Maschine zum Schleifen von Wälzkörpern mit gekrümmter Erzeugender. Vorliegende Erfindung (Erfinder E. G. Hjärpe) betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von Wälzkörpern mit gekrümmter Erzeugender, beispielsweise Rollen und Lauf ringen für Rollen- oder Kugellager, mit einem Arbeitsspindelstock und einem rotie renden Schleifkörper und mit relativer Schwingungs- und Verschiebungsbewegung zwischen dem Arbeitsspindelstock und dem Schleifkörper. Der Zweck der Erfindung ist, das Leistungsvermögen der Schleifmaschinen dieses Typs zu erhöhen und dadurch eine bessere Verwertung der Zeit des die Maschine bedienenden Arbeiters als bisher möglich zu gestatten.
Die Schleifmaschine nach der Er findung wird dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsspindelstock zwei Spannvorrich tungen trägt, die in bezug zu einer zur Schwingungsachse winkelrechten und die Drehachse des Schleifkörpers enthaltenden Ebene symmetrisch angeordnet sind, zwecks gleichzeitiger Bearbeitung von zwei Werk stücken mittels einem und demselben Schleif- körper. Auf Grund dessen, dass die Werk stücke in bezug zur erwähnten Ebene sym metrisch getragen werden, erhalten sie beim Schleifen genau gleiche Form, und die Ar beitsfläche der Schleifscheibe wird gleich zeitig durch Verschleiss gegen die Werk stücke zu .solcher Form abgenutzt, dass sie längs ihrer ganzen Breite gegen die Werk stücke anliegt,
was von wesentlicher Bedeu tung für die Leistung und Genauigkeit des Schleifens ist.
In der Zeichnung sind eine bekannte Schleifmaschine und zwei Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes darge stellt. Fig. 1 und 2 zeigen schematisch eine waagrechte bezw. eine senkrechte Projektion einer Schleifmaschine mit schwingbarem Ar beitsspindelstock, der wie bisher gebräuchlich nur mit einer Spannvorrichtung für ein ein ziges Werkstück versehen worden war. Diese Figuren veranschaulichen das Prinzip der Erzeugung von Wälzkörpern mit gekrümm ter Erzeugender durch Schleifen mittels eines schwingbaren Arbeitsspindelstockes. Fig. 3 und 4 zeigen schematisch zwei gegeneinander winkelrechte, teilweise Vertikalprojektionen einer Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt der in Fig. 3 und 4 schematisch veranschaulichten Schleifmaschine und Fig. 6 ist ein Fragment der Fig. 5 mit gewissen Teilen in anderer Stellung. Fig. 7 zeigt teil weise im Schnitt eine Vertikalprojektion des Arbeitsspindelstockes, rechtwinklig im Ver hältnis zur Fig. 5 gesehen. Fig. 8 zeigt einen Teil des Arbeitsspindelstockes im waagrech ten Schnitt. Fig. 9 zeigt ein Kupplungs schema der Vorschubanordnung und eine Messanordnung zur selbsttätigen Ausschal tung des Vorschubes, wenn das Werkstück die gewünschte Abmessung erhalten hat. Fig. 10 bis 12 zeigen zwei gegeneinander winkelrechte Vertikalprojektionen und eine waagrechte Projektion einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung.
In den sämtlichen Abbildungen werden gleiche Hinweisungs bezeichnungen für entsprechende Teile ange wendet.
Bei der in Fig. 1 und 2 schematisch ge zeigten Schleifmaschine, bisher bekannter Bauart, ist 1 die Schleifscheibe und 2 der Arbeitsspindelstock, in welchem ein einziges Werkstück, eine Rolle 3, zwischen einer Spitze 4 und einer Treibplatte 5 aufgespannt ist. Die Schleifscheibe 1 wird von einem in Fig. 2 gezeigten Spindelstock 7 getragen, der in einer durch den Pfeil angegebenen Rich tung zum Erhalten einer Vorschubbewegung verschiebbar ist. Dieser Spindelstock ist mit Anordnungen versehen, die zum Rotieren der Schleifscheibe in der durch den Pfeil ange deuteten Richtung dienen. Der Arbeitsspin delstock 2 ist schwingbar um eine Schwin gungsachse 6 herum angeordnet und mit An ordnungen versehen zum Rotieren der Treib- platte 5 in der durch den Pfeil angedeute ten Richtung.
Wenn der Arbeitsspindelstock hin und her an der Schleifscheibe vorbei in Bewe gung gesetzt wird, bei gleichzeitigem Um lauf sowohl des Werkstückes, als auch der Schleifscheibe um ihre eigenen Achsen herum und bei gegenseitiger Vorschubbewegung zwischen dem Arbeitsspindelstock und dem Schleifscheibenspindelstock, wird das Werk stück, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zu einem Wälzkörper mit gekrümmter Erzeugender geformt.
Auf Grund dessen, dass die Dreh achse der Schleifscheibe und die Berührungs- linie zwischen Schleifscheibe und Werkstück in der einen und derselben zur Schwingungs- achse winkelrechten Ebene liegen, erhält die Erzeugende, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Form eines Kreisbogens mit dem Mittelpunkt auf der Schwingungsachse gelegen.
