[0001] Die Erfindung betrifft eine Planschleifmaschine für im Wesentlichen flache Werkstücke,
die zum einen wenigstens eine Schleifspindel und ein insbesondere als eine weitere
Spindel oder Schleifspindel ausgebildetes Gegenlager umfasst, wobei zumindest die
Schleifspindel, und insbesondere auch die weitere Spindel, jeweils mit einer Planschleifscheibe
zum Planschleifen von zumindest einem Werkstück versehen ist, und die zum anderen
mit einer Kinematik, insbesondere Planetenkinematik, zur Erzielung einer Relativbewegung
zwischen zumindest einem insbesondere in der Kinematik geführten Werkstück und der
Drehachse der Schleifspindel(n) versehen ist.
[0002] Aus der Praxis sind derartige Planschleifmaschinen mit einer Planetenkinematik bekannt,
bei denen die Werkstücke durch Planeten mit Masken zwischen zwei Planschleifscheiben
geführt werden. Dabei werden hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit der fertig
geschliffenen Werkstücke gestellt.
[0003] Nachteilig hierbei ist, dass solche vorbekannten Planschleifmaschinen lediglich eine
Weiterentwicklung von Läppmaschinen darstellen und konzeptbedingt den Anforderungen
beim Schleifen in einer automatisierten Produktionsumgebung nicht gerecht werden können.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine Planschleifmaschine
anzugeben, mit der flache Werkstücke mit überlagerter radialer Wirkbewegung ein- oder
zweiseitig plan bzw. planparallel geschliffen werden können. Dabei soll die Planschleifmaschine
insbesondere sowohl für Ein- oder Zweiseitenplanschleifen mit radialen Werkstückoszillationen
als auch für das Ein- oder Zweiseitenplanschleifen mit zykloider Werkstückbewegung
geeignet sein. Die Planschleifmaschine soll vorzugsweise innerhalb eines sehr kompakten
Bauraums realisierbar sein und durch einen modularen Aufbau flexibel für verschiedene
kinematische Konzepte einsetzbar sein.
[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schleifspindel und das Gegenlager mit
entsprechenden Führungen an zwei Säulenbereichen gelagert sind, die übereinander angeordnet
und miteinander fluchtend und als Teile einer durchgehenden Säule, ausgebildet sind.
Hierdurch ist eine besonders stabile und technisch eher nicht aufwändige Konstruktion
für die Lagerung von Schleifspindel und Gegenlager gegeben, die je nach Ausprägung
sowohl eine axiale als auch radiale Zustellung der Schleifspindel und/oder des Gegenlagers
ermöglicht. Auch kann durch radiales Schwenken der Schleifspindel(n) ein Austausch
der Planschleifscheiben und/oder eine Änderung der Kinematik leicht erfolgen, da ein
einfaches Handling und insbesondere eine Verlagerung in eine Parkposition ohne erhöhten
Kraftaufwand möglich ist.
[0006] Auch kann eine Mehrfachnutzung der Achsen für die Zustellung und/oder die Oszillation
und/oder einen Vorschub beim Abrichten bzw. Messen etc. erfolgen.
[0007] Vorteilhafterweise kann das Gegenlager als eine Flanschaufnahme ohne Drehlagerung
oder als eine ohne Drehlagerung ausgebildete Aufnahme für eine Werkstückaufnahme ausgebildet
sein, so dass ein entsprechender Flansch bzw. eine entsprechend angepasste Werkstückaufnahme
dort vorgesehen werden können.
[0008] Erfindungsgemäß können die Schleifspindel und das als weitere Spindel oder Schleifspindel
ausgebildete Gegenlager zumindest annähernd parallel ausgerichtete Drehachsen aufweisen,
so dass bei entsprechender rotatorischer Bewegung der beiden Spindel planparallele
Oberflächen der zu bearbeitenden Werkstücke erzielbar sind.
[0009] Verzugsweise kann die Planschleifmaschine einen modularen Aufbau haben und das Gegenlager
als multifunktionale Spindelaufnahme ausgebildet sein, in der entweder ein Spindelkörper
ohne Drehlagerung mit einer Flanschbefestigungseinrichtung für die Anbringung eines
Flansches oder aber eine vollständige zweite Schleifspindel anbringbar ist, so dass
eine hohe Flexibilität für verschiedenste Bearbeitungsschritte und/oder -verfahren
gegeben ist.
