DE2129877A1 - Umlaufender scheiben- oder radfoermiger Teil fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

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DR.-INQ. R. DÖRING DIPL-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

George Rüssel Oarlson -•30, Granbrook Road, Birmingham, Michigan/ USA

"Umlaufender scheiben- oder radförmiger Teil für Werkzeugmaschinen"

Die Erfindting "betrifft einen umlaufenden scheiben- oder radfömnigen Teil, insbesondere ein Werkzeug einer Maschine, zum Fertig- oder Peinbearbeiten von Werkstücken.

Der Gegenstand der Erfindung läßt sich bei den verschiedenartigen Maschinen zum Schwabbeln, Polieren oder l^?ertigbearbeitungs-Maschinen mit einem entsprechenden umlaufenden scheibenförmigen oder radförmigen Teil oder bei Werkzeugmaschinen anwenden, welche eine Schleifscheibe oder ein Schleif- oder Polierband, aufweisen.

Bei derartigen Maschinen ist es wünschenswert, das Gewicht der umlaufenden Teile auszugleichen, um eine höchst wirkungsvolle und störungsfreie Arbeit vom Beginn der Be-

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nutzung an und während der ganzen Benutzungsdauer zu.gewährleisten. Die Erfindung läßt sich auch in vielen Fällen zur Korrektur anwenden, und -zwar bei Feinbearbeitungswerkzeugen mit relativ weicher Konstitution, welche also eineiefaohen Abnutzung während der Benutzungsdauer unterliegen, was zu einer Störung des zentrii/ugalen C-leichgewichts des radförmigen Werkzeuges fahren kann. Eine solche Störung tritt allgemein dort auf, wo die normale Reibungsabnutzung des scheibenförmigen Bearbeitungsmaterials, das selbst nicht notwendigerweise bei rein drehmäßigem Angriff gleichförmig verteilt, ist, ungleichmäßig erfolgt, insbesondere, wenn sich das Werkstück axial gegenüber der Oberfläche des Bearbeitungsmaterials relativ bewegt·.

Es sind in der Vergangenheit Versuche gemacht worden und werden noch gemacht, iim bei neuen oder in Gebrauch befindlichen leinbearbeitungsaus/rüstungenin groben Zügen einen Ausgleich der Zentrifugalkräfte zu erreichen. So ist es in der Praxis häufig der lall, daß man versucht, Schwabbei- oder Schleifräder oder dgl., welche schon von der Herstellung häufig keinen genauen Ausgleich aufweisen, in den lallen, in denen eine Einheit mehrere axial nebeneinander angeordnete gleiche Werkzeugteile umfaßt, eine Auswtichtung zu erzielen, indem man die verschiedenen Ceile gegeneinander winkelförmig verdreht, um die Auswuchtfehler des einen Teils gegenüber den Auswuchtfehlern des

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anderen Teils auszugleichen. Für gewöhnlich läßt sich ein vollständiger Ausgleich hierdurch jedoch nicht erreichen. Es kommt weiter hinzu, daß diese Möglichkeit nicht besteht in den Fällen, indem nur ein einziges axial ausgedehntes Feinbearbeittmgselement vorgesehen ist. Dies gilt auch für den Fall, daß ein durch -ein Rad oder eine Walze abgestützes Schleif- oder Polierband als Werkzeug vorgesehen ist, in welchen Fällen ebenfalls ein genauer Ausgleich wünschenswert ist. Andere Werkzeuge sind von der Herstellung her nicht ausgewuchtet und lassen sich ebenfalls nicht mit dieser bekannten Methode auswuchten.

Das Problem tritt auch in den Fällen auf, in denen eine ungenaue oder ungleichmäßige Sprühaufbringung einer Bearbeitungsmasse auf ein Rad oder ein Radelement zu einem Verlust der ursprünglichen Auswuchtung und zum Schlagen des Rades führt. In solchen Fällen ist normalerweise ein vollständiges Abziehen bzw. Neubeschichten des Radesjfiotwendig.

Eine andere Korrekturmethode besteht darin, ein oder mehrere Löcher in die Radnabe einzubohren, um das Gewicht örtlich zu verringern und damit eine Unwucht des Rades auszugleichen. Aber selbst wenn dieses Verfahren zu einem zeitweiligen Ausgleich führt, kann die Benutzung des Rades sehr schnell wieder zu einer Unwucht des Rades führen.

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Es ist Aufgabe der Erfindung,e|ne einfache aber wirkungsvolle Anordnung zu schaffen, mit der in. den genannten Fällen gewährleistet wird, daß eine Unwucht nicht auftreten kann bzw. nach ihrem Auftreten auf einfache Weise wieder zu beseitigen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine um die Drehachse konvex gekrümmte Führungsbahn zur feststellbaren Aufnahme wenigstens eines in der Bahn verschiebbaren Ausgleichsgewichtes vorgesehen ist.

