DE1947868A1

DE1947868A1 - Schleifmaschine

Info

Publication number: DE1947868A1
Application number: DE19691947868
Authority: DE
Inventors: Hohler Frederick Andrew; Uhtenwoldt Herbert Rudolph; Knorring Richard Thomas
Original assignee: Heald Machine Co
Current assignee: Heald Machine Co
Priority date: 1968-09-27
Filing date: 1969-09-22
Publication date: 1970-04-02
Also published as: US3593463A; SE367938B; FR2019020A1; CH517559A; GB1278706A

Description

ihe Heald Machine Co., Worcester, Mass,/USA Titel: Schleifmaschine

Die hier vorliegende Patentschrift befaßt sich mit einer Schleifmaschine, Sie befaßt sich insbesondere aber mit einer Vorrichtung, welche unter Anwendung des Schleifverfahrens eine Drehfläche erzeugt, wobei deren Zustellbewegung mit gesteuerter und geregelter Kraft durch einen hydraulischen Zylinder bewerkstelligt wird, die Zustellbewegung mit gesteuerter und geregelter Geschwindigkeit hingegen durch eine Schraubenspindel mit Motorantrieb.

Bei der Konstruktion und beim Betrieb von Schleifmaschinen, insbesondere von Innenschleifmaschinen, war es, um die Schleifscheibe in deren Arbeitsposition zu fahren, bisher üblich, daß zwei Ausführungen des Quervorschubes vorgesehen wurden. Eine dieser Vorschubausführungen, der Vorschub oder die Zustellbewegung "mit gesteuerter und geregelter Geschwindigkeit", arbeitet mit einer aus einer Schraubenspindel und einer Führungsmutter bestehenden Konstruktion, durch welche die Relativbewegung zwischen der Werkzeughalterung und der Werkstückhalterung mit einer gesteuerten und geregelten Geschwindigkeit bewerkstelligt wird, wobei sich die zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück vorhandene Kraft in entsprechender Weise verändert. Die zweite Methode, der Vorschub oder die Zustellbewegung "mit gesteuerter und geregelter Kraft", arbeitet mit einem hydraulischen Zylinder so, daß die zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück vorhandene Kraft durch den Flüssigkeitsdruck im Zylinder bestimmt wird, daß sich aber die Geschwindigkeit der Zustellbewegung zwischen Werkzeughalterung und Werkstückhalterung verändert.

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Einige Maschinen sind derart ausgelegt und gebaut, daß sie beide Arten der Zustellbewegung in sich vereinigen und somit in der Lage sind, das Werkstück entweder nach dem Verfahren der gesteuerten und geregelten Kraft zu schleifen oder nach dem Verfahren der gesteuerten und geregelten Geschwindigkeit oder unter Anwendung der kombinierten besten Eigenschaften dieser beiden Verfahren. Ein für die kombinierte Zustellbewegung typischer Arbeitsablauf arbeitet zur Herbeiführung der Werkstückform im Rohschleifverfahren unter Bedingungen der^x gesteuerten und geregelten Kraft, nach diesem Vorgang wird dann die Schleifscheibe aus dem Werkstück entfernt und einem Abziehvorgang unterworfen, und dann nach dem Einsetzen wird der Fertigschleifvorgang unter Anwendung des mit gesteuerter und geregelter Geschwindigkeit arbeitenden Vorschubes durchgeführt,

Vor kurzem ist festgestellt worden, daß der Arbeitsablauf, in welchem mit gesteuerter und geregelter Geschwindigkeit gearbeitet wird, dadurch günstig zu bewerkstelligen ist, daß die Schraubenspindel mittels eines Schrittschaltmotors angetrieben wird. Ein solcher Schrittschaltmotor arbeitet derart, daß er bei Aufschalten eines einzelnen elektrischen Impulses eine schrittweise und kleine Teilumdrehung herbeiführt. In Kombination mit geeigneten elektronischen Steuervorrichtungen oder Regelungsvorrichtung kann dieser Schrittschaltmotor die Antriebsspindel in jeder Richtung in Umdrehung versetzen^ und zwar in genau vorherbestimmbaren Anteilen. Bei den vorhandenen elektronischen Systemen hat es sich jedoch herausgestellt, daß Impulse nur in der Größenordnung von 200 Impulsen in der Sekunde erzeugt werden können. Soll eine "kombinierte" Maschine in Situationen Verwendung finden, in denen für lange Schleifabläufe das Verfahren der gesteuerten und geregelten Geschwindigkeit auch für den Rohschleifanteil

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des Arbeitsablaufes eingesetzt wird oder werden soll, dann nimmt das zum Zwecke des Abziehens erforderliche Zurückfahren der Schleifscheibe, desgleichen auch das Zurückfahren der Schleifscheibe nach dem Schleifen des Werkstückes, zuviel Zeit in Anspruch, Das Problem ist dann besonders akut, wenn nach einem vollständigen Verschleißen der Schleifscheibe der Maschinenführer die Maschine in die Position "Neue Schleifscheibe" weiterfahren möchte. Damit aber, um es mit anderen Worten zu sagen, ist keine der bisher üblichen Maschine in der Lage mit gesteuerter und geregelter Kraft in Kombination mit kurzzeitigen (oder mit langzeitigen) nach dem gesteuerten und geregelten Prinzip der Geschwindigkeit zu arbeiten; dies ist insbesondere dann der Fall, wenn während des Fertigschleifens die gesteuerte und geregelte Zustellgeschwindigkeit unter Verwendung von Schrittschaltmotoren, welche durch zählbare Impulse gesteuert und geregelt werden, herbeigeführt wird.

Diese und andere bei den Maschinen der bisherigen Ausführungen aufgekommenen Schwierigkeiten und Probleme werden im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung in einer völlig neuartigen VJeise vermieden.