Der Halbmesser r des Kreisbogens wird gleich dem Abstand zwischen der Berührungslinie und der Schwingungsachse. Während des Schleifvorganges wird die Schleifscheibe durch Abnutzung gegen das Werkstück in solcher Weise geformt, dass ihre eigene Er zeugende die: Form eines Kreisbogens mit gleichem Halbmesser und demselben Mittel punkt erhält. Hierdurch wird die Schleif scheibe gegen das Werkstück längs der ganzen Breite ihrer wirksamen Arbeitsfläche anliegen, wodurch ein ebenes und genaues Schleifen und eine erhebliche Leistung er zielt werden.
Fig. 3 und 4 zeigen schematisch einen Teil einer Schleifmaschine zum gleichzeiti gen Schleifen zweier Werkstücke, die in der gezeigten Ausführungsform Rollenlagerrol- len 3 darstellen. Der Arbeitsspindelstock 2 der Maschine ist schwingbar angeordnet, und der den Schleifkörper tragende Spindelstock ist verschiebbar und trägt einen Antriebsmo tor für die den Schleifkörper bildende Schleifscheibe in grundsätzlich derselben Weise wie bei der Maschine nach den Fig. 1 und 2.
Der Arbeitsspindelstock 2 trägt zwei Spannvorrichtungen, die symmetrisch ange ordnet sind in bezug zu der die Drehachse der Schleifscheibe enthaltenden, zur Schwin gungsachse 6 winkelrechten Ebene a--a. Auf Grund dessen, dass die Rollen nicht so ange bracht sind, dass ihre Axen in der Ebene a-a sich befinden, erhalten ihre Erzeugenden nicht genaue Kreisbogenform. Dies setzt im allgemeinen voraus, dass eine zur Schwin- z gungsachse winkelrechte Ebene, die die Dreh achse des Werkstückes enthält, auch die Be rührungslinie zwischen Werkstück und Schleifscheibe enthalten soll.
Zwei zur Schwingungsachse winkelrechte, durch die Drehachsen der Werkstücke gehende Ebenen, werden in Fig. ä durch die Linien b-b und c-c gezeigt. Diese Linien gehen, wie er sichtlich, nicht durch die Berührungspunkte zwischen der Schleifscheibe und dem Werk stück, weshalb die oben angegebene Bedin gung bei der in Fig. 3 und 4 schematisch ge zeigten Schleifmaschine nicht erfüllt wird. Auf Grund dessen, dass die beiden Rollen 3 in bezug auf die Ebene a-a symmetrisch getragen sind, werden sie indessen zu gegen seitig genau gleicher Form geschliffen und erzeugen je für sich die gleiche Form der Arbeitsfläche der Schleifscheibe.
Es hat sich bei eingehenden Versuchen gezeigt, dass die Abweichungen der Erzeugenden von der Kreisbogenform äusserst unbedeutend sind und auf die Verwendbarkeit der geschliffe nen Rollen keine schädliche Einwirkung haben, wenn der Abstand zwischen den Ebenen b-b und c-c im Verhältnis zum Durchmesser der Schleifscheibe klein ist. Die Schleifscheibe wird gegen die Rollen mit ihrer ganzen wirksamen Arbeitsfläche an liegen, und das Schleifen erfolgt deshalb 'in wirksamer Weise und mit gewünschter Ge nauigkeit.
Eine jede der Spannvorrichtungen be steht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Spitze 4 und einer in Linie mit der selben vorgesehenen Treibplatte 5, wobei die letztere treibbar angeordnet ist, um das Werkstück 3 in Umlauf um seine Längsachse herum zu setzen.
Die in den Fig. 3 und 4 schematisch ge zeigte Schleifmaschine wird in Fig. 5 näher gezeigt. Das Maschinengestell 9 trägt unter Vermittlung von Kegelrollenlagern 10 und 11 einen Bettschlitten 12 mit einer abwärts gerichteten senkrechten Achse, die die Schwingungsachse des Arbeitsspindelstockes bildet. Auf dem Bettschlitten ruht ein Zwi schenschlitten 13, der mittels einer Schraube 14 mit Handrad 15 in der Längsrichtung der Maschine verschiebbar ist.
Der Zwischen schlitten 13 trägt auf einer schwalbenschwanz förmigen Führung 1!6 den eigentlichen Ar beitsspind:elstock 2, der mittels nicht ge- zeigter betätigender Organe in der Querrich- tung der Maschine verschiebbar ist. Der Spindelstock ist also sowohl parallel, als auch winkelrecht zur Drehachse der Schleif scheibe nachstellbar angeordnet.
Die Schwingungsbewegung wird durch eine Riemenscheibe 1;7 bewirkt, die ihrerseits von einem nicht .gezeigten Treibmotor getrie ben wird. Die Treibkraft wird von der Rie menscheibe 17 über einen Kurbelarm 18 zu einem Gleitstück 19 übertragen, welches in einer Nut auf einem mittels einer Mutter 2.0 am untern Ende der Schwingungsachse be festigten Arm 21 verschiebbar gelagert ist.
