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Kontinuierlich arbeitende Schleifmaschine für Drähte Die Erfindung
betrifft eine kontinuierlich arbeitende Schleifmaschine für Kabel, Drähte, Stangen
oder ähnliche langgestreckte Werkstücke, die in einer axialen Bohrung einer Hauptantriebswelle
dieser Schleifmaschine geführt werden, wobei diese Hauptantriebswelle wenigstens
an einem ihrer Enden einen Lagerkopf für zwei beiderseits der Lagerkopfmitte angeordnete,
sich mit ihren Schleifflächen gegenüberliegende Schleifscheiben hat.
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Schleifmaschinen für derartige Zwecke sind bereits bekannt, jedoch
weisen einige dieser bekannten Ausführungen nur eine einzige, an einer Hauptantriebswelle
befestigte Schleifscheibe auf, so daß zur Halterung des Werkstückes ein Gegengewicht
verwendet werden muß. Mit fortschreitender Abnutzung der Schleifscheibe muß das
Gegengewicht nachgestellt werden, was den Massenausgleich an der Hauptantriebswelle
stört. Als Arbeitsfläche wurde dabei der Rand der Schleifscheibe verwendet.
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Es sind auch bereits Ausführungen bekannt, bei denen zwei einander
gegenüberliegende Schleifscheiben an einer hohlen Hauptantriebswelle angeordnet
sind; jedoch haben diese bekannten Anordnungen durchweg den Nachteil, daß die Lage
der Schleifscheiben relativ zu dem Werkstück mit zunehmender Drehzahl der Hauptwelle
infolge der Zentrifugalkraft verändert wird. Es sind Ausführungsformen solcher Schleifmaschinen
bekannt, bei denen der Druck auf das Werkstück mit zunehmender Drehzahl vergrößert
wird; es sind auch Ausführungsformen bekannt, bei denen der Druck vermindert wird.
Es ist offensichtlich, daß eine derartige Abhängigkeit des Schleifdrucks von der
Drehzahl der Hauptwelle unerwünscht ist und zwangläufig zu einer mangelhaften Bearbeitung
der Werkstücke führt.
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Außerdem liegen sich bei diesen bekannten Ausführungen die Schleifscheiben
mit ihren Umfangsflächen gegenüber, was vom Standpunkt der Abnutzung der Schleifscheiben
nachteilig ist und eine häufige Nachstellung erforderlich macht.
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Daneben treten bei diesen bekannten Ausführungen vor allem dann Schwierigkeiten
auf, wenn ein Werkstück mit einer genau bestimmten Schleifgeschwindigkeit und mit
genau festgelegtem Anpreßdruck bearbeitet werden soll. In solchen Fällen war es
mit den bisher bekannten Schleifmaschinen nicht möglich, eine hohe Arbeitsgenauigkeit
einzuhalten und Werkstücke mit engen Toleranzen fertigzustellen.
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Beim Schleifen gewisser Stähle, vor allem beim Schleifen von Schnellstählen
oder hochwertigen Arbeitsstählen, ist es äußerst wichtig, eine Schleiffläche zu
erhalten, die frei von Entkohlungserscheinungen ist. Eine solche Schleiffläche ist
aber nur dann erreichbar, wenn Anpreßdruck und Umlaufgeschwindigkeit der Schleifwerkzeuge
genau eingestellt werden können.
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Eine derartige genaue Einstellung der Geschwindigkeit der Schleifwerkzeuge
und des Anpreßdruckes wird bei einer Schleifmaschine für Kabel, Drähte, Stangen
oder derartige langgestreckte Gegenstände, die eine Hauptantriebswelle mit einer
axialen Bohrung aufweist, in der die Werkzeuge geführt werden, und die wenigstens
an einem Ende einen Lagerkopf für zwei beiderseits der Lagerkopfmitte angeordnete,
sich mit ihren Stirnschleifflächen gegenüberliegende, durch Motore angetriebene
Schleifscheiben hat, die sich planetenartig um das Werkstück drehen, gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Lagerungen der Schleifscheiben und damit die Schleifscheiben
selbst längs ihrer Achse durch eine am Lagerkopf angebrachte Antriebsvorrichtung
gleichzeitig verschiebbar sind.
