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Dokumentenidentifikation DE19983371B4 24.08.2006
Titel Schleifmaschine
Anmelder Lidköping Machine Tools AB, Lidköping, SE
Erfinder Heijkenskjöld, Mats, Lidköping, SE
Vertreter LOUIS, PÖHLAU, LOHRENTZ, 90409 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 17.06.1999
DE-Aktenzeichen 19983371
WO-Anmeldetag 17.06.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/SE99/01086
WO-Veröffentlichungsnummer 2000002705
WO-Veröffentlichungsdatum 20.01.2000
Date of publication of WO application in German translation 13.06.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B24B 7/16(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Abtragen von Werkstoff von einer Stirnfläche eines Werkstücks gemäß dem Oberbegriff nach Patentanspruch 1.

Werkstoffabtragmaschinen, wie etwa Schleifmaschinen, Läppmaschinen, Honmaschinen, Fräsmaschinen usw., sind in vielen leicht unterschiedlichen Entwürfen und Ausführungsformen bekannt. Es ist erwünscht, daß die Maschine kompakt und möglichst platzsparend ist. Um gute Bearbeitungsergebnisse zu erhalten, ist es andererseits wichtig, daß die zusammenwirkenden Teile der Maschine eine hohe gegenseitige Steifheit und eine geringe Schwingungsneigung besitzen. Diese zuletzt genannten Eigenschaften werden oftmals dadurch erreicht, indem der Maschine ein schweres Bett und eine starke und robuste Konstruktion verliehen werden, weshalb diese beiden Forderungen oftmals den Wünschen nach den Eigenschaften der Kompaktheit und Platzeinsparung entgegengesetzt sind.

Aus SE-9702587-8-A und SE-9702588-6-A sind Schleifmaschinen bekannt, die die obigen Eigenschaften wenigstens teilweise erfüllen. In beiden Anmeldungen ist eine Maschine vorgesehen, die ein rohrförmiges zylindrisches Gehäuse umfaßt, das einen longitudinalen zylindrischen Innenraum aufweist. Der zylindrische Innenraum besitzt eine longitudinale Achse, die zur longitudinalen Achse des Gehäuses versetzt ist. Eine Welle ist im zylindrischen Innenraum drehbar angeordnet und weist eine Ausnehmung auf, die einen Motor aufnimmt, der mit einem drehbaren Arbeitskopf verbunden ist. Der Arbeitskopf und die Einspannvorrichtung sind so beschaffen, daß sie ein Werkstück, das zu bearbeiten ist, gemeinsam halten und drehen. Das Gehäuse ist von einer rotatorisch angetriebenen Ummantelung umgeben, die mit einem Abdeckelement mit einer Öffnung fest verbunden ist, die an ihrem inneren Rand ein Werkzeug wie etwa eine Schleifscheibe bildet. Wenn die Welle gedreht wird wird, wird der Arbeitskopf mit dem Werkstück auf einem Weg verschoben, wodurch ermöglicht ist, daß sich das Werkstück dem inneren Umfang des Werkzeugs nähert und diesen berührt.

Der Aufbau der in diesen Patentanmeldungen offenbarten Maschinen beinhaltet, daß das Werkstück und das Werkzeug sehr stabil gehalten werden, da zwischen dem Werkstück und der Welle, die das Werkstück trägt, lediglich sehr geringe Abstände vorhanden sind. Ferner beinhaltet die Anordnung des Werkzeugs längs des inneren Umfangs des Abdeckelements, daß das Werkzeug eine hohe Stabilität aufweist. Diese Maschinen weisen folglich gegenüber herkömmlichen Maschinen, die lange Haltewellen besitzen, die Schwingungen und thermischen Effekten unterliegen, eine hervorragende Präzision auf.