Die hier vorliegende Erfindung zielt deshalb in der Hauptsache darauf ab, eine Schleifmaschine zu schaffen, welche in der Lage ist, mit kraftgeregelter Zustellbewegung, mit geschwindigkeitsgeregelter Zustellbewegung sowie auch mit einer Kombination dieser beiden Zustellbewegungsarten zu arbeiten.

Ein anderes Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schleifmaschine, welche mit zwei Vorrichtungen, diese miteinander verbunden, für die gesteuerte und geregelte geschwindiekeitsbezogene Zustellbewegung versehen ist, wobei eine für langhubige Zustellbewegungen dient, die andere aber für sehr genaue und kurzhubiqe Zustellbewegungen.

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Ein wiederum anderes Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schleifmaschine, welche in der Lage ist, kombinierte Arbeitsabläufe mit Schleifen nach dem kraftgesteuerten und kraftgeregelten Verfahren und nach dem geschwindigkeitsgesteuerten und geschwindigkeitsgeregelten Verfahren durchzuführen, ohne daß dabei lange Stillstandszeiten aufkommen. _t

Die hier vorliegende Erfindung zielt weiterhin darauf ab, eine Schleifmaschine für komplexe Schleifvorgänge zu schaffen, die in der Herstellung billig i9t, die in der Konstruktion einfach und robust ist, die in der Lage ist, bei einem Minimum an Wartung über eine lange Betriebszeit oder Lebensdauer hinweg zu arbeiten.

Ein wiederum anderes Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schleifmaschine, welche mit einer Vorrichtung versehen ist, die beim kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Schleifen als Dämpfer wirkt, beim geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwind!gkeitsgeregelten Schleifen aber als Regler.

Ein weiteres Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schleifmaschine, welche in der Lage ist, komplexe Schleifablaufe durchzuführen, welche aber relativ einfache und billige Antriebsvorrichtungen oder Betätigungsvorrichtungen dazu verwendet.

Ein* wiederum anderes Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schleifmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung für das kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Schleifen, mit einer hydraulischen Vorrichtung für das langhubige geschwindigkeitsgesteuerte oder geschwindigkeitsgeregelte Schleifen, welche mit einer elektrischen Vorrichtung für das- kurzhubige geschwindigkeitsgesteuerte oder geschwindigkeitsgeregelte Schleifen kombiniert ist.

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. Aus diesen und anderen Zielen und Eigenschaften kann der Fachmann erkennen, daß sich die hier vorliegende Erfindung aus einer Kombination der in der Spezifikation beschriebenen Teile zusammensetzt, für die mittels der Patentansprüche um Patentschutz nachgesucht wird.

Gegenstand der hier vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen eine Schleifmaschine mit einer Grundplatte, auf welcher jeweils die Schlitten für die Werkzeughalterung und für die Werkstückhalterung montiert sind. Zur Schleifmaschine gehören weiterhin eine Vorrichtung, welche zur Herbeiführung eines Quervorschubes zwischen den Schlitten jeweils einen dieser Schlitten mit der Grundplatte verbindet. Zu dieser Vorrichtung gehören ein erster Zylinder, ein zweiter Zylinder sowie ein schraubenspindelbetätigter Anschlag. Der erste Zylinder und der zweite Zylinder werden bei der kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Zustellbewegung wirksam. Der zweite Zylinder und die Anschlagvorrichtung arbeiten bei der kurzhubigen geschwindigkeitsgesteuerten und geschwindigkeitsgeregelten Zustellbewegung, während der erste Zylinder und der zweite Zylinder für die langhubige Zustellbewegung wiederum wirksam werden.

Zwischen den Enden des zweiten Zylinders ist, um es genauer zu beschreiben, eine Drosselschaltung geschaltet, deren Drosselöffnung für die kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Zustellbewegung sowie für die kurzhubige geschwindigkeitsgesteuerte und geschwindigkeitsgeregelte Zustellbewegung die Drosselöffnung möglichst klein gehalten wird. Vermittels einer Schraubspindelkonstruktion kann sich die Anschlagsvorrichtung im Hinblick auf die Grundplatte bewegen, dabei wird die Schraubspin-

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del in sehr genauen Schritten von einem Schrittschaltmotor angetrieben oder in Umdrehung versetzt. Ein vom Schlitten aus nach unten gerichtetes Teil hat den Kontakt mit der Anschlagsvorrichtung herzustellen. Der Schrittschaltmotor wirkt während eines jeden Schleifablaufes auf die Anschlagsvorrichtung ein, um den Anteil der Zustellbewegung, das Zurückziehen für das Abziehen und die Kompensation für das Abziehen zu bestimmen, desgleichen aber auch, um die Anschlagsvorrichtung neu für eine neue Schleifscheibe einzustellen.

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Diese und andere Ziele und Eigenschaften der hier vorliegenden Erfindung lassen sich am besten verstehen, wenn dazu die nachstehend gegebene Beschreibung und die dieser Patentanmeldung beiliegenden Zeichnungen zu Hilfe genommen werden. Im einzelnen ist:

Fig. 1. Die perspektivische Darstellung einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden Schleifmaschine .

Fig. 2 Die perspektivische Rückansicht der Maschine.

Fig. 3 Eine längs die Linie III-III von Fig. 4 gelegte Schnittdarstellung durch einen Teil der Maschine.

Fig. i» Die Draufsicht auf einen Teil der Maschine.

Fig. 5 Eine längs die Linie V-V von Fig. H gelegte Schnittdarstellung durch einen Teil der- Maschine.

Fig. 6 Ein Teil der zu der Maschine gehörenden Schalttafeln in vergrößerter Wiedergabe.

