Vorrichtung zum Schleifen von gerad- und wendelgenuteten Schneidwerkzeugen

Abstract

 Vorrichtung zum Schleifen von gerad- und wendelgenuteten Schneidwerkzeugen mit einer in einem Gehäuse (4) drehbaren Werk­stück- bzw. Werkzeug-Spindel (14), welche von Hand in eine kombi­nierte Vorschub- und Drehbewegung versetzt werden kann, die von einer an ihrer Mantelfläche (15) eingreifenden, um eine in radialer Richtung zur Spindel verlaufenden Achse drehein­stellbaren Rolle (16) bestimmt ist, und die eine Einstellvorrich­tung (58) für das Einstellen der jeweiligen Winkellage der Spin­del aufweist, wobei die Rolle in Richtung ihrer Einstellachse über eine erste elektromagnetische Betätigungsvorrichtung (B1) in Richtung ihrer Einstellachse gegenüber eine Federkraft kraftschlüssig in Anlage mit der Spindel gehalten und in Ab­hängigkeit der axialen Vorschubstellung der Spindel auslös­bar ist, und wobei die Einstellvorrichtung für die Winkel­lage der Spindel eine federnd in einer die Spindel freigeben­den Lage gehaltene, von Hand auslösbare, zweite elektromagne­tische Betätigungsvorrichtung (B2) ist, die in eine die Spindel arretierende Stellung bewegbar ist.

Beschreibung

[0001] 

[0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von ge­rad- und wendelgenuteten Schneidwerkzeugen gemäß dem Oberbe­griff des Patentanspruches 1.

[0003] Eine solche in Verbindung mit herkömmlichen Werkzeugschleif­maschinen zu verwendende Vorrichtung weist zur Aufnahme des zu schleifenden Werkzeuges eine spielfrei dreh- und hin- und herbeweglich gelagerte Spindel auf, deren für die Erzeugung des Vorschubes des Werkzeuges beim Schleifen notwendige Stei­gung über die Änderung des Anstellwinkels der mit der Spindel kraftschlüssig in Verbindung gehaltenen Rolle eingestellt wird; vgl. DE-PS 32 32 689.

[0004] Ist ein Werkzeug mit mehreren wendelförmigen Schneiden, z.B. ein Walzenfräser, zu schleifen, so muß nach dem Schleifen der ersten Werkzeugschneide entsprechend der Tei­lung die Spindel für das Schleifen der weiteren Werkzeug­schneiden in ihrer jeweiligen Winkellage in bezug auf die erste Werkzeugschneide, entsprechend einer die Längsachse schneidenden Null-Ebene, um bestimmte Winkelgrade verdreht werden; vgl. z.B. US-PS 2 503 926. Hierzu ist es notwendig, die kraftschlüssige Verbindung zwischen Spindel und Rolle zu lösen und mit Hilfe der als Indexier-Vorrichtung arbeitenden Arretiervorrichtung die Spindel in die neue Winkellage zu überführen, in der die Spindel durch die Arretier-Vorrichtung radial und axial fixiert wird. Für das nachfolgende Schleifen der neuen Werkzeugschneide wird die Rolle auf die Spindel auf­ gesetzt und nach dem Aufsetzen die Arretiervorrichtung ge­löst. Dies geschieht mittels getrennter, konstruktiv auf­wendig ausgebildeter Handhabungsvorrichtungen und erfordert zeitraubende Einstellarbeit, die zudem zu Einstellfehlern führt, deren Korektur ebenfalls Zeit erfordert.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vor­richtung derart konstruktiv und bedienungstechnisch zu ver­einfachen, daß unter Wahrung der Spielfreiheit schneller und sicherer als bisher die Einstellung der Spindel ent­sprechend der Teilung der Scheiden des zu schleifenden Werkzeuges durchführbar ist und Bedienungsfehler nahezu ausgeschlossen sind.

[0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

[0007] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ansprüchen.

[0008] Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf.

[0009] Infolge des in der Schleifausgangsstellung der Spindel in die Offenstellung bewegten Ruhestromkontaktes wird die erste Betätigungsvorrichtung stromlos, so daß die die Steigung der Spindel bestimmende Rolle von der Spindel automatisch abgehoben wird. Damit wird das Einstellen der freigegebenen Spindel in die neue Winkellage vereinfacht und verhindert, daß beim Einstellen die Oberflächen von Spindel und Rolle beschädigt werden und daraus resultie­rend die Arbeitsgenauigkeit verringert wird.

