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Maschine zum Schleifen der Mantelflächen von Rotationskörpern Die
Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen der Mantelflächen von Rotationskörpern,
wie z. B. Kugellagerringen.
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Bei der spanabhebenden Bearbeitung von umlaufenden Werkstücken ist,
um genaue Maße und gute Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen, in der letzten Bearbeitungsphase
eine sehr geringe Schneidtiefe anzuwenden. Das Werkstück muß meist wiederholt ;eschliffen
und die Durchmesserveränderung sukzessive vorgenommen werden. Dazu kommt, daß für
den abschließenden Arbeitsgang oft eine Schleifscheibe anderer Beschaffenheit anzuwenden
ist als für die vorhergehenden Arbeitsgänge.
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Um eine rationelle Bearbeitung zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen
worden, mehrere gleiche Werkstücke von umlaufenden Arbeitsspindeln aufnehmen zu
lassen, die, gegenüber einem mehrere umlaufende Schleifwerkzeuge tragenden hin-
und herbeweglichen Schlitten, in einer stufenweis drehbaren Spindeltrommel angeordnet
sind. Die gemeinsame Vorschubbewegung für die Schleifwerkzeugträger, die auf einem
Schlitten angeordnet sind, ist hierbei geradlinig. Dies hat den Nachteil, daß praktisch
nur zwei Schleifwerkzeuge auf dem Schlitten vorgesehen werden können, da es sehr
schwierig ist, den gemeinsamen Vorschub zu den verschiedenen Werkstücken bei mehr
als zwei Werkzeugen in genau gleicher Richtung vorzunehmen Außerdem sind Schleifmaschinen
bekannt, bei denen zur Bearbeitung von um eine Achse kreisförmig angeordneter bohrungsartiger
Flächen eines Werkstückes dasselbe stufenweise um seine eigene Achse gedreht wird.
Diese Maschinen besitzen jedoch nur eine einzige Schleifscheibe, vor die jede zu
bearbeitende Bohrung in Arbeitsstellung durch die stufenweise Drehung gebracht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine leistungsfähige Maschine zum Schleifen
der Mantelflächen von Rotationskörpern zu schaffen, die es gestattet, die Bearbeitung
des Werkstückes in rationeller Weise bei großer Genauigkeit vorzunehmen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Maschine in bekannter Weise mit
zur Aufnahme der Werkstücke dienenden und in einer gemeinsamen Spindeltrommel gelagerten
Arbeitsspindeln sowie mit in gegenseitig fixierten Lagen von einem Werkzeugschlitten
getragenen und zur gleichzeitigen Bearbeitung von ebenso vielen Werkstücken vorgesehenen
Werkzeugträgern versehen, wobei jedes Werkstück der Reihe nach in Arbeitslage zu
jedem Schleifwerkzeug durch stufenweises Drehen der Spindeltrommel gebracht wird.
Gemäß der Erfindung ist die Trommel nach jeder stufenweisen Drehung zusätzlich noch
um einen kleinen Winkel drehbar, und die Schleifwerkzeuge sind gegenüber den Werkstücken
so angeordnet, daß die Berührungslinien zwischen den Schleifwerkzeugen und den Werkstücken
auf einem Kreis um die Trommelachse liegen, derart, daß bei der zusätzlichen Verdrehung
der Trommel um einen kleinen Winkel eine Vorschubbewegung der Schleifwerkzeuge gegenüber
den Werkstücken erzielt wird.
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Gegenüber den bekannten Maschinen hat die erfindungsgemäße Ausführung
den Vorteil, daß jede belie bige Anzahl Schleifscheiben an einer beliebigen Anzahl
Arbeitsspindeln bei stets gleichmäßigem Vorschub angreifen können. Die Anzahl der
gleichzeitig zu bearbeitenden Werkstücke ist lediglich von sich auf Größe und Kosten
beziehenden praktischen Gesichtspunkten abhängig.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine
nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig.3
einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 4, Fig. 4 schematisch eine Vorderansicht
auf den Antrieb der Arbeitsspindeln.