Die Maschinen gemäß den genannten schwedischen Patentanmeldungen sind so aufgebaut, daß sie die äußeren bzw. inneren Hüllflächen von ringförmigen Werkstücken schleifen können. Es besteht jedoch ein Bedarf an einer Maschine, die Werkstoff von einer Stirnfläche eines Werkstücks abtragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine zu schaffen, die von einer Stirnfläche eines Werkstücks Werkstoff abtragen kann, wobei die Maschine im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen eine hervorragende Präzision bieten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Maschine nach Patentanspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen

1 eine schematische Längsschnittansicht einer Ausführungsform der Werkstoffabtragmaschine gemäß der Erfindung;

2 eine schematische Schnittansicht längs der Linie II-II in 1; und

3 eine vergrößerte schematische Längsschnittansicht eines Teils der Werkstoffabtragmaschine von 1.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein eine erfindungsgemäße Werkstoffabtragmaschine. Die Maschine 10 enthält einen Rahmen 11, der in der gezeigten Ausführungsform als Maschinenbett konstruiert ist, das einen Abschnitt 12 zum Halten eines freitragenden Gehäuses aufweist. Das freitragende Gehäuse ist als ein äußerlich zylindrisches und im wesentlichen rohrförmiges längliches Gehäuse 13 konstruiert, das sich um eine longitudinale Achse erstreckt. Das Gehäuse 13 weist einen longitudinalen zylindrischen Innenraum 14 auf, der sich von einem ersten Ende des Gehäuses erstreckt. Der zylindrische Innenraum 14 besitzt eine longitudinale Achse, die zur longitudinalen Achse des zylindrischen Gehäuses 13 versetzt ist. Das zylindrische Gehäuse 13 ist vorzugsweise mit dem Rahmen 11 drehfest verbunden, obwohl dies nicht notwendig ist.

An der äußeren Hüllfläche des zylindrischen Gehäuses 13 wird eine drehbare äußere Ummantelung 15 als ein Scheibenträger drehbar gehalten, der durch einen vom Gehäuse 13 getragenen Motor 16, der vorzugsweise ein Elektromotor ist, angetrieben wird. Im exzentrischen Innenraum 14 des Gehäuses ist eine Welle 17 vorgesehen, die gedreht oder indexiert und axial verschoben werden kann. In der gezeigten Ausführungsform besitzt die Welle 17 einen Abschnitt 18 mit vermindertem Durchmesser, der aus dem Gehäuseinnenraum 14 in einer Richtung zum Halteabschnitt 12 des Rahmens 11 vorsteht. Der Abschnitt 18 der Welle, der auf diese Weise aus dem Gehäuse vorsteht, ist in einem Raum 19 aufgenommen, der im Abschnitt 12 des Rahmens 11 vorgesehen ist, wobei in diesem Raum eine Einrichtung zum Drehen der Welle 17, vorzugsweise ein Drehmomentmotor 20, und eine Einrichtung zur axialen Verschiebung der Welle 17, vorzugsweise ein Linearmotor 21, vorgesehen sind. Die Drehung und die axiale Verschiebung der Welle werden durch einen oder mehrere Sensoren 22 bzw. 23 gesteuert, die vorzugsweise ebenfalls in dem Raum 19 des Rahmenabschnitts 12 untergebracht sind. Selbstverständlich müssen die Einrichtungen zum Drehen und zum axialen Verschieben der Welle nicht in der in der Zeichnung gezeigten Weise angeordnet sein, sie können beispielsweise in einem in der Welle eingelassenen Abschnitt enthalten sein.

Die Welle 17 ist an ihrem Ende, das dem Abschnitt 18 mit vermindertem Durchmesser gegenüberliegt, mit einer Ausnehmung 24 versehen. Die Ausnehmung erstreckt sich im wesentlichen in der Welle 17 axial und ist so beschaffen, daß sie einen Motor 25 aufnimmt, z. B. einen Elektromotor. Der Motor 25 ist mit einer Spindel 26 versehen, die von der Ausnehmung 24 vorsteht. Der Motor ist in der Ausnehmung so angeordnet, daß sich die Spindel 26 längs einer Achse erstreckt, die zur longitudinalen Achse der Welle 17 nicht konzentrisch verläuft. Die Einspannvorrichtung 27 wirkt mit der Spindel 26 zusammen, um ein Werkstück 28 zu halten und zu drehen. Das Werkstück 28 kann z. B. ein innerer Laufring eines Lagers sein, obwohl selbstverständlich prinzipiell jedes Werkstück, das eine zu bearbeitende ebene Oberfläche aufweist, bearbeitet werden kann. Die tatsächliche Form der Einspannvorrichtung 27 besitzt keine besondere Bedeutung und jede herkömmliche Einspannanordnung, die zum Einspannen des betreffenden Werkstücks geeignet ist, kann verwendet werden, wie etwa zentrisches Einspannen, mikro-zentrisches Einspannen oder magnetisches Einspannen.