Die Riemenscheibe 17 wird von einer senk- xechten Achse 22! getragen, !die mittels Kugellager 23 im Maschinenbett 9 gelagert ist.
Wenn die Riemenscheibe 17 in Umlauf gesetzt wird, wandeln der Kurbelarm 18 und dual Gleitstück 19 diesen Umlauf in eine Schwingungsbewegung des Armes 2,1 um, wodurch der Arbeitsspindelstock 2 in eine hin und hergehende Schwingungsbewegung ,gesetzt wird, so dass :die Werkstücke 3, über die Arbeitsfläche der ,Schleifscheibe geführt werden und hierdurch ein annähernd kreis förmiges Profilerhalten.
Durch Nachstellung des Arbeitsspindelstockes in der Längsrich tung der Maschine mittels des Handrades 15 kann. die Lage :der Werkstücke im Verhältnis: zur Schwingungsachse variiert und somit ver schiedene Krümmungshalbmesser deren Er zeugenden erzielt werden. Hierbei muss die Schleifscheibe in :der Längsrichtung der Ma schine nachgestellt werden, so dass sie mit den Werkstücken in ,Berührung kommt.
Durch Anbringen der Werkstücke auf die in bezug zum Zentrum der Schleifscheibe ent- gegengesetzte Seite der Schwingungsacbse können Wälzkörper mit nach innen ge- krämmter statt mit nach aussen gekrümmter Erzeugender geschliffen werden.
Durch Ver- schiebung des Arbeitsspindelstockes 2 in der Querrichtung der Maschine auf der Führung <B>16</B> können die Rollen parallel zur Drehachse der Schleifscheibe versetzt werden. Auf diese Weise kann die Form der Rollen nach Wunsch geändert werden, so dass ihr dickster Teil nahe dem einen oder dem andern Ende oder dazwischen, wie aus der Figur ersicht lich, liegt. Beim Schleifen von nach innen gewölbten Rollen kann der schmälste Teil der Rolle in entsprechender Weise in gewünschte Lage ihrer Länge angebracht werden.
Um die unproduktive Zeit des die Ma schine handhabenden Arbeiters zu vermin dern, ist die Maschine mit einer Einfüh- rungsvorrichtung ausgestattet, in welche der Arbeiter in der Ruhestellung derselben ein Paar Werkstücke einlegen kann, während ein anderes Paar Werkstücke geschliffen wird.
Nach Fertigschleifen des letztgenannten Paares von Werkstücken und deren Weg nahme aus den Spannvorrichtungen wird die Einführungsvorrichtung in die Arbeitsstel lung gebracht, in welcher dass in derselben enthaltene Paar Werkstücke von den Spann vorrichtungen gefasst werden kann, da die Werkstücke gleichachsig mit den Spannvor richtungen angeordnet sind. Die Einfüh rungsvorrichtung besteht gemäss dem gezerg- ten Ausführungsbeispiel aus einer auf dem Arbeitsspindelstock um eine Achse 26 schwingbaren Arm 24, der zwei federnde Bü gel 25 trägt, deren freie Schenkelenden als Greiforgane zum Festhalten. der Werkstücke ausgebildet sind.
Die Einführungsvorrich tung wird normal durch eine Feder 27 in der in Fig. 5 gezeigten Ruhestellung gehal ten, wodurch der Arbeiter ein Werkstück in jeden Bügel einlegen kann, da die Greifer organe dabei von den Spannvorrichtungen entfernt angeordnet sind. Wenn ein Paar Werkstücke geschliffen und ein neues Paar einzulegen ist, schwingt der Arbeiter die Einführungsvorrichtung zu der in Fig. 6 ge zeigten Arbeitsstellung. In dieser Lage kön nen .die Werkstücke von den .Spannvorrich tungen gefasst werden, deren Spitzen axial verschiebbar sind.
Nachdem die Werkstücke gefasst worden sind, geht die Einführungs vorrichtung durch Einwirkung der Feder 2 i in ihre gemäss Fig. 5 gezeigte Lage zurück, indem sie um die zur Drehachse der Schleif scheibe parallele Achse 26 geschwenkt wird.
Die Bauart des Arbeitsspindelstockes wird im einzelnen in Fig. 7 und 8 gezeigt. Sie be steht generell aus einer Fussplatte und zwei auf derselben angeordneten Gehäusen 2;8, 2:9, von denen das erstgenannte die Lagerung für die Treibplatten 5 und das letzgenannte die Lagerung für die Spitzen 4 bildet. Jede Trei=bplatte 5 wird am Ende von einer Achse 30 getragen, die sieh durch und ausserhalb einer Ausbohrung im Gehäuse 28 erstreckt und in Rollenlagern 31, 31, deren Rollen direkt gegen die Achse anliegen, gelagert ist.