Fig. 7 Diagramme von Schleifvorgängen, welche unter Ver^un wendung dieser Maschine durchgeführt oder vorgenommen werden können.

Aus Fig. 1, welche die wesentlichen Merkmale der hier vorliegenden Erfindung am besten wiedergibt, ist zu erkennen, daß die mit der allgemeinen Hinweiszahl 10 gekennzeichnete Schleifmaschine sich aus einer Grundplatte 11 zusammensetzt, auf die dann der Schlitten für die Werkzeughalterung 12 montiert ist. Auf die vorerwähnte Grundplatte 11 ist auch der Schlitten

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für die Werkstückhalterung 13 montiert. Dieser Schlitten 13 hat die Werkstückhalterung If aufzunehmen, welche so ausgeführt ist, wie dies mit dem Patent Nr. 3.131.517 von Townsend und anderen unter Fig. 7 dargestellt und beschrieben worden ist, desgleichen auch mit der damit zusammenhängenden Patentanmeldung von Hohler und anderen, Patentanmeldung Nr. vom 1958 (HD-859 B). Ein Schaltschrank oder Steuerschrank 15 ist derart auf die Grundplatte 11 aufgesetzt, daß er die beiden Schlitten überragt. Auf dem Schlitten für die Werkzeughalterung ist die Werkzeughalterung 16 montiert, deren Spindel 18 samt der auf dem Spindelende sitzenden Schleifscheibe 19 von einem Motor 17 angetrieben wird. Der Schlitten 12 für die Werkzeughalterung ist derart auf der Grundplatte angeordnet, daß er längs der Achse der Spindel unter Einwirkung geeigneter Klauen 21, welche von reversierend den Ventilen 22 oder dergleichen in bekannter Weise angetrieben werden, verfahren werden kann. Der Schlitten 13 für die Werkstückhalterung ist derart montiert, daß er, wie noch später zu beschreiben sein wird, quer zur Spindelachse in gleitender Weise verfahren werden kann.

Fig. 2 zeigt die Rückseite der Maschine. Zu erkennen sind die Türen 23 und 2h, welche den Zugang zum Steuerschrank oder Schaltschrank 15 ermöglichen. Unter dem Schaltschrank oder Steuerschrank sind mehrere Ventile 25 und 26 angeordnet. Auf der Rückseite der Maschine befindet sich auch die Pumpe 27*für die Hydraulikflüssigkeit, welche oben auf einen Tank 28 montiert ist und von einem Motor 29 angetrieben wird.

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Aus Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 geht hervor, in welcher Weise der Werkstückhalter oder die Werkstückhalterung 13 montiert ist und wie diese für eine Zustellbewegung angetrieben und bewegt wird. Mit der Grundplatte 11 ist ein unteres Konstruktionselement 31 verschraubt, welches - aus Diskussionsgründen - auch als ein Teil der Grundplatte 11 angesehen wird. Vom unteren Konstruktionselement 31 aus sind die Schienen 32 und 33 nach oben geführt, während der Schlitten 13 mit einem Gleitelement 34 versehen ist, welches mit den Schienen 32 und 33 derart zusammenarbeitet, daß sich eine hydrostatische Gleitbahn ergibt, welche derart ausgeführt ist, wie dies in der damit zusammenhängenden Patentanmeldung von Uhtenwoldt, Patentanmeldung-Nr. vom 16. Mai 1968

(Hd-812) dargestellt und beschrieben worden ist. Es handelt sich dabei um ein selbstabgleichendes hydrostatisches Lager, welches gewährleistet, daß sich dann, wenn die auf den Schlitten 13 für die Werkstückhalterung wirkenden Kräfte größer oder schwächer werden - (und dies sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung), die Dicke des zwischen den Lagerflächen vorhandenen ölfilmes nicht verändert, und damit eine Bewegung in dieser Richtung nicht stattfinden kann.

Ein Block 35, dessen nach vorne gerichtete Welle 36 in einem Kugellager 37, welches in einen geeigneten Flansch des unteren Konstruktionselementes 31 eingesetzt ist, gleitend gelagert ist, kann sich quer zum unteren Konstruktionselement 31 gleitend bewegen. Auf seiner Rückseite besitzt dieser Block 35 zwei Flanschen 38 und 39, in welche jeweils die Kugellager 41 und 42 eingesetzt sind. Das Lager 41 nimmt eine Welle 43 auf, während eine ähnliche Welle 44 durch das Lager 42 geführt ist. Beide Wellen sind in geeigneten Flanschen, die mit dem Konstruktionselement 31 in Verbindung stehen, gela-

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gert. In den Block 35 ist eine nach oben gerichtete Aussparung 45 mit den einander gegenüberliegenden Vertikalflächen 46 und 47 eingearbeitet. Von der Fläche 46 aus erstreckt sich ein Kontaktglied 48, welches in der Welle 35 eine mit Gewinde versehene Einstellvorrichtung besitzt. Die Einstellung wird mittels eines Knopfes vorgenommen, der von der Vorderseite der Maschine aus zugänglich ist. Dieser Knopf 4 9 ist am besten aus Fig. 1 zu erkennen. Die Fläche 47 ist mit einem festen oder feststehenden Kontaktglied 51 versehen.