Zweckmäßigerweise umfaßt die neue Anordnung zwei identische und damit umkehrbare oder austauschbare- Halteringe oder Kragen von kreisförmiger Umrißgestalt, zwischen denen eine Reihe von Schwabbel- oder Äierseheiben oder andere Werkzeuge in axialer Weise eingeklemmt werden, wobei wenigstens einer der Kragen- in axialem Eingriff mit einer entsprechenden festen Schulter oder dgl. Anschlaganordnung einer Antriebswelle steht. Der andere Kragen wird dabei im Xlemmeingriff mit der gegenüberliegenden Seite der Werkzeugeinheit gehalten, beispielsweise mittels Muttern, die atif einen Abschnitt von vermindertem- Querschnitt der Antriebswelle aufgeschraubt sind. Dabei soll nach Möglichkeit jeder dieser Kragen ein mehr oder weniger in Umfangsrichtung einstellbares Ausgleichsgewicht aufweisen, welches in einer in Umfangsrichtung verlaufenden, axial nach außen weisen-

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den Hut von zweclmäßigerweise sohwalbenschwanzförmigem Querschnitt -auf der freiliegenden Stirnseite des Kragens geführt ist. Jedes Ausgleichsgewicht kann nach seiner gewünschten Einstellung durch eine'Feststellschraube in der eingestellten Stellung festgeklemmt werden.

l/enn man davon ausgeht, daß beispielsweise das Werkzeugrad zur Feinbearbeitung in einem typischen Falle aus einem Stapel von axial nebeneinander liegenden, relativ weichen Polierscheiben besteht, so kann sehr leicht ein Ungleichgewicht durch ungleichmäßige Abnutzung auftreten. Hierbei ist es aufgrund der neuen Ausfürhung lediglich erforderlich, die Anordnung kurz anzuhalten, um der Bedienungsperson die Verschiebung eines oder mehrerer der Gewichte am ICragen zu ermöglichen, und zwar entweder durch Ausgleichsgewichte auf einer oder beiden Seiten des Rades. Anschließend können die verstellten Ausgleichsgewichte wieder in der neuen Stellung durch Anziehen von Feststellschrauben festgeklemmt werden. Die gleiche Anordnung und das gleiche Verfahren können auch bei neuen Werkzeugrädern angewendet v/erden.

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Bei dieser Anordnung wird nur die Unwucht in Bezug auf die unausgeglichenen radialen Kräfte kompensiert. Durch die Einstellung entsprechender Ausgleichsgewichte unabhängig voneinander auf entgegengesetzten Seiten

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eier Werkzeugeinheit kann die Last auch in axialem Sinne vollständig ausgeglichen werden, ohne daß die Zentrifugalkräfte gegenüber einer unter 90° zur Drehachse verlaufenden Ebene heraus verschoben werden.

Die gleiche Anordnung kann statt bei einer Polierscheibe selbstverständlich auch bei einer Schleifscheibe oder anderen zur Fertigbearbeitung dienenden Werkzeugrädern oder Scheiben angewendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausfiihrungsbeispiel näher erläutert.

Pig. 1 ist ein Schnitt durch die neue Anordnung in einer zur Drehachse parallelen Ebene entlang der Schnittlinie I-I der Pig. 2.

Pig. 2 ist eine Stirnansicht teilweise geschnitten der Anordnung nach Fig. 1, wobei der Schnitt entlang der Schnittlinie II-II geführt ist. =

Die Anordnung gem. der Erfindung ist mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Sie umfaßt eine Antriebswelle 12, die einen an den vollen Durchmesser 13 anschließenden Abschnitt 14 von vermindertem Durchmesser aufweist, der zur Montage des Werkzeugrades dient und in Pig. I an seinem rechtsseitigen Ende ein Gewinde 15 aufweist. Die Welle kann sich in einem

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weiter verminderten Abschnitt 16 fortsetzen. Die Wellenabschnitte 13 und 16 können in nicht dargestellten entsprechenden lagern abgestützt sein.