Die Ausbohrung ist beiderseits mittels einer Labyrinthdichtung 32 bezw. einer Abdich tungsscheibe 3,3 abgedichtet. Auf der äussern Endfläche des Gehäuses 28 ist ein Lager gehäuse 34 mit zwei in Linie mit den Aus bohrungen des Gehäuses 28 liegenden Aus bohrungen festgeschraubt, die eine Nachstel- lungs- und Lagerungsanordnung für die Welle 30 enthalten, um eine genaue Einstel lung der Treibplatten 5 in genau derselben Ebene zu ermöglichen.
Beim Schleifen wer den die Spitzen gegen die Werkstücke .ge drückt, und dieser Druck wird auf die Wel len 30 übertragen. Damit dieser Druck nicht eine Verschiebung der Wellen 30 veranlasst, wodurch die Treibplatten 5 aus ihrer einge stellten Lage in derselben Ebene braten würden, ist eine starke Druckfeder 37 im Gehäuse 34 eingeschlossen, und zwar zum Zwecke, die Wellen 30 einem stetigen erheb lichen Druck auszusetzen.
Jede Druckfeder 3 7 drückt über einen inwendigen Flansch 38 auf eine in eine Ausbohrung des Lager gehäuses eingeschraubte Hülse 39 und auf eine am Ende der Welle 30 aufgeschraubte Mutter 41. Ein Axiallager 40 ist zwischen der Feder 37 und der Mutter 41 vorgesehen. Durch diesen Federdruck wird die Welle 30 unter Vermittlung einer Scheibe 42 und eines zweireihigen sphärischen Kugellagers 43 gegen die nach innen gewendete Endfläche <B>4</B> der Hülse 39 gepresst.
Die Lage dieser End- fläche bestimmt die Einstellung .der Welle 30 und somit auch hie axiale Einstellung der Treibplatte 5, und eine Änderung dieser Ein stellung erfolgt durch Ein- bezw. Aus schraubung der Hülse 39 im Lagergehäuse 34. Die Treibplatten sind unabhängig von einander verschiebbar. Auf der nach aussen gewendeten Endfläche der Hülse 39 ist ein Deckel 44 festgeschraubt, der mit einem kleinen Zwischenraum die Mutter 41 um schliesst.
Eine als Treiborgan dienende Riemen scheibe 45 ist auswendig am Lagergehäuse 34 mittels zweier Kugellager 46 gelagert und mit einem Innenzahnkranz 47 ausgestattet. der mit zwei auf den Wellen 3,0 fest ange brachten Zahnrädern 48 in Eingriff steht. Beim Umlauf der Riemenscheibe werden die beiden Wellen 30 in derselben Richtung und mit .gleicher Geschwindigkeit herumgedreht, wodurch die beiden Werkstücke in gleich artigen Umlauf gesetzt werden. Die beiden Treibplatten 5 werden also durch das ge meinsame Treiborgan 47 angetrieben.
Jede Spitze 4 ist am einen Ende einer Stange 49 angebracht, die sich 6 durch eine Ausbohrung des Spitzengehäuses 29 erstreckt und in demselben verschiebbar gelagert ist. Auf ,dem der :Spitze entgegengesetzten Ende ist auf jeder Stange 49 -ausserhalb des Endes der Ausbohrung ein Flansch 50 ausgeformt, gegen welchen eine Druckfeder 51 anliegt zum Anpressen der .Spitze gegen das Werk stück mit erheblichem Druck. Das entgegen gesetzte Ende der Druckfeder 51 liegt gegen ein Scheibe 52a an, die in einer auf der Endfläche des Spitzengehäuses festgeschraub ten Haube 52 eingeschraubt ist.
Die Ver schiebung der Spitzen in der Richtung von den Treibplatten 5 aus zum Freigeben der fertiggeschliffenen Werkstücke erfolgt durch die in Fig. 8 gezeigte Anordnung. Diese be steht aus einer parallel mit den .Stangen 49 vorgesehenen Treibstange 53, die mit einem zum Eingriff mit den beiden Flanschen 50 versehenen Flansch 54 versehen ist. Die im Spitzengehäuse 19 gelagerte Treibstange 53 wird in -der Richtung gegen die Spitzen durch eine Druckfeder 55 bedrückt, .die sieh gegen einen in der Haube 52 eingeschraub ten Deckel 56 abstützt.
Durch die Treib stange 53 geht eine auf derselben befestigte Schraube 57, die auch durch .den Deckel 5,6 geht und ausserhalb,des letzteren Muttern 58 trägt, die als Anschlag wirken und die Be wegung der Treibstange 53 nach links in Fig. 8 begrenzen. Die Treibstange 53 ist auswendig als eine Zanstange in Eingriff mit einem Zahnrad 60 ausgebildet, das auf einem :drehbar angeordneten Handhebel 61 fest angeordnet ist, oder einen Teil desselben bil det.