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Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform bilden diese obenerwähnten
Lagerungen einen Teil der zur Winkel- und Axialverschiebung der Lagerwellen der
Schleifscheiben dienenden Lageranordnung, die so ausgebildet und angeordnet ist,
daß die Achse der Wellen leicht gegeneinander geneigt sind, so daß die zu behandelnden
Werkstücke zwischen die Schleifscheiben einlaufen können und von einer äußeren Randfläche
der Schleifscheiben erfaßt werden. Besonders
einfach wird die Anordnung,
wenn man die Schleifscheiben auf den verlängerten Wellen von Elektromotoren befestigt,
die innerhalb eines Lagergehäuses angeordnet sind.
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Mit Vorteil ordnet man eine zur Zuführung einer Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit
dienende Düse im Bereich des Antriebs derart an, daß sie sich in den Raum erstreckt,
der von den Schleifscheiben abgegrenzt wird. Weiterhin ist es zweckmäßig, am Lagerkopf
einander gegenüberliegende Stützfinger so zu befestigen, daß sie in den Raum zwischen
den Schleifscheiben ragen und das, Werkstück in der Schleifzone stützen können.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Schleifmaschine mit den erfindungsgemäßen
Einrichtungen ist in den Zeichnungen dargestellt; es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht
einer kontinuierlich arbeitenden Schleifmaschine für Kabel, Drähte und Stangen,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Maschine nach Fig. 1 längs der Linie 2-2, Fig.3 eine
Frontansicht eines Schleifkopfes nach der Erfindung, teilweise im Schnitt und mit
weggebrochenen Teilen, Fig. 4 eine Seitenansicht eines anderen Schleifkopfes nach
der Erfindung, teilweise im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen, Fig. 5 einen
Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 3, Fig.6 einen Schnitt durch einen Teil des
Schleifkopfes im wesentlichen längs der Linie 6-6 der Fig. 3, Fig. 7 einen Schnitt
im wesentlichen längs der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig.8 eine Teilseitenansicht der
Werkstückhalterung im vergrößerten Maßstabe, teilweise im Schnitt und mit abgebrochenen
Teilen, Fig. 9 eine Draufsicht auf die in Fig. 8 dargestellten Teile, Fig. 10 eine
Frontansicht der in Fig. 8 gezeichneten Teile.
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Eine kontinuierlich arbeitende Schleifmaschine für Kabel, Drähte und
Stangen (Fig. 1) enthält im allgemeinen eine Zuführungs- und Streckanlage 20, eine
Schleif- und/oder Polieranlage21, eine Kontrollanlage 22 und eine Aufwickelanlage
23.
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Die Schleif- und Polieranlage 21 weist eine Hauptwelle 33 auf, die
sich in Lagern 34 und 35 dreht. Die Welle 33 wird durch einen Elektromotor 36 über
eine Schneckenraduntersetzung 37 und eine Kette 38, die in Kettenräder 39 und 40
greift, die auf der Welle 33 bzw. auf der Ausgangswelle der Untersetzung 37 befestigt
sind (Fig. 2), angetrieben. An den Enden der Welle 33 sind Schleifköpfe 41 und 42
befestigt, die vollständig von Schutzgehäusen 43 bzw. 44 umschlossen sind. Der Motor
36 sitzt auf einem Hauptgestell 45, das ein Lagergestell 46 trägt, auf dem die Lager
34 und 35 montiert sind.
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Die Hauptwelle 33 (Fig. 4 und 5) läuft in einem Hülsenlager 35 a,
das einen Teil des Lagers 35 bildet. Am rechten Ende der Hauptlagerwelle 33 (Fig.
4) sitzt der Schleifkopf 41. Dieser Schleifkopf weist eine Lagerscheibe 47 auf,
die fest mit der Welle 33 verbunden ist. Die Hauptwelle hat eine axiale Bohrung
33 a, durch die der Draht 25 hindurchgeführt wird.