[0010] Für das Indexieren ist die zweite Betätigungsvorrichtung mit Hilfe des als Impulsschalter ausgebildeten Arbeits­kontaktes zu schließen, so daß der Indexierstift der Arretiervorrichtung in seine Wirklage bewegt wird. Beim Erreichen der neuen, durch eine auf der Spindel befind­liche Teilscheibe bestimmten Winkellage rastet der Indexierstift in der Teilscheibe ein und bewegt dabei infolge der Ausbildung der auf dem Umfang der Teilschei­be vorhandenen Zentrierbohrung die Teilscheibe und damit die damit verbundene Spindel in axialer Richtung in die Arretierlage, wodurch der bisher geöffnete Ruhestrom­kontakt der ersten Betätigungsvorrichtung wieder ge­schlossen wird. Die erste Betätigungsvorrichtung wird dadurch wieder eingeschaltet und bewegt die Rolle in An­lage mit der Spindel. Nunmehr kann der Impulsschalter wie­der losgelassen werden, so daß die zweite Betätigungsvor­richtung stromlos wird und der Indexierstift seine Ruhe­lage wieder einnimmt. Die Spindel kann nunmehr für den Schleifvorgang erneut bewegt werden.

[0011] Das Einstellen der Spindel ist somit bedeutend erleichtert und ermüdungsfrei möglich.

[0012] Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Anpreß­druck zwischen Rolle und Spindel auf einfache Weise regel­bar ist.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an­hand der Zeichnung beschrieben.

[0014] Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Schleifen gerad- und wendelgenuteter Schneidwerkzeuge gemäß der Erfindung und

Figur 2 einen Stromlaufplan der Betätigungsvorrich­tungen der Vorrichtung nach Figur 1.

[0015] In einem Gehäuse 4 ist eine zweiteilige Führungsbuchse 5 und 6 für eine über je einen Kugelkäfig 7, 8 hin- und her­ und drehbeweglich gelagerte, ein Werkstück bzw. Werkzeug aufnehmende Spindel 14 gelagert. Mit ihrer Außenmantel­fläche 15 ist in der in Figur 1 dargestellten Lage eine Rolle 16 in Eingriff, die über einen Lagerbolzen 17 in einer Lagergabel 18 drehbar gelagert ist, welche im Ge­häuse 4 mittels einer Kugellagerung 20 auf- und ab- so-­wie drehbeweglich gelagert ist. Hierzu ist ein Freiraum 9 zwischen den einander zugewandten Führungsbuchsen 5 und 6 vorgesehen.

[0016] Die Lagergabel 18 ist in einer Ausnehmung 19 im Gehäuse 4 angeordnet und weist einen zylindrischen Fortsatz 21 auf, der mit einer eine Gradteilung aufweisenden, auf dem Ge­häuse aufliegenden Einstellscheibe 22 in radialer Richtung fest verbunden ist. Die über das Feststellglied 32 fixierte Einstellscheibe 22 ist über ein Druckstück 21a und eine Federblech-Membranscheibe 21b mit dem zylindri­schen Fortsatz 21 der Lagergabel 18 so verbunden, daß eine axiale Bewegung zum Abheben der Rolle 16 von der Außenmantelfläche 15 der Spindel 14 möglich ist, ohne daß dabei der eingestellte Wendelwinkel verändert wird. Dem zylindrischen Ansatz 21 ist ein Drucklager 25 zuge­ordnet, das von einer als Schaltglied wirkenden Druck­platte 26 beaufschlagt ist, die in einer weiteren Aus­nehmung 28 des Gehäuses 4 angeordnet ist, welche die oben genannte Ausnehmung 19 überragt. An die Ausnehmung 28 schließt sich eine weitere Ausnehmung 29 an, die ebenfalls größer als die Ausnehmung 28 ist und die eine Abschlußplatte 30 aufnimmt, auf der ein Feststellglied 32 einstellbar angeordnet ist. Die Ausnehmungen 19, 28 und 29 bilden eine in ihren Durchmessern gestufte Aus­nehmung im Gehäuse 4, die bis zu den Führungsbüchsen 5 und 6 sich erstreckt.