Durch Drehung des Handhebels 61 im Uhrzeigersinne (Fix. 8) wird die Treibstange 53 nach rechts verschoben, so dass deren Flansch 54 mit den Flanschen 50 in Eingriff kommt und die Stangen nach rechts ver schiebt, wobei die Spitzen aus dem Eingriff mit den betreffenden Werkstücken ausge rückt werden und die letzteren herausfallen. Beim Herunterfallen werden die Werkstücke durch von dem Arbeitsspindelstock getragene geneigte Schutzplatten 62 (Fix. 5) daran verhindert, mit der Schleifscheibe in Berüh rung zu kommen und von derselben be schädigt zu werden.
Fig. 9 zeigt ein Kupplungsschema der Messanordnung, die den Vorschub selbsttätig auslöst , wenn die Werkstücke zu einer ge wissen Abmessung .geschliffen worden sind. Die Messanordnung selbst besteht aus einem drehbaren, federbeeinflussten Messfinger 63, der mit einer Diamantspitze versehen ist. Auf Grund der symmetrischen Auflage der Werkstücke in bezug zur Ebene a---a (Fix. 3) und,der hierdurch bedingten Gleich mässigkeit zwischen -den durch das Schleifen der beiden Werkstücke erzielten Abmes sungen braucht nur ein Messfinger an einer der Spannvorrichtungen vorgesehen<B>zu</B> sein.
Der Messfinger liegt während des Schleifens in der in Fig. 9 mit Strichlinien angegebenen Weise .gegen das obere Werkstück an und schwingt, wenn das Werkstück seine vor gesehene Abmessung erhalten hat, unter Federwirkung in dem Uhrzeiger entgegen- besetzter Richtung an dem Werkstück vor bei zu der mit strichpunktierten Linien be zeigten Stellung. Wenn neue Werkstücke auf die im Zusammenhang mit Fig. 5 und 6 gezeigte Weise in die Maschine eingelegt -werden, drückt der obere Bügel 25 den Messfinger wieder herunter zu der in Fig.
6 gezeigten Stellung, -wobei er die Messfinger- feder spannt, so dass der Messfinger nach Zurückführung der Einführungsvorrichtung zu ihrer in Fig. 5 gezeigten Stellung gegen das oben festgespannte Werkstück anliegen wird.
Der Nabenteil des Messfingers trägt einen elektrischen Kontaktstift 64, der mit einem elektrischen Leitungsnetz verbunden ist. Die Lagerung des Messfingers, die, wie aus Fig. 5 ersichtlich, vom Arbeitsspindelstock getragen wird, ist inwendig mit einem Kontaktstift 65 in der Bewegungsbahn des Kontaktstiftes 64 versehen, so dass Kontakt zwischen diesen beiden Stiften entsteht, wenn der Messfinger an dem Werkstück vorbeischwingt. Der fest angeordnete Kontaktstift 65 ist mit dem einen Ende mit einer Induktionsspule 66 ver bunden, deren entgegengesetztes Ende mit dem Netz verbunden ist.
Innerhalb der Spule 66 ist ein beweglicher Eisenkern 67 vor gesehen, der in der Richtung aus der Spule hinaus durch eine Druckfeder 68 belastet wird, die zwischen dem Maschinenbett und einem auf dem Eisenkern vorgesehenen Flansch 69 wirkt. Das aus der Spule hinaus ragende Ende des Eisenkernes ist mit einer drehbar belagerten einarmigen Hebestange 7 0 gelenkig verbunden, die mit einem An satz 71 versehen ist, gegen welchen das Ende einer drehbar gelagerten zweiarmigen Hebe stange 72 anliegt.
Diese Hebestange wird an ihrem entgegengesetzten Ende von einer gegen das Maschinenbett sich abstützenden Druckfeder 72a belastet, die dahin strebt, die Hebestange 72 in der Uhrzeigerrichtung zudrehen. Diese Drehung wird normal durch das Anliegen zwischen dem Ende der Hebe stange 72 und dem Ansatz 71 verhindert.
Die Hebestange 72 ist an ihrem Nabenteil mit einem Ansatz 73 versehen, der sieh nor- mal in einiger Entfernung von einem Flansch 74 einer Hülse 75 befindet, die verschiebbar aber nicht drehbar auf einer Vorschubwelle 76 der Maschine (such in Fig. 5 veranschau licht) zur Verschiebung der Schleifscheiben- spindel angeordnet; ist. Die Hülse 75 trägt einen Kranz von Kupplungszähnen<B>77,</B> vor gesehen zum Eingriff mit entsprechenden Zähnen 78 eines Zahnrades 79, welches frei drehbar aber nicht verschiebbar auf der Vor schubwelle 76 angeordnet ist.
Die Hülse 75 wird in der Richtung geben das Zahnrad 79 durch eine Druckfeder 80 belastet, die zwi schen einer auf der Vorschubwelle fest an gebrachten Scheibe 81 und dem Flansch 74 der Hülse wirkt. Die Vorschubwelle 76 trägt auf ihrem ausserhalb des Maschinenbettes 9 herausragenden Ende ein Handrad 76a zur manuellen Verschiebung des Schleifscheiben spindelstockes 7 in der Längsrichtung der Maschine.