Ein üblicher Stapel von Polierscheiben 13 aus Gewebe ist zwischen zwei identischen, jedoch entgegengesetzt orientierten Haltekragen 20 und 21 eingeklemmt, von denen der linksseitige Kragen 20 den Wellenabschnitt 14 von vermindertem Durchmesser mit ausreichendem radialem Spiel umgibt und mit seinem inneren !Peil axial gegen eine Anschlagschulter 23 anliegt, die an der Übergangsstelle zwischen den Abschnitten 13 und 14- der Welle gebildet ist. In diesem Zusammenhang wird deutlich, daß, wie oben angedeutet, die Anordnung 10 des Werkzeugrades im dargestellten Beispiel von außerordentlich einfacher Ausführungsform ist. Es können verschiedene Anschläge oder andere Anordnungen vorgesehen sein, die anstelle der gezeigten Ausführungsform den gleichen Zweck erfüllen. "

Der rechtsseitige Kragen 21 dient als Klemmkragen für den Stapel' von Werkzeugscheiben 18. Auch dieser Kragen umgibt den eingeschnürten Wellenabschnitt 14 mit ausreichendem radialem Spiel wieder Kragen 20. Er ist jedoch gegenüber diesem um 180° gedreht. Jeder Kragen 20 und 21 vreist zwei sich diametral gegenüberliegende Keilnuten 25 auf. Der Wellenabschnitt 14 weist sich diametral gegenüberliegende

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Keilnuten 26 auf, wobei langgestreckte Keile 27 in die radial in Fluchtung liegende Keilnuten 25 und 26 eingeschoben sind, um die Kragen 20 und 21 und die zwischen diesen eingeklemmten Werkzeugscheiben 18 antriebsmäßig mit der Antriebswelle 12 zu verbinden. Der Kragen 21 ist im dargestellten Beispiel in typischer Weise in Antriebsyerbindung mit Hilfe einer Mutter 28- verbunden, die fest auf dem Gewindeabschnitt 15 unter Zwischenschaltung einer entsprechenden Zwischenscheibe festgeschraubt ist. Jeder Kragen 20,21 ist auf seiner axial außenliegenden' Stirnfläche und sehr nahe dem äußeren Umfangsrand mit einer im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen oder kegelstumpfförmigen, in Draufsicht kreisförmigen Nut 30 versehen, die koaxial zur Achse der Welle angeordnet ist. Diese Nuten bilden eine gekrümmte Führungsbahn für nachfolgend beschriebene Ausgleichsgewichte. Die Nuten weisen einen gleichförmigen Querschnitt über nahezu volle 360 ihrer umfänglichen Ausdehnung auf. Sie öffnen sich axial nach außen zwischen den radial innenliegenden und außenliegenden schrägen Längslcanten 31 und 32 und werden durch eine über 360° verlaufende Bodenfläche 33 begrenzt. Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Längslcanten 31 »32 jeder Nut 30 in einem schmalen Umfangsbereich durch radiale Ausnehmungen 34 und 35 unterbrochen. Diese Ausnehmungen bilden Teile einer allgemein schlüssellochartigen Ausneh-

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mung in der Hut 30, welche in strichpunktierten Linien' in Fig. 2 angedeutet und mit 36 bezeichnet ist. Der Zweck dieser Ausnehmungen wird weiter unten beschrieben.

Jede !Tut 30 ist geeignet, gleitend ein oder mehrere einstellbare Ausgleichsgewichte 37 oder 38 aufzunehmen, von denen in dem Ausführungsbeispiel drei wiedergegeben sind. Diese dienen zur vollständigen Auswuchtung der Anordnung 10 und sind etwa unter 120 - Winkelabständen voneinander angeordnet, wobei die genauen Winkelabstände abhängig sind von dem Gewichtsausgleich. Diese Ausgleichsgewichte sind durch die Öffnungen 36 in die Nut 30 eingeführt, Jedes der Gewichte weist eine im allgemeinen keilförmige oder kegelstumpfförmige Umrißgestalt an dem freiliegenden relativ massiven Abschnitt 39 auf, in welchem der Hauptteil der iiasse konzentriert ist. Jedes Ausgleichsgewicht 37,38 weist einen integralen Kihrungsabschnitt 41 von ähnlicher'Gestalt auf, dessen Querschnitt schwalbensohwanzförmig ausgebildet ist, um mit seinen geneigten radialen Kanten in der entsprechenden schwalbenschwanzförmigen Hut 30 aufgenommen zu werden. Die Umfangsbreite des Abschnittes 41 ist geringfügig kleiner als die Umfangsbreite der Binsetzöffnung 36, damit die Ausgleichsgewichte leicht in die Hut nach Wunsch eingesetzt oder aus dieser entfernt werden können.