Auf der Rückseite des Blockes 3 5 ist eine Mutter 52 angeordnet, welche derart in eine Schraubenspindel 53 eingreift, daß sich eine aus Führungsmutter und Schraubenspindel zusammensetzende Konstruktion bekannter Art ergibt. Die Schraubenspindel ist in einem Rollenlager 54 gelagert, an ihrem äußeren Ende ist ein Zahnrad 55 aufgesetzt, welches in eine Schnecke 56 eingreift, die ihrerseits wiederum, wie dies aus Fig. 4 zu erkennen ist, von einem Schrittschaltmotor in Umdrehung versetzt wird,

Vom Schlitten 13 aus, genauer, vom Gleitelement 34 aus ist ein mit einer Platte 59 versehener Finger 5 8 nach unten geführt. Diese Platte, welche mit einem elektrischen Fühlelement oder einem elektrischen Meßelement 61 versehen ist, soll über das Kontaktglied 48 einen Kontakt herstellen. Auf der anderen Seite des Fingers 58, welche der Fläche 47 gegenüberliegt, befindet sich eine Kontaktplatte 62, in welche ein elektrisches Fühlelement oder-Meßelement "63 eingesetzt ist. Die Fühlelemente oder Meßelemente 61 und 63 zeigen sehr genau den Punkt an, an welchen die zugehörigen Kontaktplatten die Kontaktglieder berühren. Diese Tatsache wird dann auch auf die Steuerkreise oder die Steuerschaltung weitergegeben.

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Auf der Vorderseite der Grundplatte oder des unteren Konstruktionselementes 31 ist ein Zylinder 64 montiert, welcher an seinen Enden mit den öffnungen 6 5 und 66 versehen ist. Der Zylinder, in welchem der Kolben 67 geführt wird, besitzt eine relativ kleine Bohrung, Der Kolben 67, der an seinem freien Ende mit der Kolbenstange 68 verbunden ist, steht über diese Kolbenstange mit dem Schlitten 13 in Verbindung. Der zur Kolbenstange 68 gehörende Zwischenteil ist mit einem größeren Kolben 69 versehen, der in einem Zylinder 71 gleitet, welcher ebenfalls mit dem unteren Konstruktionselement 31 verschraubt ist. In die Enden des Zylinders 71 sind die öffnungen 7 2 und 73 eingearbeitet, welche auf eine Leitung 74 geführt · ist, in der sich eine verstellbare Drosselöffnung 75 befindet, die mittels eines Stellknopfes 76 eingestellt werden kann.

Wie aus Fig. 4 zu erkennen, ist der Schlitten 12 für die Werkzeughalterung zur Herbeiführung einer Längsbewegung mit einem Hydraulikzylinder 77 versehen und zur Längsoszillation mit der Schleifscheibe 19 im Werkstück während des Schleifvorganges mit einer Oszillationsvorrichtung 78,

Details der Schalttafel oder der Steuertafel werden mit Fig. wiedergegeben. Eine Meßlehrenvorrichtunt* 79 ist für den Fall vorgesehen, daß das Messen der Werkstücksbohrung und die Steuerung der Maschine·unter Verwendung einer in der Bohrung des Werkstückes befindlichen Heßlehre durchgeführt wird. Zur Meßlehrenvorrichtung 79 gehören eine Vorrichtung zur Einstellung der Meßlehren und Vorrichtungen zum Einstellen der verschiedensten zwischengeschalteten Steuerelemente und zur Einstellung der Fertigabmessung sowie Vorrichtungen, mit denen

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der Fortgang des Schleifvorganges angezeigt oder gemeldet wird. Zur Steuertafel oder Schalttafel gehören weiterhin die Meldelampen 81, welche durch Aufleuchten anzeigen, ob die Maschine Strom aufgeschaltet erhält, wann wegen des Beibehaltens des hydrostatischen Filmes der Tisch schwimmt, wann es Zeit ist, den ölfilter zu wechseln, wenn sich der Schlitten 12 für die Werkzeughalterung außerhalb des Werkstückes befindet und wenn sich dieser Schlitten 12 für die Werkzeughalterung im Werkstück befindet. Von den Meldelampen wird auch angezeigt, wann der Schlitten 13 für die Werkstückhai-, terung am Anschlag 51 anliegt, wann die erste Abmessung der Bohrung, die Zwischenabmessung, erreicht ist und wann die endgültige Abmessung der Bohrung erreicht ist. Die Meldelampen geben auch zu erkennen, wannder Abziehdiamant gedreht wird oder gedreht werden soll, wenn kein Werkstück in die Maschine eingespannt ist, wann das Werkzeug oder die Schleifscheibe über einen bestimmten Punkt hinaus verschlissen ist und nicht mehr gebraucht werden kann, wann bei der Maschine die Position einer neuen Schleifscheibe erreicht ist und wann die Schleifscheibe nach dem Abschluß eines neuen Schleifscheiben-Vorganges auf die Arbeitsabmessungen abgezogen worden ist. Die Abziehvorrichtung ist an dem Schlitten 13 für die Werkzeughalterung angebracht.

In die nächste Schalterreihe 83 gehören ein Einschaltknopf für den Hauptantrieb, ein Einschaltknopf zum Einschalten des Motors 17 der Werkzeughalterung, ein Einschaltknopf zum Einschalten des (hier nicht wiedergegebenen) Motors der Werkstückhalterung, ein Knopf zum EINSCHALTEN oder zum AUSSCHALTEN der Kühlmittelpumpe, ein Schalter zum Einschalten der Abziehvorrichtung und dies entweder für manuellen Betrieb oder für automatischen Betrieb, sowie ein Schalter, der anzeigt, ob sich der Quer-

