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12. Oktober 2021Sonderschleifmaschinen laufen nicht einfach so vom Band. Es handelt sich dabei, wie der Name schon sagt, um Sonderanfertigungen, die vom Standard abweichen und für einen bestimmten Zweck konstruiert werden. Die GST Grinder GmbH im österreichischen Sierndorf bei Wien hat sich auf den Bau von solchen Sonderschleifmaschinen spezialisiert. In diesem Beitrag stellen wir einige dieser speziellen Schleifmaschinen vor.
Sonderanfertigung für besondere Einsätze
Es gibt Schleifmaschinen, die werden nur zu einem speziellen Zweck konstruiert. Dahinein fallen beispielsweise Nockenwellen-, Walzen- oder Strömungsschleifmaschinen.
Solche Sonderanfertigungen werden in Zusammenarbeit mit dem Kunden und dem Maschinenbauer entwickelt. So auch bei der GST der Fall ist, die sich auf Sonderschleiflösungen fürs Rundschleifen spezialisiert hat.
Die Schleifmaschinen von GST kommen zum Einsatz beim:
- Ringschleifen
- Flachschleifen
- Profilschleifen
- Bandschleifen mit Endlosband
Maschinenmerkmale bei GST
Schleifmaschinen aus dem Hause GST ermöglichen eine Komplettbearbeitung des Werkstückes in nur einer Aufspannung. Dabei werden alle Achsen der Maschine CNC-gesteuert und die Prozessmessung erfolgt automatisch; inklusive der Rundheitskompensation.
Für die Schleifspindel hat sich GST eine besondere Stabilität mit Wälzlagerung einfallen lassen. Man bietet eine Linearantriebstechnik und der Mittenantrieb ermöglicht die Werkstückmitnahme mit geregelter Drehzahl.
Weitere Merkmale sind:
- Kreuzschlittenkonfiguration
- Zustellschlitten mit Rollenumlaufführung
- Selbstzentrierende Lünetten
- zusätzlicher Kreuzschlitten mit Innenschleifspindel für die gleichzeitige Bearbeitung der Nadellagerbohrung (optional)
- Kühlmittel: Öl oder Emulsion
- hohe Energieeffizienz durch kompakte Bauweise
- kurze Rüstzeiten durch Wechselhilfen, automatisches Einrichten und automatische Verstellung der Tischbaugruppen
- Stand-Alone-Lösung mit GST Belader und Werkstückmagazin, oder Einbindung in verkettete Anlage
Lünette – auch "Bogenfeld" genannt, ursprünglich wird damit die Umrandung einer Uhr bezeichnet. Die selbstzentrierende Lünette ist ein "Chucking Tool" im Maschinenbau, ein "Spannzeug" zur Aufspannung von Werkstücken.
Doppelkopf-Verzahnungsschleifmaschine
In Zusammenarbeit mit Böhler Uddeholm entwickelte GST eine Lösung, mit der beidseitiges Schleifen von Endlosbändern im Durchlaufverfahren möglich ist. Die Aufgabe bestand, zwei Schleifeinheiten sollen synchron ein durchlaufendes Band bearbeiten können. Auch sollte mit erhöhter Bandgeschwindigkeit (50 m /Min.) die Erzeugung einer Schneide möglich sein.
Technische Lösung
Bei dieser Außenrundschleifmaschine von Böhler Uddeholm sind zwei Schleifscheibenzustelleinheiten gegenüberliegend angeordnet. Das Abrichten erfolgt durch vorgespannte Führungen, die an der Schleifscheibenzustelleinheit montiert sind.
Das zu schleifende Band wird senkrecht auf einem höhenverstellbaren Tisch von Treibereinheiten transportiert. Mittels Höhenverstellung wird die Bandhöhe und der Eingriffswinkel der Schleifscheibe voreingestellt.
Gleichzeitig hat man die beiden Schleifscheiben seitlich um rund 1100 mm versetzt. Der Scheibendurchmesser beträgt 750 mm, was eine vernünftige Nutzung dieses Systems ermöglicht.
Optimierter Schleifprozess
Für den Schleifprozess wird das Band mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit an den Schleifscheiben (synchron arbeitend, seitlich versetzt gegenüberliegend montiert) vorbeigezogen. Die Geschwindigkeit wird von der Schleifscheibendrehzahl, der Gewindesteigung und dem Gewindetyp bestimmt.
