DE2804471B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifscheibenabrichtvorrichtung mit einem Gehäuse, einem eine Diamantspitze tragenden Schaft, einer in dem Gehäuse vorgesehene Kühlmittelkammer, in die der Schaft hineinragt, wobei die Kühlmiuelkammer von einem durch eine Kühlmitteleinlaßleitung zugeführten und mindestens einer Kühlmitteiauslaßöffnung abgeführten Kühlmittel durchströmt wird (vgl. DE-PS 10 74 440).

Diese bekannte Vorrichtung geht davon aus, daß es wünschenswert ist, eine auspichende Kühlmittelmenge unmittelbar zur Diamantabrichtspitze za liefern und sieht damit ein »nasses« Abrichten vor. Der die Diamantspitze tragende Schaft ist in einer offenen ringförmigen Kammer angeordnet, so daß das Kühlmittel den Schaft allseitig umspült und in ausreichender Menge auch zur Diamantabrichtspitze gelangt. Das Kühlmittel wird hierbei über eine Leitung der Kammer zugeführt und fließt nach außen in die Umgebung ab.

Das Kühlen der Diamantabrichtspitze ist erforderlich, weil beim Abrichten die Diamantspitze übermäßig erwärmt werden kann, was ein Zerbrechen des Diamanten zur Folge haben kann.

Manche Bearbeitungsvorgänge erfordern aber ein »Trockenschleifen«, insbesondere wenn das Werkstück während des Abrichtens sichtbar sein muß. In diesen Fällen muß also das Abrichten ohne Kühlmittel durchgeführt werden, und es müssen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, daß genügend Zeit während des Abrichtvorganges verstreicht, um zu ermöglichen, daß der Diamant abgekühlt wird.

Bei einem bekannten Damantwerkzeug werden aus einem Gehäuse herausragende Kühlrippen an dem Werkzeugschaft verwendet, um eine Kühlung des Werkzeuges zu unterstützen. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung werden querdurch den sich von dem Werkzeughalter erstreckenden Werkzeugschaft gebohrte Löcher verwendet, wobei erwartet wird, daß ein auf den Diamantkontaktpunkt auftreffender, externer Kühlmittelstrahl teilweise durch die quergebohrten Löcher geleitet wird und die Kühlung unterstützt Diese letztere bekannte Vorrichtung ist bei Durchführung eines trockenen Schleifvorganges sehr viel weniger s effektiv als bei einem nassen Schleifen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schleifscheibenabrichtvorrichtung der oben angegebenen Art so auszugestalten, daß bei einem trockenen Abrichten eine ausreichende Kühlung der Diamantspitze gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Durch die vorliegende Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht daß die Hitze vor der Abrichtzone durch den Diamant und den diesen tragenden Schaft hindurch zu einer in einem Abrichtspitzenhalter befindlichen Kühlmittelkammer, in der ein geschlossener Kühlmittelkreislauf umgewälzt wird, abgeführt wird. Es ist klar, daß auch bei einem nassen Schleifen die vorliegende Schleifscheibenabrichtvorrichtung wirksam eingesetzt werden kann.

Bei der durch die Erfindung vorgeschlagenen Lösung wird ein geschlossenes Kühlmittelsystem vorgesehen, bei dem das Kühlmittel über Leitungen zu der Kühlmittelkammer hin und von ihr abgeführt wird. Das Kühlmittel kann hierbei nicht in die Umgebung austreten und kommt damit auch nicht in Berührung mit der Diamantspitze oder der abzurichtenden Schleifscheibe. Weiterhin ist dafür Sorge getragen, daß der die Diamantspitze tragende Schaft aus einem Material besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit wesentlich größer ist als die von Stahl.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schleifmaschine, die eine Einzelpunkt-Diamantabrichtspitze zur Bearbeitung einer Schleifscheibe verwendet;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Schleifscheibenabrichtvorrichtung nach Fig. 1;und

F i g. 3 einen Schnitt durch die Schleifscheibenabrichtvorrichtung von F i g. 1 entlang der Linie 4-4 in F i g. 3.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fi g. 1 wird dort eine Schleifmaschine 10 mit einem Spindelkopf 11 gezeigt, der eine Schleifscheibe 12 trägt und bei der weiterhin ein Abrichtmechanismus 13 an dem Spindelkopf Π

so angebracht ist.