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Der Schleifkopf 41 hat ein Paar Schleifscheiben 48 und 49 auf, die
auf entgegengesetzten Seiten der Hauptwelle auf der Lagerscheibe so angeordnet sind,
daß ihre ebenen Stirnschleifflächen einander gegenüberliegen, wobei die Drehachsen
der Schleifscheiben einen stumpfen Winkel bilden. Der Schnittpunkt der beiden Drehachsen
liegt auf oder etwas oberhalb der Achsen der Hauptwelle 33. Die Schleifscheiben
48 und 49 werden durch die Elektromotoren 50 bzw. 51 angetrieben.
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Außerdem lassen sich die Schleifscheiben 48 und 49 derart axial verschieben,
daß sie mit diametral gegenüberliegenden Flächenteilen des zu schleifenden Drahtes
25 in Berührung kommen.
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In einem zylindrischen Innengehäuse 53 (Fig. 5), das von einem zylindrischen
Außengehäuse 52 umgeben ist, befindet sich der Stator 54 der Motore 50 bzw. 51 und
der auf einer Welle 56 sitzende Rotor 55. Die Welle 56 trägt die Schleifscheibe
48.
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Das Innengehäuse53 läßt sich axial im zylindrischen Außengehäuse 52
verschieben, kann jedoch infolge des Keiles 57 nicht gedreht oder verkantet werden.
Der Keil 57 sitzt im Gehäuse 53 und greift in eine Nut im Gehäuse 52.
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Das Verkanten der Achse der Schleifscheibe 48 erfolgt durch die Befestigung
des Außengehäuses 52 am Lagerkopf 47 mittels eines keilförmigen Gliedes 58, das
einen Teil der Lagerplatte 59 bilden kann. Vorzugsweise greift die Lagerplatte 59
mit ihrem keilförmigen Teil 58 in eine Aussparung im Lagerkopf 47 und ist dort befestigt.
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Der Motor 51 ist ebenso wie der Motor 50 eingebaut. So ist jede Schleifscheibe
und ihr dazugehörender Antriebsmotor als gesonderte Anlage montiert und axial in
Richtung zum zu schleifenden Werkstück und von ihm weg verstellbar.
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Wie sich aus Fig. 1 und 4 entnehmen läßt, wird ein Kühlmittel oder
eine Schmierlösung zur Erleichterung des Schleifvorganges dem Werkstück an der Schleifstelle
mittels einer Leitung 60 zugeführt, die entsprechende, auf die Schleifköpfe 41 und
42 gerichtete Abzweigungen 61 bzw. 62 aufweist. In Fig. 4 ist die neuartige Düse
dargestellt, die dazu dient, eine Lösung in den Schleifbereich des Werkstückes und
auf das Werkstück selbst zu bringen, bevor dieses die Schleifstelle erreicht. Die
Düsenanordnung ist allgemein mit 63 bezeichnet und besteht aus einer zentral montierten
Düse 64, die vorzugsweise kegelstumpfförmig ist und einen kegelstumpfförmigen Innendurchlaß
hat. Die Düse 64 ist an einer ringförmigen Hülse 65 befestigt; die mit einem an
die Leitung 61 angeschlossenen Ring 66 verbunden ist. Der Draht 25 läuft durch einen
Durchlaß im Ring 66 und in der Hülse 65, dann durch den Durchlaß der Düse 64 und
schließlich zu den Schleifscheiben. Die Schleiflösung wird auf diese Weise auf alle
Seiten des Drahtes 65 gerichtet, bevor er aus der Düse 64 austritt. Die Düsenöffnung
64a ist etwas größer als der Drahtdurchmesser; vorzugsweise liegt die Öffnung 64a
der Düse 64 zwischen den Schleifscheiben 48, 49.
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Die Lösung wird in einem schalenartigen Behälter 67 aufgefangen, der
mit einer Öffnung 68 für den Durchgang des Drahtes versehen ist, der außerdem noch
an die Motoren 50 bzw. 51 angeflanscht ist, so daß das Kühlmittel oder die Schleiflösung
nicht an diesen Flanschen 51 a, 70 a, 50 a, 69 a austreten kann-. Der Behälter
ist ferner über die Flansche67a, 67b und das Gehäuse 43 a mit dem Flansch 43
b mit einem festen Teil des Gehäuses 43 über den Flanschwinkel 71 verbunden.