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Schlitten im Zustand "AUTOMATIK", "AUS" oder "RÜCKSTELLUNG" befindet. Die nächste Schalterreihe 84 umfaßt einen Drucktaster zum Ausschalten des Hauptantriebes, einen Drucktaster zum Ausschalten des auf die Werkzeughalterung wirkenden Motors 17, ein Drucktaster zum Ausschalten des auf die Werkstückshalterung wirkenden Motors, ein Schalter mit zwei Schaltstellungen, mit dem die Oszillationsvorrichtung 78 entweder in die Schaltstellungen "EIN" oder "AUS" gebracht wird, ein mit drei Schaltstellungen arbeitender Schalter, mit welchem die Abziehvorrichtung 82 in die Schaltstellungen "AUF", "AB" oder "AUTOMATIK" geschaltet wird, sowie ein Schalter, welcher dazu Verwendung findet, daß der Querschlitten unter Anwendung manueller Steuerung entweder nach hinten oder nach vorne gefahren wird. Der zuletzt genannte Schalter ist dabei federzentriert, so daß er, wenn der Maschinenführer ihn nicht verwendet, sich in der Nullstellung befindet. In die nächste Schalterreihe 85 gehören ein Wahlschalter, mit dem eingestellt wird, ob die Maschine nach dem sogenannten "GAGEMATIC-System" (Meßlehrensystem) oder nach dem "SIZEMATIC-SYSTEM" (auf die Abmessung bezogenes System) arbeiten soll, oder sich in der Schaltstellung "AUS" befindet. In diese Schalterreihe ist auch ein Schalter einzubeziehen, mit dem ein Arbeitsvorgang eingestellt wird, bei dem das Abziehen entweder am Ende des Arbeitsvorganges stattfindet oder aber während einer Unterbrechung des SchleifVorganges. Schließlich befindet sich in der Reihe 85 noch ein Schalter zum Auswählen des auf eine Gegenposition bezogenen Schlittenzustandes, zum Auswählen einer Schleifposition oder einer automatischen Position. Dieser letztgenannte Schalter ist mit einer Feder versehen, welche sicherstellt, daß er in der Schaltstellung "Automatik" verbleibt, wenn er nicht von Hand in eine der beiden anderen Positionen geschaltet wird.

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Die Reihe 87 setzt sich zusammen aus einem Drucktaster, mit welchem der Tisch oder Schlitten zum Hereinfahren veranlaßt wird, desgleichen gehört in diese Reihe ein Schalter, welcher zuläßt, daß die Haschine ohne eingespanntes Werkstück arbeitet; dieser Schalter befindet sich entweder in der Schaltstellung "AUS" oder in der Schaltstellung "EIN". Der Reihe 87 sind weiterhin zuzurechnen ein Schalter, mittels dem die Meßlehre entweder in den Zustand "EINRICHTEN", in den Zustand "AUS" oder in den Zustand "AUTOMATIK" gebracht wird, sowie ein unter Federeinwirkung stehender Schalter, mit dem für den Diamantenwender die Schaltstellungen "AUTOMATIK", "AUS" oder "WENDEN" angewählt werden können.

Zur Reihe 86 gehören die folgenden Schalter: ein Wahlschalter, mit dem für den SchleifVorgang die Schaltstellungen "HAND", "AUS" oder "AUTOMATIK" eingeschaltet werden kann, ein auf die Verriegelung wirkender Schalter, welcher sich entweder in der Schaltstellung "AUS" oder in der Schaltstellung "EIN¹· befindet, ein Meßlehrenschalter, mit dem die Meßlehre entweder in die Schaltstellung "EINFACH", in die Schaltstellung "DOPPELT" oder in die Schaltstellung "AUS" gebracht werden kann, ein Schalter, mit dem die Abziehvorrichtung in den Zustand "AUS" oder in den Zustand "EIN" geschaltet werden kann, sowie ein Schalter, mit dem festgelegt wird, daß die Schleifkraft entweder "KLEIN", "GROSS" oder "AUTOMATISCH" ist und geregelt wird.

Zur unteren Schalterreihe 88 gehören ein Druckschalter zum Ausschalten des Tisches oder Schlittens, ein für das Einspannen der Werkstücke bestimmter Drucktaster sowie ein Not-Ausschalter. Die der Steuerung und Regelung des Schrittschaltmotors 57 zugeordnete Steuertafel oder Schalttafel 89 weist

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einen Belastungsmesser 89 sowie einen Zähler für das Abziehen auf, Zähler 92. Zur Reihe 93 gehören Einstellelemente zum Einstellen und Festlegen der auf den Motor zu schaltenden Impulszahl; eine dieser Einstellvorrichtungen wird für den Rohechleif-Anteil des SchleifVorganges eingestellt, eine andere Einstellvorrichtung wiederum für den Zwischenteil des Schleifvorganges sowie eine für die Feineinstellung des Vorschubes oder der Zustellbewegung, wobei darauf hingewiesen sei, daß je kleiner die Anzahl, desto langsamer auch die Zustellgeschwindigkeit, oder umgekehrt.

Mit der nächsten Reihe 94 kann der Anteil der Gesamtbewegung des Schlittens für die Werkzeughalterung während bestimmter Teile des SchleifVorganges, darin eingeschlossen auch die Grobkompensation nach dem Abziehen, einen Anteil Normalkompensation nach dem Abziehen, ein Anteil an der Rückzugsbewegung sowie ein Anteil der Rückzugsbewegung nach dem zweiten Abmaß, eingestellt werden.

Zu der nun folgenden Reihe 95 gehört ein Satz von Zeitschaltern mit einem Schalter zur zeitlichen Begrenzung des Schleifen s mit geringer Schleifkraft, mit einem Zeitschalter zur zeitlichen Begrenzung der Zeitdauer des rohen Ausfunkens, mit einem anderen Zeitschalter für die zeitliche Begrenzung der Zeitdauer des feinen Ausfunkens sowie mit einem Zeitschalter für die zeitliche Begrenzung der Zeitdauer, während der ein Werkstück nicht in die Maschine eingespannt ist. Schließlich befindet sich in dieser Reihe 95 eine Drehzahlsteuerung für einen Werkzeughalter, der dann Verwendung findet, wenn Käfige von Miniaturlagern und dergleichen oder Werkstücke mit kleinen Bohrungen geschliffen werden sollen.