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* Jedes Ausgleichsgewicht 37,38 weist eine mit Gewinde -versehene Bohrung durch ihre radiale Mitte auf, um eine kleine Feststellschraube 42 aufzunehmen, welche in festem Eingriff mit dem Boden 33 der Nut 30 gebracht werden kann, um das zugehörige Ausgleichsgewicht in der eingestellten Stellung festzulegen. "Sollte der unwahrscheinliche Fall eintreten, daß eine dieser Einstellschrauben lose wird, erfolgt eine weitere Sicherung gegen Abfliegen des Ausgleichsgewichtes ^ "■ mit Hilfe einer weiteren Feststellschraube 43 mit gerändeltem Kopfe, die fest in ein Gewindeloch 44 in der Bodenfläche 33 der Nut 30 eingeschraubt ist, und zwar in der Mitte der Einsetzöffnung 36". Wenn hierbei also ein Ausgleichsgewicht lose wird, verhindert die Schraube 43 das Herausfallen des Ausgleichsgewichtes aus der Hut 30 solange, bis die Einheit 10 zum Stillstand gebracht und das G-ewicht neu eingestellt und festgelegt ist.

Fig. 2 zeigt die ausbalancierte Anordnung mit drei Ausgleichsgewichten 37, 38, die in den ausgezogen dargestellten Stellungen angeordnet sind. Die Gewichte sind weiterhin in gestrichelten Linien in einer typischen Stellung gezeigt, in die sie zum Einstellen verschoben und festgeklemmt werden können, um eine durch Abnutzung od. dgl. des Werkzeuges entstehende Unwuqht auszugleichen. Selbstverständlich können die gegenseitigen Abstände einiger oder aller Gewichte 37,38 nach Wunsch geändert werden, falls dies notwendig ist, so

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daß sie nicht uiibedingt in Abständen von nahezu 120° von-Giiirmdor angeordnet werden müssen.

Aufgrund der einfachen Ausführungen wird es unnötig, daß die Bedienungsperson, wie in der Vergangenheit den Verlust des Gcwichtsausgleiches dadurch rückgängig nacht, daß aie relativ grobe Umstellungen vornimmt, wie sie eingiiiigo beschrieben wurden. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß ein Verlust eines genauen G-ewichtsausgleiches, insbesondere bei Schleifscheiben aus relativ härterem, festen Iiatericl, gleich su einer vollständigen Zerstörung der ganzen V/orkaeuganordnung führen kann. Hit Hilfe der Anordnung gev.i".ß der Erfindung braucht die Bedienungsperson lediglich nach kurzen Anhalten der Anordnung und unter Verwendung eines einfachen Werkzeuges den erforderlichen Gewichtsausgleich vorzunehmen.

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Claims (7)

1. Pat entans prüch e

   1») Umlaufender, scheiben- oder radförmiger Teil, insbesondere Werkzeug einer Maschine zum Fertig- oder Feinbearbeiten von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß eine um. die 3Drehachse konvex gekrümmte Führungsbahn (30)zur feststellbaren Aufnahme wenigstens eines in der Bahn verschiebbaren Ausgleichsgewichtes (37, 38) vorgesehen ist.
2. 2. Scheiben- oder radförmiger !eil nach Anspruch 1, dadurch ge'kennzeic hn e t , daß die Führungsbahn (30)zur Drehachse konzentrisch angeordnet ist.
3. 3. Scheiben- oder radförmiger Teil nach Anspruch 2, dad u r c h ge ken η ζ e i c h η e t, daß die Führungsbahn (30)auf einer freiliegenden Oberfläche eines mit-umlaufenden D?eils (20,21) vorgesehen ist.
4. 4. Scheiben- oder radförmiger Teil nach Anspruch 1-3, dadurch g ek e η η ζ e i c h η e t, daß zwei

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   mit-umlaufende scheibenförmige Teile (20,21) vorgesehen sind, die jeweils Führungsbahnen (30,30) auf den "beiden Stirnseiten des Werkzeugrades (18) darbieten und das Werkzeugrad zwischen sich einklemmen.
5. 5. Scheiben- oder radförmiger T_eil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsbahn (.30) eine in die außenliegende Stirnfläche eines mit-umlaufenden Teils (20,21) eingearbeitete Hut ist. ·
6. 6. Scheiben- oder radförmiger Teil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mut (30) einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist und jedes Ausgleichsgewicht (37_}38) einen in die Nut eingreifenden Abschnitt von schwalbenschwanzförmigem Querschnitt aufweist.
7. 7. Scheiben- oder radförmiger Teil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ausgleichsgewicht (37,38) eine Feststellschraube (42) aufweist.

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   3, Scheiben- oder radförmiger Teil nach Anspruch 5 "bis 7, dadurch gekennzeichnet,

   daß jede Hut einen Ausschnitt (35?36) zum Einsetzen eines Ausgleichsgewichtes aufweist.

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