Die in diesem Behälter gesammelte Lösung wird durch die Leitung 72 abgeführt.
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Von Hand betätigte Regelventile 74 bzw. 75 sind in die Leitungen 61
bzw. 62 eingeschaltet, um das Volumen der auf das Werkstück gerichteten Lösung zu
regeln.
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Die Schleifscheibe 48 ist (Fig. 5) auf einer Platte 76 beispielsweise
mittels Muttern 77 und Schrauben 78 befestigt. Die Befestigungsplatte 76 ist an
einer
Motorscheibe 79 beispielsweise durch Schrauben 80 angebracht.
Die Scheibe 79 weist eine Mittelbohrung zur Aufnahme des Endes 56 a der Motorwelle
56 auf. Eine Schulter 56b ist- links vom Teil 56a (Fig.5) angebracht, auf der die
Platte 79 ruht. Die Platte wird durch eine Deckplatte 81 und Muttern 82 gehalten.
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Die Motorwelle 56 läuft in Kugellagern 83, die in der Nähe des Endes
der Welle 56 angeordnet sind, die die Schleifscheibe 48 trägt.
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Die Schleifscheibe 48 wird nach rechts (Fig. 5) auf das Werkstück
gedrückt, weshalb ein Drucklager bei 84 vorgesehen ist. Um das Lösen der Schleifscheibe
vom Draht oder ihre Bewegung nach links (Fig. 5) zu unterstützen, ist bei 85 ein
Lager vorgesehen. Der innere Ring des Lagers 85 kann gegebenenfalls starr an der
Welle 56 gehalten werden, beispielsweise durch einen Haltering 86. Die Verbindung
zwischen dem Lager und dem Motorgehäuse besteht aus einer Lagerplatte 87, die die
Welle 56 umgibt und mit Schultern 88 auf den Außenring des Lagers drückt. Die Lagerplatte
87 ist mit dem Gehäuse 53 durch elastische Glieder, beispielsweise durch die die
Bolzen 90 umgebenden Federn 89, verbunden. Die Bolzen 90 sind mit der Lagerplatte
87 verschraubt. Der feste äußere Ring des Lagers 83 wird vorzugsweise von einer
geflanschten Lagerplatte 91 umfaßt. Diese ist an einem ringförmigen Glied 92 bei
93 befestigt. Das Glied 92 ist vorzugsweise starr, beispielsweise durch Schweißen
mit dem Innengehäuse 53 verbunden. Die Innenfläche des Ringes 92 weist eine Stufenfläche
92a zur Aufnahme einer Lagerplatte 94 auf, die durch Lösen der Glieder 93 und Entfernen
der Lagerplatte 91 abgenommen werden kann. Die Lagerplatte 94 weist an ihrem Innenrand
eine Schulter zur Aufnahme des Lagers 84 auf, das nach rechts (Fig. 5) drückt und
mit der Welle 56 über den anderen Lagerring 84 und eine Flanschhülse 95 in Verbindung
steht. Die Hülse 95 greift auf die Schulter 56 b über den Innenring 83.
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Im folgenden werden die neuen Vorrichtungen zur gleichzeitigen Regelung
der axialen Lage der Schleifscheiben 48 und 49 mittels axialer Bewegung der Motorgehäuse
beschrieben (Fig.5). Ein Teil der äußeren Zylinderfläche des Innengehäuses 53 ist
mit einem Gewinde 53a versehen und wird von einem ringförmigen Zahnrad 96 umfaßt,
das mit einem Innengewinde auf den Gewindeteil 53a aufgeschraubt ist. Beim Drehen
des Zahnkranzes 96 wird das gegen Drehung gesicherte Gehäuse 53 in axialer Richtung
verschoben. Das Zahnrad wird durch ein Flanschpaar 97 und 98, das fest auf den gegenüberliegenden
Flächen des Zahnrades 96 gelagert ist, gegen eine axiale Verschiebung gesichert.