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Die in der Zeichnung dargestellte Maschine besitzt ein Gestell i,
auf dem ein Spindelstock 2, in dem vier zum Tragen von Werkstücken bestimmte Arbeitsspindeln
3 gelagert sind, sowie einen Werkzeugträger in Form eines hin- und herbeweglichen
Schlittens 4 mit einem Motor 5 zum Antrieb von drei Schleifscheiben
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(Fig. 2) in einer hier nicht näher angegebenen Weise angeordnet sind. Die
Arbeitsspindeln 3 sind in einer
drehbaren Trommel 7 gelagert, die
so eingerichtet ist, daß sie stufenweise im wesentlichen um eine Viertelumdrehung
gedreht werden kann. Zu diesem Zweck ist, wie in Fig.2 gezeigt, ein hydraulischer
Servomotor 8 vorgesehen, dessen Kolbenstange 9 mit einem Arm 10 gelenkig verbunden
ist, der aus einem die Trommel 7 umgebenden Kranz 11 vorsteht. Der Kranz 11 trägt
eine Sperrklinke 12, die mit entsprechenden Ausnehmungen am Umfang der Trommel ?
zusammenwirkt, so daß die Trommel bei jedem Hub des Servomotors 8 um eine Viertelumdrehung
gedreht wird.
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Die Arbeitsspindeln 3 werden durch einen Elektromotor 13 über eine
Kette 14, die, wie aus Fig. 4 ersichtlich, über drei von den vier Arbeitsspindeln
3 läuft, angetrieben. Die Arbeitsspindeln sind im gleichen Abstand von der Drehachse
der Trommel 7 angeordnet und gleichmäßig verteilt, so daß der Winkelabstand zwischen
ihnen 90° beträgt. Aus Fig. 4 geht hervor, daß nach jeder Viertelumdrehung der Trommel
7 eine andere Arbeitsspindel 3 im Zwischenraum zwischen den beiden Teilen der Kette
14 stillsteht.
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Es ist bereits darauf hingewiesen, daß der Schlitten 4 verschiebbar
angeordnet ist. Mittels an sich bekannter Vorrichtungen erfolgt dies derart, daß
der Schlitten 4 mit den Schleifscheiben jedesmal, bevor die Trommel 7 gedreht wird,
von dem die Arbeitsspindeln tragenden Spindelstock 2 zurückgezogen und darauf wieder
in Arbeitslage gebracht wird. Hieraus geht hervor, daß jedes von den Arbeitsspindeln
getragene Werkstück der Reihe nach von sämtlichen drei Schleifscheiben 6 bearbeitet
wird.
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Über die für das Wechseln der Werkstücke notwendige Bewegung des Schlittens
4 hinaus wird diesem in Arbeitslage eine hin- und hergehende Bewegung mit verhältnismäßig
kleiner Amplitude erteilt, die der Breite der zu bearbeitenden Werkstücke entspricht.
Zu diesem Zweck ist ein Elektromotor 15 vorgesehen, der über einen Riemen, ein Kegelradgetriebe
usw. eine in Fig. 1 schematisch angedeutete Kurbelvorrichtung 16 treibt.
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Damit die Schleifscheiben 6 die gewünschte Abnahme ausführen können,
ist eine Einrichtung vorgesehen, die nach dem oben beschriebenen Drehen der Trommel
7 dieser eine weitere Drehbewegung für den Vorschub der Schleifscheiben gegen das
Werkstück erteilt. Diese Einrichtung ist in den Fig.2 und 3 gezeigt. Diesem Zweck
dient ein durch ein Druckmittel betätigter Kolben 17, der mit einem auf einer Welle
18 gelagerten Hebel 19 gelenkig verbunden ist. Letzterer trägt zwei Sperrklinken
20. Diese wirken mit entsprechenden gezahnten Rädern 21 auf der Welle 18 zusammen,
die an ihrem unteren Ende rohrförmig und innen mit Gewinde versehen ist, in das
eine Welle 22 eingeschraubt ist. Die Welle 22 trägt an ihrem unteren Ende einen
Anschlag 22a, der mit einstellbaren Stoppvorrichtungen 23 aih Umfang der Trommel
zusammenwirkt. Das Ganze ist dabei so angeordnet, daß der Kolben 17, nachdem die
Schleifscheiben 6 in Arbeitslage gebracht worden sind, sich aus der in den Figuren
gezeigten Endlage herausbewegt, wobei die Welle 18 unter Einwirkung der einen Sperrklinke
20 gedreht wird und den Anschlag 22 a anhebt. Hierdurch wird die Trommel 7 vom Servomotor
8 um einen weiteren kleinen Winkel, der der Vorschubbewegung entspricht, gedreht.