[0010] Vorteilhafterweise können die Führungen der Schleifspindel und des Gegenlagers für
eine rotatorische, insbesondere weggebundene, Zustellung ausgebildet sein, so dass
durch die Führungen eine Drehachse gebildet wird. Bei weggebundener Zustellung ist
eine hohe Zustellgenauigkeit gegeben.
[0011] Auch können die Führungen der Schleifspindel und des Gegenlagers für eine axiale,
insbesondere weggebundene, Längszustellung ausgebildet sein, so dass durch die Führungen
eine Linearachse gebildet wird. Bei weggebundener Zustellung ist eine hohe Zustellgenauigkeit
gegeben und es werden kalkulierbare Abtragsraten auch bei verschiedener Schnittfreudigkeit
der Planschleifscheiben gegenüber einer kraftgebundenen Zustellung erreicht.
[0012] Erfindungsgemäß können die Führungen der Schleifspindel und des Gegenlagers jeweils
als hydrostatische Führungen ausgebildet sein, so dass durch die Führungen sowohl
Drehachse als auch Linearachse gebildet sind, wobei hierdurch ein gutes Dämpfungsvermögen
mit einer hohen Steifigkeit kombiniert ist.
[0013] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Führungen der
Spindeln an der durchgehenden Säule übereinander greifend gelagert sein, wobei jeweils
eine Führung der einen Spindel zwischen den beiden Führungen der anderen Spindel an
der Säule gelagert ist, so dass durch eine größere Führungslänge eine besonders hohe
Steifigkeit gegeben ist.
[0014] Vorteilhafterweise können an beiden Spindeln Planschleifscheiben vorgesehen sein,
die übereinander angeordnet sind, so dass eine zweiseitige Bearbeitung der Werkstücke
in einem Arbeitsstück möglich ist.
[0015] Erfindungsgemäß kann zumindest eine Planschleifscheibe, insbesondere die obere Planschleifscheibe,
vorzugsweise durch ein zwischen drehmomentsteifem Schleifscheibenflansch und Planschleifscheibe
angeordnetes Zwischenelement mit variabler Steifigkeit, schwimmend, gelagert sein,
so dass bei Schleifbeginn vorhandene unterschiedlich Höhen der in einem Arbeitsgang
zu bearbeitenden verschiedenen Werkstücke kompensiert werden können. Alternativ kann
jedoch auch eine starre Lagerung von zumindest einer insbesondere von beiden Planschleifscheiben,
möglich sein.
[0016] Auch kann zumindest eine Planschleifscheibe, insbesondere die obere Planschleifscheibe,
bei schwimmender Lagerung gegen Verkippen feststellbar gelagert sein, so dass durch
eine einstellbare Nachgiebigkeit die Steifigkeit während des Verlaufs des Schleifvorgangs
anpassbar ist, so dass die Gefahr von sich aufbauenden Schwingungen reduziert werden
kann und somit eine hohe Formgenauigkeit der Werkstücke durch eine kurz vor Erreichen
des Werkmaßes dann parallel ausgebildeten Arbeitsspalt realisierbar ist. Dies kann
beispielsweise durch eine Polymerlage, durch Federn mit einstellbarer Vorspannung
oder durch Zylinder, insbesondere Hydraulikzylinder, mit einstellbarem Druck realisiert
sein.
[0017] Vorzugsweise kann zumindest eine Planschleifscheibe, insbesondere die obere Planschleifscheibe,
gegen rotatorisches Verdrehen feststellbar gelagert sein, so dass diese Planschleifscheibe
wahlweise auch als nicht rotierende Auflagefläche einsetzbar ist.
[0018] Weiterhin kann eine Schleifspindel, insbesondere die untere Schleifspindel, mit Planeten
sowie einem die Planeten innenseitig umgebenden inneren und einem die Planeten außenseitig
umgebenden äußeren Stiftkranz versehen sein, wobei ein Stiftkranz, insbesondere der
innere Stiftkranz, zum Antrieb der Planeten rotatorisch angetrieben ist, und der andere
Stiftkranz zum Abrollen der Planeten ausgebildet ist.
[0019] Dabei kann die Schleifspindel mit den Stiftkränzen als Doppelspindel für den Antrieb
des die Planeten antreibenden Stiftkranzes einerseits und für den Antrieb der eigentlichen
Schleifspindel andererseits ausgebildet sein, wobei insbesondere die Stiftkränze mit
den dazwischen geführten Planeten um die vorzugsweise ringförmig ausgebildete Planschleifscheibe
angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine zykloidische Wirkbewegung der Werkstücke
auf der/den Planschleifscheibe(n). Alternativ ist auch eine Bewegung des äußeren oder
beider Stiftkränze denkbar. Durch die Planetenkinematik wird eine hohe Formgenauigkeit
der Werkstücke erzielt.