Die Triebkraft für den Vorschub wird einem zu oberst auf der senkrechten Welle 22 (Fig. 5) befestigten Zahnrad 82 entnom men, von welchem die Triebkraft durch ein Zahnrad 83, eine Schnecke 84, ein Schrau benrad. 85 auf einer mit der Vorschubwelle parallelen Welle 86, sowie durch Zahnräder 87, 88, 89, 90, 91 zu dem auf der Vorschub welle frei laufenden Zahnrad 79 übertragen -wird. Wenn der Vorschub eingerückt ist, be finden sieh die Kupplungszähne 77, 78 in Eingriff, und hierbei wird die Triebkraft ferner über die Hülse 75 zur Vorschubwelle 76, sowie über eine Schnecke 92, ein Schrau benrad 93, eine senkrechte Welle 94 (Fig.
5) zu einem Zahnrad 95 übertragen, welches mit einer auf dem Schleifscheibenspindel- stoek 7 fest angeordneten Zahnstange 96 in Eingriff steht.
Die in Fib. 9 gezeigte Iteguliervorrieh- tung wirkt auf die folgende Weise: Während des Schleifens von zwei Werk stücken nimmt der Messfinger 63 die mit Strichlinien gezeigte Stellung ein und liegt mit Federdruck gegen das obere Werkstück 3 an. Hierbei ist der Kontakt 64, 65 auf- gehoben, und die Spule 66 ist stromlos. Der Eisenkern 67 wird herausgepresst gehalten und der Ansatz 71 der Hebestange 70 ver hindert die Drehung,der Hebestange 72.
Die Kupplung 77, 78 ist eingerückt und über trägt die Treibkraft zum Spindelstock 7 der Schleifscheibe, die hierdurch stetig -gegen die Werkstücke 3 vorgeschoben wird. Wenn das obere Werkstück zur gewünschten Abmes sung ,geschliffen worden ist, schwingt der Messfinger durch die Federkraft zu,der mit strichpunktierten Linien angegebenen Stel lung, wobei der Kontakt 64,<B>65</B> geschlossen wird und die 'Spule 66 Strom erhält.
Der Eisenkern 6 7 wird hierbei in die Spule her eingezogen und führt,den Ansatz 71 aus dem Wege der Hebestange 72, die durch Feder kraft in der Uhrzeigerrichtung gedreht wird und die Hülse 75 nach links verschiebt, so dass .die Kupplung 77, 78. ausgerückt wird. Hierdurch wird das Zahnrad 79 auf der Vor- schubwelle frei laufen., ohne irgendwelche Triebkraft derselben zu übertragen, wodurch ,der Vorschub aufhört. Mittels des in Fig. 8 gezeigten Handhebels -61 werden die Spitzen aus dem Eingriff mit den fertig geschliffe nes Werkstücken ausgerückt, wobei die Werkstücke in einen Sammelbehälter oder dergl. herunterfallen.
Es werden sodann ein neues Paar Werkstücke mittels der in Fig. 5 und 6 gezeigten Einführungsvorrichtung eingelegt. Während der Einführung wird der Messfinger zu der in Fig. 6 angegebenen Stellung heruntergedrückt, wodurch der Kon takt 64, 65 gebrochen und die Spule 66 wieder stromlos wird. Die Druckfeder 6'8 presst nun den Eisenkern aus der Spule her aus, und mittels eines auf der Zeichnung nicht gezeigten Handhebels wird die Hebe stange 72 in ihre in Fig. 9 angegebene Lage zurückgedreht. Der Ansatz 71 gelangt jetzt wieder in verschliessenden Eingriff mit dem Ende der Hebestange 72. Nach Fertigschlei fen des zuletzt eingelegten Paares von Werk stücken 3 wird der oben angegebene Verlauf wiederholt.
Fig. 10 bis 12 zeigen schematisch eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besteht der Schleifkörper 1 aus einem rotierenden Ring aus Schleifmaterial, der von einer auf einer waagrechten Welle 98 angebrachten Scheibe 99 getragen wird. Der Arbeitsspindelstock 2 trägt zwei Spannvorrichtungen 4, 5, -die in bezug zu der zur Schwingungsachse 6 win kelrechten Ebene a-a, die die Drehachse 100 des Schleifkörpers enthält, symmetrisch angeordnet sind.
Wenn der Spindelstock in hin und her gehende Schwingung um die Welle 6 herum :gesetzt wird unter ,gleich- zeitigem Umlauf des Schleifkörpers und der Spannvorrichtungen, .sowie einer relativen Vorschubbewegung zwischen Schleifscheibe und Spindelstock, werden die Rollen 3 in ,der Form von Wälzkörpern geschliffen. Die Erzeugenden werden in diesem Falle genaue Kreisbogen, und die Erzeugenden der beiden Werkstücke werden auf Grund der symme- trischen Anordnung der Spannvorrichtungen vollkommen kongruent wie auch die Werk stücke identisch gleich.
Der Schleifkörper erhält während des Schleifens solche Form, dass dessen Arbeitsfläche ihrer ganzen wirk samen Breite entlang gegen das Werkstück anliegt, wodurch das Schleifen effektiv vor sieh geht. Der Arbeitsspindelstock und die Mittel zu seiner Schwingung sowie zum Erzielen einer Vorschubbewegung können grundsätzlich der in Fig. 3 bis 9 gezeigten Konstruktion sein.