Darauf wird die Welle 22 mittels (nicht dargestellter) Vorrichtungen gedreht und
hebt den Anschlag 22 a von den Stopvorrichtungen 23 ab. Die Trommel 7 wird um 90°
gedreht, und der Vorgang wiederholt sich. Im Zusammenhang mit der Viertelumdrehung
der Trommel geht der Kolben 17 in seine Ausgangslage zurück, wobei die Welle 18
von der anderen Sperrklinke zurückgedreht wird, so daß der Anschlag 22 a wieder
gesenkt wird. In einer an sich bekannten Weise wird die zur Rückführung dienende
Sperrklinke 20 mittels Nockenanordnungen od. dgl. während eines gewissen Teiles
ihrer Rückwärtsbewegung aus ihrem Zahnrad 21 ausgehoben. Dadurch wird die Welle
18 um einen kleineren Winkel zurück- als vorwärts gedreht. Der Anschlag 22 a wird
so allmählich nach oben verschoben, und der obenerwähnte Unterschied im Drehungswinkel
zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtsdrehen der Welle 18 ist so gehalten, daß
die allmähliche Bewegung des Anschlages 22 a nach oben im wesentlichen dem Verschleiß
der Schleifscheiben entspricht.
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In Fig. 2 befindet sich die linke Arbeitsspindel 3 in Ruhe zwischen
den Teilen der Kette 14. Während der Zeit, während der die Werkstücke 31 der übrigen
drei Spindeln bearbeitet werden, findet bei der genannten Spindel 3 ein Wechseln
der Werkstücke statt.
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Fig: 2 zeigt; wie die drei Schleifscheiben 6 eine nach der anderen
die in den Spannvorrichtungen sitzenden Werkstücke 31 bearbeiten. Da sich
die Trommel während der obenerwähnten Vorschubbewegung nach der Viertelumdrehung
der Trommel um einen bestimmten Winkel dreht, erhalten sämtliche Schleifscheiben
6 die gleiche Vorschubbewegung. Wenn sämtliche drei Schleifscheiben gleich und so
eingestellt sind, daß sie während der Vorschubbewegung gleichzeitig mit den Werkstücken
in Berührung kommen, so erzeugen die Schleifscheiben gleich große Durchmesseränderungen,
d. h. daß die gesamte Abnahme im wesentlichen zu Dritteln auf die Schleifscheiben
verteilt ist. Sollte die Abnahme der ersten Schleifscheibe aus irgendeinem Grunde
kleiner als berechnet sein, z. B. infolge Verschleißes der Schleifscheibe, so wird
die Abnahme der nächsten Schleifscheibe etwas größer als normal. Hierdurch wird
aber ein besonders starker Verschleiß dieser Schleifscheibe verursacht. Die Arbeitsleistung
der dritten Schleifscheibe wird erhöht. So findet ein Ausgleich der Arbeitsverteilung
auf die drei Schleifscheiben statt. Sollte bei dem Einsetzen von neuen Schleifscheiben
und der Einstellung derselben ein kleinerer Fehler z. B. in bezug auf die Schleifscheibendurchmesser
vorkommen, so wird dieser Fehler bei der Arbeit selbsttätig beseitigt. Es ist auch
möglich, für die drei Schleifstellen Schleifscheiben verschiedener Beschaffenheit
anzuwenden, wodurch sowohl die Schleifabnahme je Spindel als auch das Aussehen der
geschliffenen Fläche variiert wird.
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Da drei Spindeln - gleichzeitig arbeiten, würde theoretisch eine dreimal
so hohe Leistung erzielt als bei einer einspindligen Maschine, wenn die Vorschubgeschwindigkeit
der einspindligen Maschine beibehalten wird. Um die Qualität der bearbeiteten Erzeugnisse
zu erhöhen, kann jedoch eine verhältnismäßig geringe Vorschubgeschwindigkeit mit
daraus sich ergebender kleinerer Durchbiegung der Schleifscheiben spindeln angewendet
werden, was größere Präzision erlaubt. Bereits der Umstand, daß die Abnahme jeder
Schleifscheibe einen Bruchteil der gesamten Abnahme beträgt, hat an sich schon eine
kleinere Durchbiegung der Spindeln im Vergleich zur einspindligen Maschine zur Folge.