[0020] Auch kann eine Schleifspindel, insbesondere die obere Schleifspindel, als Hohlspindel
für die Zufuhr von einem Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, durch die an dieser
Schleifspindel vorgesehene Planschleifscheibe ausgebildet sein, so dass zusätzliche
Elemente für die Zufuhr des Kühlmediums nicht erforderlich sind und das Kühlmedium
in geeigneter Weise an den entsprechenden Bereich der Bearbeitungszone geleitet werden
kann.
[0021] Vorteilhafterweise kann zumindest ein taktiler und/oder ein optischer Messtaster
vorgesehen sein, unter den zumindest eine Planschleifscheibe, insbesondere zur Bestimmung
der Verschleißhöhe und/oder des Verschleißprofils an vorzugsweise verschiedenen radialen
Positionen, bringbar ist.
[0022] Auch kann eine Spindel mit einem Messkopf, insbesondere einem in Richtung der anderen
Spindel bzw. des Gegenlagers verlängert angebrachtem Messkopf und die andere Spindel
bzw. das Gegenlager mit einer Maßverkörperung, insbesondere einer zur Ermöglichung
von Messungen bei unterschiedlichen Drehlagen gekrümmt ausgebildeten Maßverkörperung,
versehen sein, so dass durch direkte Messung zwischen der Schleifspindel und dem Gegenlager
keine Summenfehler gegenüber Einzelmessungen der jeweiligen Positionen resultiert
und die Messung zudem nahe an der Bearbeitungszone erfolgt. Durch die gekrümmt ausgebildeten
Maßverkörperung sind Messung bei unterschiedlichen Drehlagen möglich.
[0023] Erfindungsgemäß kann ein Tisch zum Be- und Entladen mit einer Planetenkinematik mit
Planeten sowie einem die Planeten innenseitig umgebenden inneren und einem die Planeten
außenseitig umgebenden äußeren Stiftkranz versehen sein, wobei ein Stiftkranz, insbesondere
der innere Stiftkranz, zum Antrieb der Planeten rotatorisch angetrieben ist, und der
andere Stiftkranz zum Abrollen der Planeten ausgebildet ist, wobei der Tisch außerhalb
des Schleifbereichs angeordnet ist.
[0024] Dabei können die Stifte zumindest eines Teilbereichs des jeweiligen äußeren Stiftkranzes
sowohl von der Maschine als auch vom Tisch zum Entladen von Planeten oder zum Beladen
mit Planeten zumindest in einem Teilbereich absenkbar ausgebildet sein, so dass ein
automatisiertes Be- und Entladen erfolgen kann, in dem die beiden äußeren Stiftkränze
abgesenkt und die Planeten beispielsweise mittels eines Schiebers zwischen dem Tisch
und der Planschleifscheibe übergeben werden. Damit ist die Bestückung des Tischs parallel
zu einer laufenden Schleifbearbeitung möglich.
[0025] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Abrichtsystem für
ein automatisiertes Abrichten vorgesehen sein, wobei die Planschleifscheibe für die
Zustellbewegung beim Abrichten verlagerbar ist, so dass ein automatisiertes Abrichten
durch ein Abrichtsystem, an welches wenigsten eine Planschleifscheibe herangeschwenkt
wird, erfolgen kann.
[0026] Im Folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Planschleifmaschine
und
- Fig. 2
- eine in Draufsicht schräg von oben dargestellte Ausschnittsvergrößerung eines zweiten
Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Planschleifmaschine.
[0027] In beiden Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende
Bezugszeichen verwendet.
[0028] Fig. 1 zeigt eine Planschleifmaschine 1 für im Wesentlichen flache Werkstücke 2,
die zwei übereinander angeordnete Schleifspindeln 3, 4 umfasst, die jeweils mit einer
Planschleifscheibe 5, 6 zum Planschleifen von zumindest einem Werkstück 2 versehen
sind. Die Planschleifmaschine 1 ist darüber hinaus mit einer Planetenkinematik 7 zur
Erzielung einer Relativbewegung zwischen den in der Kinematik geführten Werkstücken
2 und der Drehachsen der Schleifspindeln 3, 4 versehen. Dabei sind die Schleifspindeln
3, 4 an zwei Säulenbereichen gelagert, die übereinander angeordnet und miteinander
fluchtend und als Teile einer durchgehenden Säule 8, ausgebildet sind.