[0017] Mit der Druckplatte 26 sind vier im Abstand zueinander angeordnete, außerhalb des Bereiches der Führungsbüchsen 5 und 6 das Gehäuse 4 über Bohrungen durchdringende Stehbolzen 35 angeordnet, die an ihren abgewandten Enden mit einer Ankerplatte 36 verschraubt sind, die Teil einer ersten Betätigungsvorrichtung B₁ bildet und einem Elektromagneten M₁ zugeordnet ist. Die Betätigungs­vorrichtung B₁ ist in einer Ausnehmung 38 des Gehäuses 4 angeordnet und von einer mit dem Gehäuse bündig ab­schließenden Abdeckplatte 39 nach außen hin abgeschlossen. In koaxial zu den Stehbolzen 35 angeordneten Sackboh­rungen 41 sind Federn 43 angeordnet, die das Bestreben haben, die Druckplatte 26 in bezug auf Figur 1 nach oben zu bewegen im Ausmaße des konstruktiv hierfür vorge­sehenen Spaltes von ca. 2 mm. Im unerregten Zustand des der Betätigungsvorrichtung B₁ zugeordneten Elektro­magneten M₁ ist die Druckplatte 26 von der Lagergabel 18 abgehoben und somit die Rolle 16 ohne jeden Anpreßdruck in bezug auf die Außenmantelfläche 15 der Spindel 14. Die Rolle 16 wird nach Lösen des Feststellgliedes 22 bei erregtem Zustand des der Betätigungsvorrichtung B₁ zuge­ordneten Elektromagneten M₁ auf den erforderlichen Wendel­winkel des Werkstücks eingestellt. Die jeweilige Ein­stellung kann dann über das Feststellglied 32 fixiert werden.

[0018] Der erforderliche Wendelwinkel des Werkstückes kann einer Tabelle entnommen werden. Die Steigung des Werkstücks in mm/U entspricht einem gewissen Einstellwinkel der Ein­stellscheibe 22. Die erforderliche Winkelstellung der Einstellscheibe 22 für eine vorhandene Wendelsteigung am Werkstück kann auch direckt über eine Meßuhr eingestellt werden.

[0019] Ist der Elektromagnet M₁ der Betätigungsvorrichtung B₁ erregt, so zieht dieser über seine Ankerplatte 36 und die Stehbolzen 35 die Druckplatte 26 gegen das Druck­lager 25 und damit gegen die Lagergabel 18, wodurch die Rolle entsprechend der jeweiligen Haltekraft des Elektro­ magneten mit entsprechendem Anpreßdruck an die Außen­mantelfläche 15 der Spindel 14 gedrückt wird.

[0020] An der in bezug auf Figur 1 rechten Stirnseite des Ge­häuses 4 ist eine zur Spindel 14 koaxiale Lagerplatte 50 drehbeweglich gelagert und mit Hilfe einer in einer halb­ringförmigen Schlitz 51 eingreifenden Stellschraube 52 in der jeweiligen Einstellage feststellbar. Mit der La­gerplatte ist eine der Spindel 14 zugeordnete Arretier­vorrichtung 53 fest verbunden, die in radialer Ausrich­tung zur Spindel 14 einen Indexierstift 54 auf- und ab­beweglich gelagert trägt, der von einer Feder 55 in seiner Ruhelage gehalten ist. Der Indexierstift 54 ist dann mit seiner kegeligen Spitze 56 außer Eingriff mit einer mit der Spindel 14 fest verbundenen Indexscheibe 58, die an ihrem Umfang regelmäßig verteilt angeordnete kegelstumpfförmige Ausnehmungen 59 aufweist. Der Arretiervorrichtung 53 ist ferner eine Betätigungsvor­richtung B₂ zugeordnet, die ebenfalls einen Elektro­magneten M₂ aufweist, der bei seiner Erregung über ein Schaltglied 60 den Indexierstift 54 entgegen der Wirkung der Feder 55 in die in Figur 1 dargestellte Wirklage be­wegt, in der seine Spitze 56 in eine der Ausnehmungen 59 eingreift und dabei die Spindel 14 gegen Dreh- und axiale Bewegungen arretiert, so wie es in Figur 1 darge­stellt ist. Diese Lage ist die sogenannte Schleifaus­gangsstellung, in der ein Lagerflansch 57 der Spindel 14, auf dem die Indexscheibe 58 angeordnet ist, von der Stirnseite der Lagerplatte 50 einen vorbestimmten Ab­stand aufweist, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ca. 2mm beträgt. Die Spindel 14 ist gegenüber der in Figur 1 dargestellten Lage nach rechts um ca. 128 mm in axialer Richtung bewegbar, so daß die gesamte axiale Be­wegungsfreiheit der Spindel 14 im Gehäuse 4 130mm beträgt.

[0021] In der Lagerplatte 50 ist ferner ein Ruhestromkontakt K₁ angeordnet, der von einem Betätigungsstift 63 geöffnet werden kann, wenn die Spindel 14 in ihrer äußersten in bezug auf Figur 2 linken Lage befindlich ist, in der über die Indexscheibe 58 der Betätigungsstift 63 der Ruhestromkontakt K₁ geöffnet ist.