Bei den im vorhergehenden gezeigten Ausführungsformen der Erfindung ist der Arbeitsspindelstock schwingbar und der Schleifscheibenspindelstock verschiebbar an geordnet, um eine Vorschubbewegung zu er zielen.. Es ist aber einleuchtend, dass der Schleifscheibenspindelstock schwingbar und der Arbeitsspindelstock verschiebbar ange ordnet werden kann. Als eine weitere Alter native kann entweder,der Arbeitsspindelstock oder der Schleifscheibenspindelstock sowohl verschiebbar als auch schwingbar angeordnet werden.
Machine for grinding rolling elements with a curved generator. The present invention (inventor EG Hjärpe) relates to a grinding machine for grinding rolling elements with curved generators, for example rollers and running rings for roller or ball bearings, with a work headstock and a rotating grinding wheel and with relative oscillating and displacement movement between the work headstock and the grinding wheel . The purpose of the invention is to increase the capacity of the grinding machines of this type and thereby to allow a better utilization of the time of the worker operating the machine than previously possible.
The grinding machine according to the invention is characterized in that the work headstock carries two clamping devices, which are arranged symmetrically with respect to a plane at right angles to the axis of vibration and containing the axis of rotation of the grinding wheel, for the purpose of simultaneous machining of two work pieces by means of one and the same grinding body. Due to the fact that the work pieces are carried symmetrically in relation to the mentioned plane, they get exactly the same shape when grinding, and the work surface of the grinding wheel is at the same time worn out by wear against the work pieces to such a shape that it is longitudinally rests against the work pieces across its entire width,
which is essential to the performance and accuracy of grinding.
In the drawing, a known grinding machine and two Ausführungsbei are games of the subject invention provides Darge. Fig. 1 and 2 show schematically a horizontal respectively. a vertical projection of a grinding machine with a swingable work headstock, which, as usual, had only been provided with a clamping device for a single workpiece. These figures illustrate the principle of generating rolling elements with curved generators by grinding using a swingable work headstock. 3 and 4 schematically show two mutually perpendicular, partially vertical projections of an embodiment.
Fig. 5 shows a longitudinal section of the grinding machine illustrated schematically in Figs. 3 and 4 and Fig. 6 is a fragment of Fig. 5 with certain parts in a different position. Fig. 7 shows partially in section a vertical projection of the work headstock, seen at right angles in relation to FIG. Fig. 8 shows part of the work headstock in the horizontal th section. Fig. 9 shows a coupling scheme of the feed arrangement and a measuring arrangement for the automatic switch-off device of the feed when the workpiece has received the desired dimensions. 10 to 12 show two mutually perpendicular vertical projections and a horizontal projection of a second Ausfüh approximate form of the invention.
In all of the illustrations, the same reference designations are used for corresponding parts.
In Fig. 1 and 2 shown schematically ge grinding machine, previously known type, 1 is the grinding wheel and 2 is the work headstock in which a single workpiece, a roller 3, between a tip 4 and a drive plate 5 is clamped. The grinding wheel 1 is carried by a headstock 7 shown in Fig. 2, which is displaceable in a direction indicated by the arrow Rich for obtaining a feed movement. This headstock is provided with arrangements that are used to rotate the grinding wheel in the direction indicated by the arrow. The work spindle stock 2 is arranged to oscillate about an oscillation axis 6 and is provided with arrangements for rotating the drive plate 5 in the direction indicated by the arrow.
When the work headstock is set in motion back and forth past the grinding wheel, while both the workpiece and the grinding wheel rotate around their own axes and with mutual feed movement between the work headstock and the grinding wheel headstock, the workpiece becomes like can be seen from Fig. 1, formed into a rolling element with a curved generator.
Due to the fact that the axis of rotation of the grinding wheel and the line of contact between grinding wheel and workpiece lie in one and the same plane at right angles to the axis of oscillation, the generator, as shown in FIG. 1, has the shape of an arc with the center located on the oscillation axis.
The radius r of the circular arc becomes equal to the distance between the contact line and the axis of oscillation. During the grinding process, the grinding wheel is shaped by wear against the workpiece in such a way that its own generating point receives the: Shape of an arc with the same radius and the same center. As a result, the grinding wheel will rest against the workpiece along the entire width of its effective work surface, whereby an even and accurate grinding and a significant performance it is aimed at.
3 and 4 schematically show part of a grinding machine for the simultaneous grinding of two workpieces, which represent roller bearing rollers 3 in the embodiment shown. The work headstock 2 of the machine is arranged to swing, and the headstock carrying the grinding wheel is displaceable and carries a drive motor for the grinding wheel forming the grinding wheel in basically the same way as in the machine according to FIGS. 1 and 2.