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Zur letzten Schalttafel oder Steuertafel 96 gehören solche Schaltelemente und Anzeigevorrichtungen, welche sich mit dem Zustand der Schleifscheibe 19 befassen. Die in der oberen Reihe angeordneten Meldelampen zeigen an, wenn ein Grobabziehen stattfindet, zeigen die Schleifscheibenabmessung, zeigen an, wenn in der Maschine es zu einem Zurückfahren des Schlittens kommt. Mit den in der unteren Reihe angeordneten Ein- f Stellvorrichtungen lassen sich einstellen: der Anteil des Grobabziehens, das gesamte Abziehen bei einer neuen Schleifscheibe, der vor dem Wechse'l der Schleifscheibe zulässige Verschleiß einer Schleifscheibe, schließlich auch die Schleifscheibenabmessungen zu jedem gegebenen Zeitpunkt und im Vergleich zu dem zulässigen Gesamtverschleiß.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung läßt sich am besten im Zusammenhang mit einem Schleifvorgang oder Schleifablauf, der mit der Maschine vollzogen werden kann, verstehen. So wird mit Fig. 7 beispielsweise ein Vorgang wiedergegeben, in welchem der Abziehvorgang dann stattfindet, wenn ein neues Werkstück in die Werkstückhalterung eingespannt wird. Das ist dann der Punkt A, an welchem die Schleifscheibe 19 aus dem Werkstück entfernt worden ist, und der Schlitten 12 für die Werkzeughalterung sich in seiner am weitesten rechts gelegenen Position befindet. Zu Beginn des SchleifVorganges wird der Zylinder 77 derart mit Druck beaufschlagt, daß er den Tisch von Punkt A nach Punkt B bewegt und dabei zuerst die Abziehgeschwindigkeit verwendet und dann die Vorschubs-Schnellbewegung. Damit der Schlitten im Rohschleifen zum Punkt C weiterbewegt werden kann, wird dem Zylinder 6U über die öffnung 66 öl zugeführt. Das Drosselventil 75 wird geöffnet, oder auf offene Drossel eingestellt, so daß der Kolben 69 einfach als

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Dämpfer wirkt und dabei unerwünschte Erschütterungen und unerwünschte Bewegungen vom Zustellablauf fernhält. Er arbeitet dabei als ein Dämpfer. Bei dieser Vorschubsbewegung oder Zustellbewegung des Schlittens oder Tisches 13 kann es möglich werden, daß der Finger 58 möglicherweise das Kontaktglied 48 - und dies für eine Stopp-Bedingung - berührt. Die Meßlehre wird, falls eine solche Verwendung findet, in Betrieb genommen, und die Schleifscheibe setzt den RohschleifVorgang bis zu einem Punkt D fort. Eventuell wird das im Zylinder 64 befindliche öl in entgegengesetzter Richtung aufgegeben. In diesem Fall wird der Tisch oder Schlitten in einem Rücklaufvorgang bis zu einem Punkt E gefahren, wobei der Finger 58 an dieser Stelle das Kontaktglied 51 berührt. Nun wird im Feinschleifverfahren der Schlitten 13 wieder in Vorwärtsrichtung bewegt, um dann bei Punkt F zum Stehen zu kommen, wobei dieser Punkt entweder von der Meßlehre bestimmt wird oder von dem Anschlag für die zweite Abmessung. Es kommt nun zu einem zweiten Rückzugsvorgang bis zum Punkt G und schließlich zur Vorwärtsbewegung des Tisches oder Schlittens bis zur endgültigen Meßlehrenposition oder zur Endabmessung bei Punkt H. Es kommt nun zu einem Quervorschub bis zum Punkt I und dann zu einer Längsbewegung des Schlittens 12 für die Werkzeughalterung bis zum Punkt J, an dem Aufspannen und Abziehen stattfinden. An dieser Stelle kommt es zu einer Schlittenkompensation. Handelt es sich bei der Grundschleifscheibe um eine kreisförmige Schleifscheibe, wird diese bei einem Senkschleifen einer Kugellagerkäfignut verwendet, dann wird der Abzieher gewendet, während der Tisch oder Schlitten in fester Posi- . tion verbleibt. Bei einer zylindrischen Schleifscheibe und deren Abziehen, wird der Abzieher nach unten gefahren, um dann für das Abziehen der Schleifscheibe bereit zu sein, wenn der Tisch oder Schlitten hereinfährt und sich von Punkt A nach Punkt B bewegt.

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Ein anderer für das Abziehen typischer Schleifvorgang wird mit Fig. 8 wiedergegeben. Von Punkt A aus, an dem sich der Schlitten 12 der Werkzeughalterung in seiner äußersten rechten Position befindet, wird, wenn ein neues Werkstück in die Werkstückshalterung eingespannt ist, der Zylinder 77 derart betätigt, daß er den Tisch oder den Schlitten im schnellen Quervorschub oder in schneller Quer-Zustellbewegung bis zum Punkt B verfährt, an welchem sich die Schleifscheibe 19 in der Bohrung des Werkstückes befindet. Nun wird, um einen kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Schleif-Vorgang herbeizuführen, der Zylinder 6M- mit Druckflüssigkeit beaufschlagt und der Schlitten oder Tisch 13 in Vorwärtsrichtung verfahren. Beim Zylinder 71 ist das Ventil 75 auf große öffnung eingestellt und wirkt als Dämpfer, diese Wirkung dauert an bis zum Punkt C, an dem der Finger 58 den Kontaktgeber 48 berührt, an dem das Meßelement 61 ein Signal aufnimmt, um anzuzeigen, daß ein Kontakt hergestellt worden ist. Wird während des SchleifVorganges zur Überwachung der Abmessungen eine Meßlehre verwendet, dann wird diese Meßlehre zu diesem Zeitpunkt eingesetzt. Nun bewegt sich der Tisch oder Schlitten mit einer mittleren Vorschubsgeschwindigkeit oder mittleren Zustellgeschwindigkeit, welche durch die Einwirkung des Schrittschaltmotores 57 bestimmt wird, der den ganzen Block 35 zur Maschinen-Vorderseite hin bewegt und ein Nachfolgen des Schlittens oder Tisches 13 zuläßt. Bis zum Erreichen des Punktes D findet dies mit gesteuerter oder geregelter Geschwindigkeit statt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Umkehrung der Flüssigkeitszufuhr beim Zylinder 64 der Tisch nach rückwärts bewegt, und zwar, bis daß bei Punkt E der Kontakt zwischendem Kontaktglied 51 und der Kontaktplatte hergestellt worden ist.