Die Flansche 96 und 97 sind nicht gegeneinander verschiebbar. Es hat sich als zweckmäßig
herausgestellt, geeignete Lager zwischen die Flansche 97 und 98 und das Zahnrad
96 einzubauen. So liegt beispielsweise ein Lagerring 99 zwischen dem Flansch 97
und dem Zahnrad 96 und ein Kugellager 100 zwischen dem Flansch 98 und dem Zahnrad
96. Das letztere Lager kann den Druck der Schleifscheibe nach rechts (Fig. 5) und
damit gegen das Werkstück auffangen.
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Nach Fig. 3 steht das ringförmige Zahnrad 96 mit einem Motor 50 in
Verbindung, und ein ähnliches Zahnrad 101 steht mit dem Motor 51 in ähnlicher Weise
wie das Zahnrad 96 in Verbindung. Zur gleichzeitigen Drehung der Zahnräder 96, 101
dient ein gemeinsamer Verstellmotor 102 (Fig. 3, 6 und 7), der fest auf dem Lagerkopf
47 sitzt (Fig. 6) und in einer Öffnung in der Nähe des Randes des Lagerkopfes 47
angeordnet ist. Der Motor 102 überträgt sein Drehmoment in folgender Weise gleichzeitig
auf die Zahnräder 96 und 101.
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Eine an der Welle 104 des Motors 102 befestigte Schnecke 103 steht
im Eingriff mit einem Schneckenrad 105, das auf eine Welle 106 aufgekeilt ist. Auf
diese Welle ist ferner ein Ritzel 107 aufgekeilt, das mit einem wesentlich größeren
Ritze1 108 auf der Lagerwelle 109 im Eingriff steht. Die Teile 103 bis 108 bilden
ein Untersetzungsgetriebe, das die Umdrehungszahl des Motors 102 wesentlich herabsetzt.
Infolge der oben beschriebenen Verkantung der Achsen der Motore 50 und 51 und der
Schleifscheiben 48 und 49 muß man zur Verbindung der Welle 109 mit den anderen Verbindungsteilen
für die Zahnräder 96 und 101 Universalkupplungen 110 und 111 verwenden. Die Kupplung
110 überträgt das Drehmoment der Welle 109 auf eine Welle 112 in einem Lager 113,
auf der ein Kettenrad 114 sitzt. Das Kettenrad 114 ist durch eine Kette 115 mit
einem Kettenrad 116 verbunden, das auf einer Welle 117 sitzt, auf der ebenfalls
ein Ritzel 118 befestigt ist. Dieses Ritzel 118 greift in das Zahnrad 96.
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Die Kupplung 111 für das Zahnrad 101 ist mit diesem in ähnlicher Weise
verbunden. Selbstverständlich ist die Gewinderichtung auf dem Innengehäuse der Motore
50 und 51 derart, daß bei Inbetriebnahme des Motors 102 die Schleifscheiben axial
und gleichlaufend in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.
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Die Regelanlage 22 (Fig. 1) dient zur Steuerung der Geschwindigkeit
der Schleifscheibenmotore 50, 51 und der Einstellmotore 102.
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Beim Betrieb werden die Schleifscheiben so weit auseinander geführt,
daß der Draht 25 durch die Maschine hindurchgeführt werden kann, worauf der Motor
36 angelassen wird, der die Schleifscheiben planetenartig um den Draht dreht. Dann
werden die Einstellmotore 102 betätigt, wodurch die Schleifscheiben 48, 49 bis zu
der Stelle bewegt werden, wo sie den Draht berühren. Die Motore des Schleifkopfes
41 sind auf »Rohschleifen« und die Motore des Kopfes 42 auf »Feinschleifen« eingestellt.