Wie am besten aus 3 deutlich wird, erstreckt sich die drehbare äußere Ummantelung 15 oder der Scheibenträger über das erste Ende des Gehäuses 13 axial hinaus und endet in einem Umfangsflansch 29. Ein Abdeckelement 30 ist über den Umfangsflansch 29 mit der äußeren Ummantelung 15 fest verbunden. Das Abdeckelement 30 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen, sich axial erstreckenden Abschnitt 31 der Umfangswand sowie einen im wesentlichen ebenen Basisabschnitt 32. Wenn das Abdeckelement 30 mit der äußeren Ummantelung verbunden ist, erstreckt sich der Basisabschnitt 32 radial über das erste Ende des Gehäuses 13, so daß eine innere Fläche 33 des Basisabschnitts 32 des Abdeckelements dem ersten Ende des Gehäuses 13 gegenübersteht.

Das Abdeckelement 30 ist vorzugsweise mit einer mittig angeordneten Durchgangsöffnung 34 versehen, damit ein Zugriff zur Einspannvorrichtung 27 möglich ist, um dadurch das Anbringen und die Entnahme des Werkstücks 28 zu erleichtern. Alternativ kann das Abdeckelement 30 über eine geeignete Verriegelungseinrichtung lösbar mit der äußeren Ummantelung 15 verbunden sein.

Das Abdeckelement 30 ist erfindungsgemäß an seiner Innenseite 33 mit einem ringförmigen Bereich 35 aus einem Schleifwerkstoff versehen. Der ringförmige Bereich aus Schleifwerkstoff 35 bildet somit ein drehbar angetriebenes Werkzeug. In der bevorzugten Ausführungsform, in der das Abdeckelement 30 mit einer Durchgangsöffnung 34 versehen ist, erstreckt sich der ringförmige Bereich 35 aus Schleifwerkstoff von der Öffnung radial nach außen. Wie am besten aus 2 deutlich wird, ist die Welle 27, die den Motor 25 aufnimmt, im Innenraum 14 des Gehäuses 13 angeordnet, so daß eine Drehung der Welle 27 in dem Innenraum bewirkt, daß sich das durch die Einspannvorrichtung gehaltene Werkstück 28 dem ringförmigen Bereich 35 aus Schleifwerkstoff nähert und diesen berührt. Dadurch bewegt sich die Stirnfläche des Werkstücks über den ringförmigen Bereich aus Schleifwerkstoff, wodurch Werkstoff von der Stirnfläche abgetragen wird. Ein Schleifen kann außerdem durch die Verschiebung der Welle 17 in der axialen Richtung zum ringförmigen Bereich 35 aus Schleifwerkstoff erreicht werden.

Der Schleifwerkstoff kann jeder gewöhnlich für Schleifzwecke verwendete Werkstoff sein. Ein Beispiel eines solchen Werkstoffs ist kubisches Bornitrid. Der Schleifwerkstoff kann an der inneren Oberfläche 33 des Abdeckelements 30 beispielsweise durch Haftmittel oder durch Sintern befestigt sein. Die radiale Ausdehnung des ringförmigen Bereichs 35 aus Schleifwerkstoff, ist vorzugsweise wenigstens gleich dem Durchmesser oder der radialen Ausdehnung des Werkstücks 28. In einer typischen Anwendung kann das Werkstück einen Durchmesser von ungefähr 30 mm aufweisen und der ringförmige Bereich 35 kann somit einen inneren Durchmesser von ungefähr 180 mm und einen äußeren Durchmesser von ungefähr 250 mm aufweisen.