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Nun wird der Zylinder 77 derart mit Druck beaufschlagt» daß er den Schlitten 12 der Werkzeughalterung in schnellem Quervorschub oder in schneller Quer-Zustellbewegung nach rechts bis zum Punkt F verfährt. Zu diesem Zeitpunkt wird vom Schrittschaltmotor die Kompensation herbeigeführt, und die Abziehvorrichtung nach unten bewegt. Die Druckflüssigkeit wird dem Zylinder 77 in umgekehrter Richtung zugeführt, damit der Tisch oder Schlitten mit Abziehgeschwindigkeit nach links fahren kann, um sich dann anschließend mit schneller Geschwindigkeit bis zum Punkt G zu bewegen. Bei Punkt H kommt es zu einem weiteren kraftgesteuerten oder kraftgeregelten SchleifVorgang, welcher so lange anhält, bis daß der Kontaktfinger des Schlittens 13, der Kontaktfinger 58, wiederum das nach vorne gerichtete Kontaktglied HB berührt. Bei Punkt 1 kommt es zu einem schnellen Zurückfahren in die Position Abziehen, dann wird mit feiner Vorschubsgeschwindigkeit oder Zustellgeschwindigkeit (im geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Verfahren) bis zum Punkt J gefahren, wie dies von der Meßlehre angezeigt wird. Der Vorschub oder die Zustellbewegung gestoppt, es kommt zu einem Zurückziehen bei der zweiten Abmessung, und zwar bis zum Erreichen des Punktes K, desgleichen zu einem Endausfunken wegen der bis zum Punkt L dauernden restlichen Durchbiegung in der Spindel 18. Das aber ist dann, wie von einer in den Ablauf eingeschalteten Meßlehre angezeigt wird, die Endabmessung. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schlitten 13 in die Position M zurückgefahren, während der Schlitten 12 für die Werkzeughalterung nach rechts in den Punkt N gebracht wird, wo das Abnehmen und Einspannen vor sich geht.

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Eine Untersuchung der beiden Schleifvorgänge hat nun gezeigt, daß ein Teil des Schleifens unter der Einwirkung des Zylinders 6H mit kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Vorschub durchgeführt wird, wobei dann der Zylinder 71 als Dämpfer wirkt. Ein anderer Anteil des SchleifVorganges wird mit geschwindigkeitsgesteuertem oder geschwindigkeitsgeregeltem Vorschub durchgeführt, wobei das sich unter der Einwirkung des sich bewegenden Blockes 35, welche durch den Schrittschaltmotor 57 herbeigeführt wird, das Kontaktglied H8 vom Finger 58 entfernt. Der Zylinder 6H dient hierbei nur dazu, die Kontaktplatte 59 mit dem Kontaktglied H8 in Kontakt zu halten, damit der Schlitten oder Tisch 13 dem Block 35 folgen kann. Die in dieser Weise durchgeführte geschwindigkeitsgesteuerte oder geschwindigkeitsgeregelte Zustellbewegung kann nur dann verwendet werden, wenn der Vorschub oder die Zustellbewegung in kleineren Schritten beim Gesamtschleifen des Werkstückes durchgeführt werden soll. Wird jedoch für größere Anteile des Schleifvorganges die Verwendung des geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Vorschubes gewünscht, dann ist eine andere Methode des geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Vorschubes zu wünschen, weil der Schrittschaltmotor 57 (wegen der Beschränkung in der Anzahl der bei den derzeitigen elektronischen Schaltungen für Schrittschaltmotor-Steuerungen zu erzeugenden Impulse) nur Stellschritte mit relativ kleinen Geschwindigkeiten herbeiführen kann. Aus diesem Grunde wird der Kontakt zwischen dem Kontaktglied 48 des Blockes 35 und dem Finger 58 getrennt, so daß die Bewegung unter Einwirkung des Zylinders 6H herbeigeführt wird, wobei jedoch das Ventil 75 des Zylinders derart geschlossen wird,

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daß nur eine kleine öffnung bleibt. Das zu diesem Zeitpunkt stattfindende Schleifen ist ein geschwindigkeitsgesteuertes oder geschwindigkeitsgeregeltes Schleifen, weil sich der Schlitten oder Tisch 13 nur dann vorwärtsbewegen kann, wenn durch die Leitung 7f das öl von der einen Seite des Kolbens 69 auf dessen andere Seite geflossen ist. Die hiermit erhaltene Geschwindigkeitsregelung ist nicht so fein wie jene, welche unter Verwendung des Schrittschaltmotors erreicht werden kann, sie läßt jedoch eine Erweiterung der geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Anteile des Arbeitsablaufes zu, ohne daß es dabei zu Stillstandszeiten dann kommt, wenn der Schrittschaltmotor reversiert wird.