Der Abrichtmechanismus 13 besitzt einen Werkzeugschlitten 14 und einen stangenförmigen Diamanthalter 15, der gegenüber der Schleifscheibe 12 beweglich ist und bei dem der Diamanthalter 15 eine wärmeleitende Schleifscheibenabrichteinheit 16 trägt, die eine Einzelkorn-Diamantabrichtspitze 17 aufweist. Die Abrichtspitze 17 wird über die Schleifscheibe 12 hinweg vorgeschoben, um die Schleifscheibenoberfläche 18 in vorbestimmten Zeitintervallen zu bearbeiten oder »abzurichten«.

An dieser Stelle sollte bemerkt werden, daß die thermische Leitfähigkeit »k« (J pro cm pro sec pro Grad C) eine wesentliche Rolle spielt. Diese thermische Leitfähigkeit von Diamant kj liegt ungefähr bei 5,52 während die von Stahl k_s ungefähr bei 0,46 liegt. Hieraus ist ersichtlich, daß die relativ niedrige Leitfähigkeit von Stahl bei dem Schaft 28 dazu neigt, als Sperre zu wirken, wodurch ein Wärmeabfluß durch die DiamantsDitze 26

hindurch behindert wird und wodurch die Hitze in der Abrichtzone 35 aufgestaut wird. Hieraus ist ersichtlich, daß bei einem trockenen Schleifvorgang die Möglichkeit einer Überhitzung und Zerstörung des Diamanten 27 gegeben ist

Fig.2 zeigt eine wärmeleitende Schleifscheibenabrichteinheit 16, die mittels Schrauben 36 an eine geeignete Diamanthalterung 15 befestigt ist, wobei die Abrichteinheit 16 ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 37 aufweist, das eine zylindrische konzentrisehe Kühlmittelkammer 38 besitzt, die von einem Seitenteil 39 des Gehäuses 37 begrenzt ist. Durch das Seitenteil 39 hindurch ist eine Ausbohrung 40 vorgesehen. Ein Fsstsitzdurchmesser 41 eines die Diamantspitze tragenden Schaftes 42 ist in der Ausbohrung 40 angeordnet und der Schaft 42 ist mittels einer querverlaufenden Kopfschraube 43 in der Ausbohrung 40 befestigt, wobei die Schraube 43 in das Seitenteil 39 einschraubbar ist Am hinteren Ende 45 des Gehäuses 37 ist eine Tragplatte 44 angeordnet, die einen Gleitpassungsdurchmesser 46 aufweist, der in einer Führungsausbohrung 47 in dem Gehäuse 37 angeordnet ist. Um den Durchmesser 46 herum ist ein Dichtring 48 vorgesehen. Die Tragplatte 44 besitzt eine durch sie hindurchgehende Schaftbohrung 49, die konzentrisch zur Gehäusebohrung 40 liegt, um ein hinteres Ende 50 des Schaftes 42 zu tragen. Ein Turbulenzring 51 ist Bestandteil der Tragplatte 44 und erstreckt sich in die Kühlmittelkammer 38 hinein, um das Kühlmittel abzulenken, wobei der Ring 51 aus einer zylindrischen, dünnwandigen Konstruktion mit quer durch eine Wand 53 gebohrten Löchern 52 besteht. Ein nicht abgestütztes Teil 55 des Schaftes 42 zwischen dem Gehäuseplattenteil 39 und der hinteren Tragplatte 44 besitzt längsverlaufende Vertiefungen 55, die dazu vorgesehen sind, eine Turbulenz des Kühlmittels zu induzieren und die Oberfläche des Schaftes 42 zu vergrößern. In dem Gehäuse 37 sind Einlaß- und Auslaßöffnungen 56 und 57 mit geeigneten Leitungsverbindungen 58 und 59 vorgesehen, so daß ein Kühlmittel mit relativ niedriger Temperatur in die Gehäuscausnehmung 38 eingeleitet und durch die Auslaßöffnung 57 abgeführt werden kann. Wenn das Kühlmittel durch den Turbulenzring 51 hindurch und um ihn herum und um den Schaft 42 geleitet wird, wird es einer Turbulenz bzw. Verwirbelung unterworfen, wodurch die Effizienz der Wärmeübertragung von dem Schaft 42 zu dem Kühlmittel vergrößert wird.

