues 32 wirkende, durch den Pfeil 62 angedeutete Klemmkraft aufzuheben. Dies geschieht durch Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylinder- Einheiten 54, wodurch zunächst die auf den Kolben 56 wirkende Druckkraft 63 die Klemmkraft zwischen den Klemmflächen 59 und 61 dadurch aufhebt, daß der Kolben 56 den Klemmring 43 aus der Grundstellung gemäß Fig. 4a gegen die Federvorspannung der Tellerfeder 44 abwärtsdrückt. Der Klemmring 43 legt sich dabei gemäß Fig. 4b gegen das Kugellager 51 der unteren Rollreibungsabstützung 49 des Unterbaus 32, wobei die Gewichtskraft des Schleifspindelstocks 22 zunehmend auf das Kugellager 51 verlagert wird. Dadurch hat sich zwischen den Klemmflächen 59 und 61 des Klemmrings 43 bzw. des Unterbaus 32 ein Spalt 64 gebildet. Die Druckkraft der Kolben-Zylinder-Einheit 54 ist weiterhin wirksam und bewegt in Pfeilrichtung 66 über die Zylinderstirnfläche 57 gemäß Fig. 4c den Schleifspindelstock 22 soweit aufwärts, bis sich das Kugellager 52 der oberen Rollreibungsabstützung 48 an die Gegenstützkörper 53 legt. Dabei werden beide Rollreibungsabstützungen 48 und 49 mit einer in den Pfeilrichtung 67 wirkenden, in ihrer Größe der Druckkraft der Kolben-Zylinder-Einheit 54 abzüglich der Gewichtskraft des Schleifspindelstocks 22 entsprechenden Vorspannkraft gegeneinander verspannt und zugleich die Lagerfläche 38 des Schleifspindelstocks 33 von der Gegenlagerfläche 39 des Unterbaus 32 abgehoben. In diesem Zustand wird der Schleifspindelstock 22 durch Aktivierung des Motors 28 in seine vorgesehene Position verschwenkt und in dieser Stellung bei Druckentlastung der Kolben- Zylinder-Einheiten 54 erneut durch Reibungs- bzw. Kraftschluß zwischen Lager- und Gegenlagerfläche 38, 39 festgesetzt.


Anspruch[de]
  1. 1. Schwenkbarer Schleifspindelstock, dessen jeweilige Arbeitsstellungen durch reibungs- bzw. kraftschlüssig aneinanderliegende Lager- und Gegenlagerflächen arretierbar sind, welche zum Schwenken des Schleifspindelstocks voneinander lösbar sind, gekennzeichnet durch ein den Schleifspindelstock (22) mit einer ersten Rollreibungsabstützung (49) und mit einer zu dieser entgegengesetzt angeordneten zweiten Rollreibungsabstützung (48) in Kontakt bringendes sowie durch gegenseitiges Verspannen der beiden Rollreibungsabstützungen die Lager- und Gegenlagerflächen des Schleifspindelstocks voneinander trennendes Lösemittel (54).
  2. 2. Schleifspindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösemittel (54) druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheiten aufweist, welche einerseits einen federelastische Spannelemente (44) aufnehmenden, mit dem Schleifspindelstock (22) verschwenkbaren sowie relativ und achsparallel zu diesem verschiebbaren Klemmring (43) und andererseits den Schleifspindelstock beaufschlagen.
  3. 3. Schleifspindelstock nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheiten (54) innerhalb des Schleifspindelstocks (22) angeordnet sind.
  4. 4. Schleifspindelstock nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollreibungsabstützungen (48, 49) als Kugellager (52, 51) ausgebildet sind.






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