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Wegen der hohen Untersetzung des Getriebes und der Zwischenverbindungen
zwischen dem Einstellmotor 102 und dem Innengehäuse der Motore 50, 51 ist es möglich,
die Bewegung der Schleifscheiben mit ziemlicher Genauigkeit einzuregeln, da eine
einzige Umdrehung der Welle des Motors 102 nur eine sehr kleine axiale Bewegung
der Schleifscheibe hervorruft. Während des Betriebes wird eine Kühl- oder Schleiflösung
kontinuierlich in den Raum zwischen den Schleifköpfen gerichtet, aufgefangen und
zurückgeführt. Die Schleifscheiben nutzen sich gleich schnell ab, so daß die Massenänderung
für beide Scheiben gleich ist und man deshalb eine Selbstabgleichung erhält. Durch
einfache Verstellung des Motors 102 werden beide Scheiben gleichmäßig um gleiche
Strecken verstellt. Die kontinuierliche Messung des Drahtdurchmessers in der Nähe
der Schleifstelle und die Einstellung der Einstellmotore 102 in Übereinstimmung
mit dieser Messung kann automatisch vorgenommen werden. Statt einer solchen automatischen
Regelung kann die axiale Lage der Schleifscheiben vom Regelbrett 22 aus geregelt
werden, Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, Mittel zur Unterstützung des
Drahtes im Schleifbereich an jedem Schleifkopf vorzusehen. Solche Unterstützungen
sind in den Fig. 8 bis 10 dargestellt und bestehen aus einem Paar flacher, plattenartiger
Finger 134 und 135, die sich zwischen die Schleifscheiben 48, 49 (Fig. 10)
erstrecken.
Der plattenähnliche Stützfinger 135 erstreckt sich nach den Fig.8 und 10 unterhalb
des Drahtes 25 im wesentlichen über die volle Breite der Schleiffläche 48 a. Die
Finger 134, 135 sind mit Drahtstützflächen 134a bzw. 135a versehen, die vom Draht
etwas weiter als der Durchmesser des Drahtes 25 entfernt sind. Sie liegen jedoch
so dicht am Draht, daß derselbe während des Schleifvorganges fest gehalten wird.
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Die Stützfinger 134 und 135 sind am Drehkopf 47 befestigt und weisen
gleichen Abstand von der Drehachse des Kopfes 47 auf. Solche Stützvorrichtungen
sind in Fig. 8 zu sehen und bestehen aus einem Teil 136 mit einem Gewindeteil 136a,
der in eine mit Gewinde versehene Aussparung im Drehkopf 47 greift und durch eine
Schraube 137 festgehalten wird, die an einem Flansch 136b am Drehkopf 47 befestigt
ist. Die Finger 134 und 135 dienen nicht nur zur Stützung des Werkstückes im Berührungsbereich
der Schleifscheiben, sondern auch zum Abschaben des Werkstückes bei einer Drehbewegung
und damit zu einer seitlichen Reinigung derselben.
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Wie aus Fig.10 hervorgeht, ist die Dicke der Stützfinger 134 und 135
wesentlich geringer als der Durchmesser des Drahtes 25, beispielsweise in der Größenordnung
des halben Durchmessers, obwohl die Dicke größer sein kann, vorausgesetzt, daß dadurch
die Finger nicht auf die Schleifscheiben greifen.
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Die erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Ausführungsformen sind besonders
für das Schleifen runder Drähte bestimmt, wo sich die Schleifscheiben 48, 49 um
ihre Achsen drehen und (Fig. 4) das runde Werkstück berühren. Die Schleifscheiben
drehen sich dabei planetenartig um die Achse des Werkstückes infolge der Drehung
der Welle 33. Es lassen sich jedoch auch beispielsweise parallelseitige Werkstücke
mit polygonalem Querschnitt dadurch schleifen, daß man die Welle 33 ruhig hält,
d. h. die Hauptlagerwelle nicht rotieren läßt, und das Werkstück zwischen den sich
drehenden Schleifscheiben vorschiebt. Beide Schleifköpfe können winkelig gegeneinander
versetzt sein, um das gleiche Paar gegenüberliegender Flächen solcher polygonaler
Werkstücke oder verschiedene Flächenpaare abzuschleifen. Beispielsweise sind die
Schleifköpfe 41 und 42 in Fig. 1 winkelig zueinander angeordnet, um das gleiche
Paar entgegengesetzter Parallelflächen des polygonalen Werkstückes zu schleifen.
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Beispielsweise hat es sich beim Schleifen von Werkstücken 25 mit quadratischem
Querschnitt als vorteilhaft herausgestellt, ein Schleifscheibenpaar rechtwinkelig
zum anderen Paar anzuordnen, so daß sämtliche Flächen des Werkstückes bei einem
Durchgang durch die Anlage geschliffen werden können.