Da der Diamant 60 eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit von kd = 5,52 besitzt, ist es in der Praxis wünschenswert, den Spitzenschaft 42 eng mit einem ähnlich hochleitfähigen Material, wie z. B. Kupfer oder einer Kupferlegierung, zu verbinden. (Hierbei ist Metail wegen seiner strukturellen Eigenschaften und Festigkeit vorzuziehen.) Wird z. B. Kupfer, das eine Leitfähigkeit von Ar₀—1,73 besitzt, verwendet, so wird dies dazu führen, daß die Diamantspitze 17 als einheitlicher Wärmeleiter wirkt Wie oben erwähnt, stellt die Abrichtzone 35 einen Punkt mit relativ hoher Temperatur dar und wenn ein Kühlmittel mit relativ niedriger Temperatur innerhalb der Kühlmittelkammer 38 zu der hochleitfähigen Spitze 17 geführt wird, so wird die Wärme dazu neigen, von der Hochtemperatur-Abrichtzone 35 zu dem Niedrigtemperatur-Kühlmittel zu gelangen und folglich durch die Spitze 17 hindurch und von dem Diamanten 60 weg geleitet zu werden.

Auf diese Weise ist daher eine hochwirksame und zuverlässige Vorrichtung zur Kühlung des Diamanien 60 in der Abrichtzone 35 angegeben, die gleichermaßen sowohl für trockene Schleifvorgänge als auch Naßschleifvorgänge gut geeignet ist Weiterhin ist ersichtlich, daß das Kühlmittel wahlweise über externe Austrittsmittel 61 der Abrichtzone 35 zugeführt werden kann, um die Wärmeabfuhr zu unterstützen, wenn Naßschleifvorgänge durchgeführt werden.

Der in F i g. 3 dargestellte Abschnitt zeigt weiterhin in einem Querschnitt das Abrichtgehäuse 37 mit seinen Einlaß- und Auslaßöffnungen 56 und 57, die konzentrische Kühlmittelkammer 38, den Turbulenzring 51 und den Schaft 42 mit seinen turbulenzerzeugenden Rillen bzw. Vertiefungen 55.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   J. Schleifscheibenabrichtvorrichtung mit einem Gehäuse, einem eine Diamantspitze tragenden Schaft, einer in dem Gehäuse vorgesehenen Kühlmittelkammer, in die der Schaft hineinragt, wobei die Kühlmittelkammer von einem durch eine Kühlmitteleinlaßleitung zugeführten und mindestens einer Kühlmittelauslaßöffnung abgeführten Kühlmittel durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kühlmitteiauslaßöffnung (57) eine Auslaßleitung (59) angeschlossen ist, und daß der Schaft (42) aus einem Material besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit wesentlich größer ist als die von Stahl.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (42) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlmittelkammer (38) zusätzlich turbulenzerzeugende Einrichtungen (51, 55) vorgesehen sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die turbulenzerzeugenden Einrichtungen Prallplatten (51) und Schaftvertiefungen (55) sind.