[0022] Der Ruhestromkontakt K₁ ist Teil eines in Figur 2 darge­stellten Stromkreises mit einer Stromversorgungsquelle Q, einem Potentiometer P₁, der Erregerspule M₁ der Be­tätigungsvorrichtung B₁, der Spule M₂ der Betätigungsvor­richtung B₂ sowie den weiteren Schaltkontakten K₂, K₃, K₄ und K₅.

[0023] Wie Figur 2 zu entnehmen ist, ist der Schaltkontakt K₂ als Umschalter ausgebildet, dem in der ersten Schalt­stellung der als federnd in der Offenstellung gehaltener Impulsschalter ausgebildete Schaltkontakt K₃ in Reihe ge­schaltet ist, während in der in Figur 2 nicht darge­stellten zweiten Schaltstellung des Umschalters K₂ der Impulsschalter K₃ überdrückt ist.

[0024] Über den Schaltkontakt K₄ kann der Ruhestromkontakt K₁ überbrückt werden, zu dem der Schaltkontakt K₅ in Reihe geschaltet ist. Über die Schaltkontakte K₄ und K₅ kann also die Funktion des Ruhestromkontaktes K₁ überbrückt werden. Über das Potentiometer P₁ kann die Erregerstrom­stärke des Magneten M₁ der Betätigungsvorrichtung B₁ und damit der Anpreßdruck der Rolle 16 auf die Außebmantel­fläche 15 der Spindel 14 verändert werden.

[0025] Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

[0026] Über die Stellplatte 22 ist der Anstellwinkel der Rolle 16 und damit die Wendelsteigung der Spindel 14 einzu­stellen, und zwar entsprechend dem Wendelwinkel der Werkzeugschneiden des zu schleifenden, in Figur 1 nicht dargestellten, in den Konus 65 der Spindel einzu­ steckenden Werkzeuges. Der Wendelwinkel des Werkzeuges ist nur bei gleichem Durchmesser Welle und Werkstück identisch. Für das Einstellen des Wendelwinkels über die Stellplatte 22 ist das Feststellglied 32 unwirksam zu machen, während nach dem Einstellen dieses wieder in seine die Stellplatte 22 sperrende Lage bewegt wird. Der Wendelwinkel wird bei eingeschalteter Betätigungs­vorrichtung B₁ eingestellt. Um die Werkstückschneiden mittels der Indexscheibe 58 in eine neue Winkellage zur Schleifscheibe zu bringen, ist die Spindel 14 aus der in Figur 1 dargestellten Schleifausgangslage nach links bis zum Anschlag des Lagerflansches 57 an der Stirn­seite der Führungsbüchse 6 zu bewegen, wodurch der Ruhe­stromkontakt K₁ über die Indexscheibe 58 und den Be­tätigungsstift 63 geöffnet wird. Durch den in die Offen­stellung bewegten Ruhestromkontakt wird die erste Betäti­gungsvorrichtung B₁ stromlos, so daß die die Steigung der Spindel bestimmende Rolle von der Spindel über die Federn 43 abgehoben wird. Damit wird das Einstellen der freigegebenen Spindel in die neue Winkellage frei­gegeben und gleichzeitig verhindert, daß die Ober­flächen von Spindel und Rolle beschädigt werden.

[0027] Für das Indexieren ist also nach der Einstellung der Spindel entsprechend der Teilung des zu schleifenden Werkzeuges in eine neue Winkellage die zweite Betätigungs­vorrichtung B₂ mit Hilfe des als Impulsschalter ausge­bildeten Arbeitskontaktes K₃ zu schließen, so daß der Indexierstift 54 der Arretiervorrichtung entgegen der Wirkung der Feder 55 in seine Wirklage bewegt wird.