Sicherheitsfunktionen
Da mit Gewindediamantrollen gearbeitet wird, müssen diese vor Zerstörung geschützt werden. Dafür wurde eine Funktion in die Sonderschleifmaschine inkludiert, die auch bei Wälzfräsmaschinen für die Maschinen- und Werkzeugsicherheit sorgt.
Kommt es zu einem unvorhergesehenen Spannungsausfall, einem Not-Aus oder einer Maschinenstörung, wird die Abrichtachse zurückgezogen und der Synchronlauf von Diamantrolle und Schleifscheibe für ca. 3 Sekunden weiter geführt. Im Fall eines Spannungsausfalls wird die Steuerung für diesen Zeitrahmen gepuffert.
Bandschleifmaschinen – sind als Plan-, Rund-, Profil- oder Formschleifmaschinen im Einsatz. Mit ihnen wird entweder bei konstantem Anpressdruck oder mit konstanter Zustellung geschliffen. Mit konstantem Anpressdruck lassen sich dünne Materialschichten abtragen. Will man plattenförmige Werkstücke planschleifen, muss man mit konstanter, maschineller Zustellung arbeiten.
Weitere technische Details wie Spindeldrehzahl, Bandbreiten, Drehzahlverhältnisse zu dieser Sonderschleifmaschine fordern Sie bitte direkt bei GST an.
Hochgeschwindigkeits-Flachschleifmaschine
Diese Sonderschleifmaschine, die mit der TU Wien und der Firma Tyrolit gemeinsam entwickelt wurde, wurde als Versuchsmaschine für die Forschung und Entwicklung gebaut. Der Entwicklungsschwerpunkt lag darauf, eine hohe Schnittgeschwindigkeit und große Werkstückgeschwindigkeiten für den Prozess des Pendelschleifens zu erproben.
Ausgangspunkt bildete eine Flachschleifmaschine für keramische CBN-Schleifkörper und Korundschleifscheiben, bei der eine Schleifgesschwindigkeit von 200 m/Min., in Abhängigkeit von Masse und Beschleunigungsverhalten der Achse, angestrebt wurde.
Die Zustellung und Querverstellung wurde so konstruiert, dass sie über eine X- und Y-Achse mit Kugelgewindespindeln erfolgt. Die Maschinenumhausung selbst wurde für Öl- und Emulsionsbetrieb ausgelegt.
Flachschleifmaschinen – unterscheidet man in Umfangs- und Stirnschleifmaschinen. Flachschleifmaschinen werden im Schnittwerkzeug, Vorrichtungs- und Formenbau sowie im allgemeinen Maschinenbau eingesetzt.
Die Tyrolit Hochgeschwindgkeits-Flachschleifmaschine, eine Versuchsmaschine in Kooperation mit der TU Wien entwickelt von GST Grinder. Foto: GST.
CBN-Schleifmaschine zur Bearbeitung von Ringen
Diese Sonderschleifmaschine aus dem Hause GST sollte eine Außenbearbeitung von geschlossenen Ringen im Geradeeinstichverfahren ermöglichen. Die Außenkontur des Werkstückes hat durch Interpolieren der galvanischen CBN-Formscheibe über die X- und Z-Achse zu erfolgen.
Die Basis für diese Sonderlösung bildete eine GST-Typ Complete Gear CBN. Dabei wurde die Werkstückaufnahme über eine besondere Vorrichtung außerhalb der Maschine geplant. Den Wechsel soll ein Kran oder eine Hebehilfe durchführen.
Sonderlösung einer CBN-Schleifmaschine auf Basis einer GST-Typ Complete Gear CBN, für den Kunden Federal Mogul. Foto: GST
Technische Lösung
Die Schleifspindel (80 kW) wurde auf einem Kreuzschlitten mit X- und Z-Achse montiert. Beide Achsen steuern Linearmotore mit direktem Messsystem. Als Schleifscheibenaufnahme wurde ein HSK 125 in die Spindel eingebracht. Das Auswuchtsystem (MPM) ist ein Auswuchtring, der auf der Spindel aufgesetzt wurde.