Die Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebene und in der Zeichnung gezeigte Ausführungsform eingeschränkt. Es sollen vielmehr alle Abwandlungen und Änderungen, die im Umfang der beigefügten Ansprüche liegen, abgedeckt sein. Das zylindrische Gehäuse 13 ist z. B. so gezeigt, daß es einen zylindrischen Innenraum besitzt. Dieser Raum kann außerdem eine von der zylindrischen Form verschiedene Form besitzen, ferner kann die Welle 17 jede geeignete Querschnittform aufweisen, die ermöglicht, daß sie im Innenraum des Gehäuses gedreht oder indexiert wird. Der Abschnitt 18 der Welle 17, der im Raum 19 aufgenommen ist, muß keinen verminderten Durchmesser aufweisen. Es ist ferner denkbar, daß die Welle durch ein System aus Gelenkverbindungen oder dergleichen ersetzt ist, das die Spindel geeignet drehen oder indexieren kann.


Anspruch[de]
  1. Schleifvorrichtung zum Entfernen von Werkstoff von einer Stirnfläche eines Werkstücks (28), mit einem rotatorisch angetriebenen Werkzeug (35), einer Einspannvorrichtung (27), die das Werkstück (28) relativ zum rotatorisch angetriebenen Werkzeug (35) hält, und einer Zuführeinrichtung (20, 21), die eine relative Bewegung zwischen dem Werkstück (28) und dem drehbar angetriebenen Werkzeug (35) bewirkt,

    gekennzeichnet durch

    ein rohrförmiges zylindrisches Gehäuse (13), das um eine longitudinale Achse verläuft und einen longitudinalen zylindrischen Innenraum (14) aufweist, der eine zur longitudinalen Achse des Gehäuses (13) versetzte longitudinale Achse besitzt und sich von einem ersten Ende des Gehäuses (13) erstreckt;

    eine Welle (17), die in dem Innenraum (14) drehbar angeordnet und mit einer Ausnehmung (24) versehen ist;

    einen Motor (25), der in der Ausnehmung (24) angeordnet ist;

    eine Spindel (26), die mit dem Motor (25) verbunden ist und mit der Einspannvorrichtung (27) zusammenwirkt, um das Werkstück (28) zu halten und zu drehen;

    eine mittels eines Motors (16) drehbare äußere Ummantelung (15), die das rohrförmige zylindrische Gehäuse (13) in Umfangsrichtung umgibt; und ein Abdeckelement (30), das mit der äußeren Ummantelung (15) fest verbunden ist und sich radial über das erste Ende des zylindrischen Gehäuses (13) erstreckt, so daß eine innere Oberfläche (33) des Abdeckelements (30) dem ersten Ende des Gehäuses (13) zugewandt ist;

    wobei das rotatorisch angetriebene Werkzeug (35) einen ringförmigen Bereich aus Schleifwerkstoff umfaßt, der an der inneren Oberfläche (33) des Abdeckelements (30) gehalten wird, und die Welle (17) in dem Innenraum (14) so angeordnet ist, daß eine Drehung der Welle (17) in dem Innenraum (14) bewirkt, daß sich das durch die Einspannvorrichtung (27) gehaltene Werkstück (28) dem ringförmigen Bereich aus Schleifwerkstoff nähert und diesen berührt.
  2. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (30) mit der äußeren Ummantelung (15) lösbar verbunden ist.
  3. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (30) mit einer mittig angeordneten Durchgangsöffnung (34) versehen ist.
  4. Schleifvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ringförmige Bereich aus Schleifwerkstoff von der mittig angeordneten Durchgangsöffnung (34) radial nach außen erstreckt.
  5. Schleifvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) einen Abschnitt (18) aufweist, der in einem Raum (19) in einem Abschnitt (12) des Rahmens (11) der Maschine drehbar gehalten wird, wobei der Raum eine Einrichtung (20) zum Drehen der Welle (17) und eine Einrichtung (21) zur axialen Verschiebung der Welle (17) aufnimmt.
  6. Schleifvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (18) der Welle (17), der in dem Raum (19) drehbar gehalten wird, im Vergleich zum Rest der Welle (17) einen verminderten Durchmesser besitzt.
  7. Schleifvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) mit Sensoren (22, 23) zum Steuern der Drehung und der Axialverschiebung der Welle (17) versehen ist.
  8. Schleifvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige zylindrische Gehäuse (13) am Rahmen (11) fest angebracht ist und die drehbare äußere Ummantelung (15) durch den Motor (16), der durch das Gehäuse (13) getragen wird, angetrieben wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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