[0028] Der Indexierstift rastet beim Erreichen der neuen, durch die auf der Spindel befindliche Teilscheibe bestimmte Winkellage in die am Umfang der Teilscheibe angeordnete ausgewählte Ausnehmung 59 ein und bewegt dabei infolge der Ausbildung der auf dem Umfang der Teilscheibe vorhandenen Zentrierbohrung die Teilscheibe und damit die damit ver­ bundene Spindel 14 in axialer Richtung in die Arretier­lage - nämlich in die in Figur 1 dargestellte Schleif­ausgangslage - wodurch der bisher geöffnete Ruhestrom­kontakt der ersten Betätigungsvorrichtung wieder ge­schlossen wird. Die Betätigungsvorrichtung B₁ wird da­durch wieder eingeschaltet und bewegt die Rolle über die eingangs beschriebenen Schaltglieder, bis diese in Anlage mit der Spindel gelangt. Nunmehr kann der Impulsschalter wieder losgelassen werden, so daß die zweite Betätigungs­vorrichtung B₂ stromlos wird und der Indexierstift 54 über die Feder 55 seine Ruhelage wieder einnimmt. Die Spindel 14 kann nunmehr für einen weiteren Schleifvorgang erneut in axialer richtung bewegt werden, wobei ihr durch die abgesenkte Rolle 16 gleichzeitig eine Drehbewegung ent­sprechend dem eingestellten Steigungswinkel der Rolle 16 aufgezwungen wird. Das Einstellen der Spindel ist somit ohne Umgreifen einfach und leicht sowie ermüdungsfrei möglich.

[0029] Der Anpreßdruck zwischen Rolle und Spindel ist durch Ein­stellung des Potentiometers P₁ auf einfache Weise regel­bar.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Schleifen von gerad- und wendelgenute­ten Schneidwerkzeugen mit einer in einem Gehäuse drehbaren Werkstück- bzw. Werkzeugspindel, welche von Hand in eine kom­binierte Dreh- und Vorschubbewegung versetzt werden kann, und mit einer an ihre Mantelfläche mit bestimmbarem Anpreßdruck in Eingriff bringbare, um eine in radialer Richtung zur Spin­del verlaufende Achse dreheinstellbare Rolle sowie mit einer Arretiervorrichtung für die Winkellage der Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (16) in Richtung ihrer Einstellachse über eine erste Betätigungsvorrichtung (B₁) in Richtung ihrer Einstellachse hin- und herbeweglich gelagert und in Anlage mit der Spindel (14) gegen eine Feder­kraft (Federn 43) kraftschlüssig gehalten ist, daß die die Winkellage der Spindel (14) bestimmende, federnd in einer die Spindel freigebenden Lage gehaltene Arretiervorrichtung (53) über eine zweite Betätigungsvorrichtung (B₂) in eine die Spin­del arretierende Stellung bewegbar ist, und daß die erste Be­tätigungsvorrichtung (B₁) in Abhängigkeit der axialen Vor­schubstellung der Spindel (14) auslösbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß jede Betätigungsvorrichtung (B₁, B₂) einen Elektromagneten (M₁, M₂) aufweist, der über ein Schalt­glied (26, 60), das über mindestens eine Feder (43, 55) in der Ruhelage gehalten ist, das zugeordnete Schaltmittel (Rol­le 16, Indexstift 54) in der Arbeitslage hält.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch axiales Bewegen der Spindel (14) in die Schleif-Ausgangsstellung zu öffnender Ru­hestromkontakt (K₁) für das Schalten der ersten elektromagne­tischen Betätigungsvorrichtung (B₁) vorgesehen ist, während die zweite elektromagnetische Betätigungsvorrichtung (B₂) nach Schließen eines Arbeitskontaktes (K₂) über einen als Im­pulskontakt ausgebildeten Arbeitskontakt (K₃) einschaltbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Ruhestromkontakt (K₁) mittels eines Arbeitskontaktes (K₄) überbrückbar ist und über einen zweiten in Serie geschalteten Arbeitskontakt (K₅) ein- und ausschalt­bar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Haltekraft der ersten Betätigungs­vorrichtung (B₁) einstellbar (P₁) ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (16) in einer auf- und ab- sowie drehbeweglich in einem Gehäuse (4) gelagerten Gabel (18) drehbar gelagert und über eine federnd in der Ruhe­lage gehaltene Druckplatte (26) unter dem Einfluß der einen Elektromagneten (M₁) aufweisenden Betätigungsvorrichtung (B₁) in Anlage mit der Außenmantelfläche (15) der Spindel (14) ge­halten ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (53) eine auf der Spindel (14) befestigte Index-Scheibe (58) und einen mit der Index-Scheibe zusammenwirkenden Indexierstift (54) umfaßt, der von einer Feder (55) außer Eingriff mit der Index-Scheibe gehalten ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schleifausgangsstellung den die erste Betätigungseinrich­tung (B₁) beeinflussenden Ruhestromkontakt (K₁) öffnende Spindel (14) über den Indexierstift (54) der zweiten Betätigungsvor­richtung (B₂) beim Indexiervorgang in eine den Ruhestromkon­takt (K₁) schließende Stellung bewegbar ist.

Zeichnung