Der Werkstückspindelstock ist mit einem Torquemotor ausgestattet. Das Zusammenspiel mit den Achsen ist bei höchster Positionsgenauigkeit und bei kleineren Drehzahlen auch bei hohem Drehmoment somit möglich. Die, bei Federal Mogul vorhandene Konstruktion zur Aufnahme des Werkstückträgers wurde komplett von GST übernommen. Die Spannkraft kann manuell zwischen 50 und 100 kN eingestellt werden.
Über die Bedien-/Ladetür wird auf die Durchmesser von Werkstück und Schleifscheibe geblickt. Hier findet das Wechseln des Werkstückes / der Werkstückspannvorrichtung statt. Der Zugang von unten – für den Bediener und oben – für die Kranaufnahme ist frei. Optional bot man auch noch eine automatisierte Bedientür/Ladetür an.
Sonderschleifmaschine zur Pendelhub- und Stückschleifbearbeitung
Auch diese Sonderschleifmaschine wurde für Versuchsaufbauten zur Forschung der Pendelhub- und Stückschleifbearbeitung konstruiert.
Die Herausforderung bestand darin, der Schleifmaschine und der auf einem Kreuzschlitten aufgesetzten Schleifeinheit variable Schleifscheibendurchmesser von 600 – 1200 mm zu ermöglichen. Dabei sollten drei unterschiedliche Schleifscheibenarten und drei wechselbare Schutzhauben aufgesetzt werden können. Die Schutzhauben gaben die Parameter des Schleifscheibenantriebs vor. Die Nachführung der Kühlmitteldüsen sollte manuell erfolgen.
Eine Sonderschleifmaschine für Versuchsarbeiten, entwickelt von der GST Grinder in Kooperation mit der Technischen Universität Graz für die Pendelhub- und Stützschleifbearbeitung. Foto: Lunghammer, TU Graz.
Technische Lösung
Die Schleifspindeln sind wälzgelagert und werden von einem 45 kW bzw. 22 kW Spindelmotor angetrieben. Die max. Drehzahl von 4000 U/Min. entspricht 125 m/Sek. bei der CBN-Schleifscheibe. Die Werkstückspindeln werden zudem von einem 22 kW bzw. 15 kW Direktantrieb angetrieben.
Die Pendelhubbearbeitung von Kurbelwellen verlangte eine Regelsteifigkeit im unteren Drehzahlbereich (~ 50 U/Min.) des Motors. Für das Stützschleifen war eine Drehzahl < 4000 U/Min. anzustreben.
Wie die Schleifscheibenschutzhauben wurde auch die Innenschleifeinheit einwechselbar am Schleifbock montiert.
Alle Schleifscheiben, auch die Stützschleifscheibe, werden bei dieser Sonderschleifmaschine über eine zentral aufgebaute Abrichteinheit konditioniert. Diese Einheit kann sowohl Profil-, als auch Formabrichtrollen aufnehmen. Die Rollen sind auf einem Abrichtdorn montiert und sind leicht wechselbar.
Die Werkstückträger können zwischen Spitzen in Werkstück mit einer Länge von 1500 mm bei einer Spitzenhöhe von 300 mm aufnehmen. Das max. Aufnahmegewicht ist 700 kg. Die Zylinderkorrektur wird über den Reitstock manuell vorgenommen.
Durch den Maschinenaufbau können, bis auf die Werkzeugträger, alle Wechsel- und Einstellvorgänge an der rechten Maschinentür vorgenommen werden. Die Maschine wurde geometrisch nach halber Toleranz der DIN 8630 gefertigt.
Zusammenfassung Sonderschleifmaschinen
Die Sonderschleifmaschinen als Spezialgebiet der Firma GST Grinder GmbH im österreichischen Sierndorf stellen allesamt Individuallösungen dar. Sie werden in Zusammenarbeit mit dem Kunden konstruiert und für spezielle Anforderungen gebaut.
Neben der Großserienfertigung von Schleimaschinen bietet die GST somit individuelle Lösungen, auch bei hoher Teilevielfalt, an.
Sie wollen mehr über die Sonderschleiflösungen von GST Grinder GmbH erfahren? Dann laden Sie sich hier den Prospekt herunter.
Quelle: alle Definitionen von Fachwissen-Technik.de