[0029] Dabei sind die Führungen der Schleifspindeln 3, 4 für eine rotatorische weggebundene
Zustellung und für eine axiale weggebundene Längszustellung ausgebildet, wobei die
Führungen der Schleifspindeln 3, 4 jeweils als hydrostatische Führungen ausgebildet
sind und an der durchgehenden Säule übereinander greifend gelagert sind, in dem jeweils
eine Führung der einen Spindel zwischen den beiden Führungen der anderen Spindel an
der Säule 8 gelagert ist.
[0030] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann die untere Schleifspindel 4 mit Planeten 9 sowie
einem die Planeten 9 innenseitig umgebenden inneren Stiftkranz 10 und einem die Planeten
9 außenseitig umgebenden äußeren Stiftkranz 11 versehen sein, wobei der innere Stiftkranz
10 zum Antrieb der Planeten 9 rotatorisch angetrieben ist und der äußere Stiftkranz
11 zum Abrollen der Planeten 9 ausgebildet ist.
[0031] Weiterhin ist ein Tisch 12 zum Be- und Entladen mit einer weiteren Planetenkinematik
13 mit weiteren Planeten 14 sowie einem die Planeten 14 innenseitig umgebenden inneren
Stiftkranz 15 und einem die Planeten 14 außenseitig umgebenden äußeren Stiftkranz
16 versehen, wobei der innere Stiftkranz 15 zum Antrieb der Planeten 14 rotatorisch
angetrieben ist und der äußere Stiftkranz 16 zum Abrollen der Planeten 14 ausgebildet
ist. Der Tisch 12 ist dabei außerhalb des Schleifbereichs angeordnet.
[0032] Für das Be- und Entladen der mit der Planetenkinematik 7 versehenen Planschleifscheibe
6 sind die Stifte zumindest eines Teilbereichs des jeweiligen äußeren Stiftkranzes
11, 16 zumindest in einem Teilbereich absenkbar ausgebildet.
1. Planschleifmaschine (1) für im Wesentlichen flache Werkstücke (2), die zum einen wenigstens
eine Schleifspindel und ein insbesondere als eine weitere Spindel oder Schleifspindel
(3, 4) ausgebildetes Gegenlager umfasst, wobei zumindest die Schleifspindel (3, 4),
und insbesondere auch die weitere Spindel, jeweils mit einer Planschleifscheibe (5,
6) zum Planschleifen von zumindest einem Werkstück (2) versehen ist, und die zum anderen
mit einer Kinematik, insbesondere Planetenkinematik (7), zur Erzielung einer Relativbewegung
zwischen zumindest einem insbesondere in der Kinematik geführten Werkstück (2) und
der Drehachse der Schleifspindel(n) (3, 4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifspindel (3, 4) und das Gegenlager mit entsprechenden Führungen an zwei
Säulenbereichen gelagert sind, die übereinander angeordnet und miteinander fluchtend
und als Teile einer durchgehenden Säule (8), ausgebildet sind.
2. Planschleifmaschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager als eine Flanschaufnahme ohne Drehlagerung oder als eine ohne Drehlagerung
ausgebildete Aufnahme für eine Werkstückaufnahme ausgebildet ist.
3. Planschleifmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifspindel und das als weitere Spindel oder Schleifspindel ausgebildete Gegenlager
zumindest annähernd parallel ausgerichtete Drehachsen aufweisen.
4. Planschleifmaschine (1) nach den Ansprüchen 1 und 2 und/oder den Ansprüchen 1 und
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planschleifmaschine (1) einen modularen Aufbau hat und das Gegenlager als multifunktionale
Spindelaufnahme ausgebildet ist, in der entweder ein Spindelkörper ohne Drehlagerung
mit einer Flanschbefestigungseinrichtung für die Anbringung eines Flansches oder aber
eine vollständige zweite Schleifspindel (3, 4) anbringbar ist.
5. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen der Schleifspindel (3, 4) und des Gegenlagers für eine rotatorische,
insbesondere weggebundene, Zustellung ausgebildet sind.
6. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen der Schleifspindel (3, 4) und des Gegenlagers für eine axiale, insbesondere
weggebundene, Längszustellung ausgebildet sind.
7. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen der Schleifspindel (3, 4) und des Gegenlagers jeweils als hydrostatische
Führungen ausgebildet sind.
8. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen der Spindeln an der durchgehenden Säule (8) übereinander greifend gelagert
sind, wobei jeweils eine Führung der einen Spindel zwischen den beiden Führungen der
anderen Spindel an der Säule (8) gelagert ist.
9. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Spindeln Planschleifscheiben (5, 6) vorgesehen sind, die übereinander angeordnet
sind.
10. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach
dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Planschleifscheibe (5, 6), insbesondere die obere Planschleifscheibe
(5), vorzugsweise durch ein zwischen drehmomentsteifem Schleifscheibenflansch und
Planschleifscheibe angeordnetes Zwischenelement mit variabler Steifigkeit, schwimmend,
gelagert ist.
11. Planschleifmaschine (1) nach dem einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere
nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Planschleifscheibe (5, 6), insbesondere die obere Planschleifscheibe
(5), bei schwimmender Lagerung gegen Verkippen feststellbar gelagert ist.
12. Planschleifmaschine (1) nach dem einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere
nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Planschleifscheibe (5, 6), insbesondere die obere Planschleifscheibe
(5), gegen rotatorisches Verdrehen feststellbar gelagert ist.
13. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schleifspindel (3, 4), insbesondere die untere Schleifspindel (4), mit Planeten
(9) sowie einem die Planeten (9) innenseitig umgebenden inneren und einem die Planeten
(9) außenseitig umgebenden äußeren Stiftkranz (10, 11) versehen ist, wobei ein Stiftkranz
(10, 11), insbesondere der innere Stiftkranz (10), zum Antrieb der Planeten (9) rotatorisch
angetrieben ist, und der andere Stiftkranz (11) zum Abrollen der Planeten (9) ausgebildet
ist.
14. Planschleifmaschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifspindel (3, 4) mit den Stiftkränzen (10, 11) als Doppelspindel für den
Antrieb des die Planeten (9) antreibenden Stiftkranzes (10, 11) einerseits und für
den Antrieb der eigentlichen Schleifspindel (3, 4) andererseits ausgebildet ist, wobei
insbesondere die Stiftkränze (10, 11) mit den dazwischen geführten Planeten (9) um
die vorzugsweise ringförmig ausgebildete Planschleifscheibe (5, 6) angeordnet sind.
15. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schleifspindel (3, 4), insbesondere die obere Schleifspindel (3), als Hohlspindel
für die Zufuhr von einem Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, durch die an dieser
Schleifspindel (3) vorgesehene Planschleifscheibe (5) ausgebildet ist.
16. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein taktiler und/oder ein optischer Messtaster vorgesehen ist, unter den
zumindest eine Planschleifscheibe (5, 6), insbesondere zur Bestimmung der Verschleißhöhe
und/oder des Verschleißprofils an vorzugsweise verschiedenen radialen Positionen,
bringbar ist.
17. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spindel mit einem Messkopf, insbesondere einem in Richtung der anderen Spindel
bzw. des Gegenlagers verlängert angebrachtem Messkopf und die andere Spindel bzw.
das Gegenlager mit einer Maßverkörperung, insbesondere einer zur Ermöglichung von
Messungen bei unterschiedlichen Drehlagen gekrümmt ausgebildeten Maßverkörperung,
versehen ist.
18. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tisch (12) zum Be- und Entladen mit einer Planetenkinematik (13) mit Planeten
(14) sowie einem die Planeten (14) innenseitig umgebenden inneren und einem die Planeten
(14) außenseitig umgebenden äußeren Stiftkranz (15, 16) versehen ist, wobei ein Stiftkranz
(15, 16), insbesondere der innere Stiftkranz (15), zum Antrieb der Planeten (14) rotatorisch
angetrieben ist, und der andere Stiftkranz (16) zum Abrollen der Planeten (14) ausgebildet
ist, wobei der Tisch (12) außerhalb des Schleifbereichs angeordnet ist.
19. Planschleifmaschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte zumindest eines Teilbereichs des jeweiligen äußeren Stiftkranzes (11,
16) sowohl von der Maschine als auch vom Tisch (12) zum Entladen von Planeten (9)
oder zum Beladen mit Planeten (14) zumindest in einem Teilbereich absenkbar ausgebildet
sind.
20. Planschleifmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abrichtsystem für ein automatisiertes Abrichten vorgesehen ist, wobei die Planschleifscheibe
(5, 6) für die Zustellbewegung beim Abrichten verlagerbar ist.