Bei Verwendung der hier vorliegenden Erfindung läßt sich somit eine Vielzahl von verschiedenartigen Arbeitsabläufen erreichen, eine Vielzahl von Werkstücksabmessungen und eine Vielzahl von Schleifanteilen, wenn die verschiedenen Vorschubsarten Verwendung finden. Zur Überarbeitung kann der Schlitten oder der Tisch 13 unter Verwendung des Zylinders 6H im kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Schleifen vorwärtsbewegt werden, wobei der Zylinder 71 als Dämpfer wirkt, mit seinem Ventil 75 in weit geöffneter Stellung.

Ein geschwindigkeitsgesteuerter oder geschwindigkeitsgeregelter Vorschub kann dadurch herbeigeführt werden, daß die Berührung zwischen der Kontaktplatte 59 und dem Finger 58 des Tisches oder Schlittens 13 mit dem zu dem Block 35 gehörenden Kontaktglied 48 beibehalten wird. Dieser Block wird dann vom Schrittschaltmotor nach vorwärts bewegt, wobei die dem Schrittschaltmotor aufgeschaltete Anzahl von Impulsen die Geschin-

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digkeit bestimmt, in welcher das Schleifen stattzufinden hat. Dies läßt sich jedoch nur mit einem kurzhubigen geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Schleifen erreichen. Schließlich kann ein geschwindigkeitsgesteuerter oder geschwindigkeitsgeregelter Vorschub über lange Strecken dann herbeigeführt werden, wenn der Block 35 vom Finger 58 getrennt wird und der Zylinder 71 als Antrieb verwendet wird, wobei der Zylinder 71 Verrcsmdung findet, dessen Ventil zum Erreichen der» gesteuerten und geregelten Geschwindigkeit bis zu einer kleinen Düsenöffnung verschlossen wird.

Es sollte klar sein, daß, ohne dabei vom Geiste der hier vorliegenden Erfindung abzuweichen, an der Form, Ausführung und Konstruktion der hier vorliegenden Erfindung kleinere Änderungen vorgenommen werden können. Die hier vorliegende Erfindung soll sich deshalb nicht nur auf die hier genau beschriebene und wiedergegebene Ausführung des Erfindungsgegenstandes beschränken, sondern vielmehr auch alles erfassen, was in den Bereich der Ansprüche fällt.

-Al-

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Claims

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The Heald Machine Co., Worcester, Mass./USA

Patentansprüche;

Eine Schleifmaschine bestehend aus einer Grundplatte »it aufmontierten Schlitten für die Werkstückhalterung und für die Werkzeughalterung. Die Schleifmaschine dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung einen dieser Schlitten zur Herbeiführung einer Quervorschubsbewegung zwischen den Schlitten «it der Grundplatte verbindet; diese Vorrichtung aus einem ersten Zylinder, aus einem zweiten Zylinder und aus einem schraubenspindelbetätigten Anschlag besteht; die Zylinder eins und zwei für den kraftgesteuerten oder kraftgeregeIten Vorschub Verwendung finden; der zweite Zylinder und die Anschlagsvorrichtung beim geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Vorschub über kurze Distanzen wirksam werden; schließlich der erste Zylinder und der zweite Zylinder beim geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Vorschub über weite Distanzen wirksam sind.

- A 2 -

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2. Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosselschaltung die Enden des zweiten Zylinders miteinander verbindet; daß eine Drosselöffnung während des kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Vorschubes weit geöffnet wird, desgleichen auch beim geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Vorschub über kurze Distanzen; während des geschwindigkeitsgesteuerten oder geschwindigkeitsgeregelten Vorschubes über weite Distanzen diese Drosselöffnung möglichst klein eingestellt wird.

3. Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder einen relativ kleinen Durchmesser besitzt, während der zweite Zylinder einen relativ großen Durchmesser hat.

U. Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Grundplatte bezogen die Anschlagsvorrichtung vermittels einer Spindel- und Führungsschraubenkonstruktion beweglich ist; die Spindel durch einen Schrittschaltmotor in sehr genauen Schritten bewegt oder in Umdrehung versetzt wird, wobei ein nach unten gerichteter Finger die Anschlags· vorrichtung zu berühren hat.

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-A3-

5. Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch H₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittschaltmotor während jedes SchleifVorganges auf die Anschlagsvorrichtung einwirkt, um dadurch den Anteil des Vorschubes, des Zurückziehens zum Zwecke des Abziehens und der Kompensation für das Abziehen sowie des Neueinstel lens der Anschlagsvorrichtung für eine neue Schleifscheibe festzulegen und zu bestimmen.

6. Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsvorrichtung in Form eines Blockes ausgeführt ist, dessen nach vorne gerichtete Welle gleitend in einem mit der Grundplatte verbundenen Lager gelagert und auf eine Konstruktion aus Schraubenspindel und Führungsmutter ausgerichtet ist; schließlich der Block zwei nach hinten gerichtete Wellen besitzt, welche gleichermaßen gleitend in Lagern gelagert sind, die an einander gegenüberliegenden Seiten der Spindel-Führungsmutter-Konstruktion mit der Grundplatte in Verbindung stehen.

Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsvorrichtung eine nach oben gerichtete Aussparung besitzt, welche einander gegenüberliegende Vertikalflächen hat j der vom Schlitten ausgehende Finger sich in diese Aussparung hinein erstreckt und nach vorn und hinten mit Kontaktplatten versehen ist, die auf die bei-

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ft

den Vertikalflächen ausgerichtet sind; schließlich jede Vertikalfläche ein auf eine der Kontaktplatten ausgerichtetes Kontaktglied besitzt.

8. Eine Schleifmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorerwähnte eine der beiden Schlitten auf hydrostatischen Gleitbahnen montiert ist, die für den Quervorschub gedacht sind.

- Ende -

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