The work headstock 2 carries two clamping devices, which are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the grinding wheel containing, to the vibration axis 6 perpendicular plane a - a. Due to the fact that the rollers are not placed so that their axes are in the plane a-a, their generators are not given an exact circular arc shape. This generally presupposes that a plane at right angles to the axis of oscillation, which contains the axis of rotation of the workpiece, should also contain the line of contact between workpiece and grinding wheel.
Two planes at right angles to the axis of vibration and passing through the axes of rotation of the workpieces are shown in FIG. 1 by the lines b-b and c-c. These lines go, as he can see, not through the points of contact between the grinding wheel and the work piece, which is why the above condi tion in the grinding machine shown schematically in Fig. 3 and 4 is not met. Due to the fact that the two rollers 3 are supported symmetrically with respect to the plane a-a, they are ground to exactly the same shape against each other and each produce the same shape of the working surface of the grinding wheel.
Extensive tests have shown that the deviations of the generators from the circular arc shape are extremely insignificant and have no detrimental effect on the usability of the ground rollers if the distance between planes b-b and c-c is small in relation to the diameter of the grinding wheel. The grinding wheel will rest against the rollers with their entire effective working surface, and the grinding is therefore carried out 'in an effective manner and with the desired accuracy.
Each of the clamping devices be available in the embodiment shown from a tip 4 and a propulsion plate 5 provided in line with the same, the latter being arranged to be drivable to set the workpiece 3 in rotation around its longitudinal axis.
The grinding machine shown schematically in FIGS. 3 and 4 is shown in more detail in FIG. The machine frame 9 carries, by means of tapered roller bearings 10 and 11, a bed slide 12 with a downward vertical axis which forms the axis of vibration of the work headstock. On the bed slide rests an inter mediate slide 13 which is displaceable by means of a screw 14 with a hand wheel 15 in the longitudinal direction of the machine.
The intermediate slide 13 carries the actual working spindle on a dovetail-shaped guide 16: elstock 2, which can be displaced in the transverse direction of the machine by means of actuating elements not shown. The headstock is thus both parallel and at right angles to the axis of rotation of the grinding wheel adjustable.
The vibratory movement is caused by a pulley 1; 7, which in turn is driven by a drive motor not shown. The driving force is transmitted from the pulley 17 via a crank arm 18 to a slider 19 which is slidably mounted in a groove on an arm 21 fastened by means of a nut 2.0 at the lower end of the vibration axis BE.
The belt pulley 17 is supported by a vertical axis 22! which is mounted in the machine bed 9 by means of ball bearings 23.
When the pulley 17 is set in rotation, the crank arm 18 and dual slider 19 convert this rotation into an oscillating movement of the arm 2, 1, whereby the work headstock 2 is set in a reciprocating oscillating movement, so that: the workpieces 3, be guided over the working surface of the grinding wheel and thereby obtain an approximately circular profile.
By readjusting the work headstock in the longitudinal direction of the machine by means of the hand wheel 15 can. the position: of the workpieces in relation: to the axis of oscillation varies and thus different radius of curvature which can be achieved. The grinding wheel must be readjusted in the longitudinal direction of the machine so that it comes into contact with the workpieces.
By attaching the workpieces to the opposite side of the vibration axis with respect to the center of the grinding wheel, rolling elements can be ground with generators that are curved inwards instead of outwards.
By shifting the work headstock 2 in the transverse direction of the machine on the guide <B> 16 </B>, the rollers can be offset parallel to the axis of rotation of the grinding wheel. In this way, the shape of the rollers can be changed as desired so that their thickest part is close to one or the other end or in between, as can be seen in the figure. When grinding inwardly curved rollers, the narrowest part of the roller can be attached in a corresponding manner in the desired position of its length.
In order to reduce the unproductive time of the worker handling the machine, the machine is equipped with an insertion device into which the worker can insert a pair of workpieces in the rest position while another pair of workpieces is being ground.
After finishing the last-mentioned pair of workpieces and removing them from the clamping devices, the insertion device is brought into the working position in which the pair of workpieces contained in the same can be grasped by the clamping devices, since the workpieces are arranged coaxially with the clamping devices. According to the exemplary embodiment shown, the introduction device consists of an arm 24 which can swing on the work headstock about an axis 26 and which carries two resilient brackets 25, the free leg ends of which are used as gripping organs for holding. the workpieces are formed.
The Einführungsvorrich device is normally held by a spring 27 in the rest position shown in Fig. 5 th, whereby the worker can insert a workpiece in each bracket, since the gripper organs are arranged away from the clamping devices. When a pair of workpieces is ground and a new pair is to be inserted, the worker swings the insertion device to the working position shown in FIG. 6. In this position, the workpieces can be gripped by the clamping devices whose tips can be moved axially.
After the workpieces have been grasped, the insertion device goes back to its position shown in FIG. 5 by the action of the spring 2 i by pivoting it about the axis 26 parallel to the axis of rotation of the grinding disk.
The construction of the work headstock is shown in detail in FIGS. 7 and 8. It generally consists of a footplate and two housings 2; 8, 2: 9 arranged on the same, of which the former forms the storage for the drive plates 5 and the latter forms the storage for the tips 4. Each drive plate 5 is supported at the end by an axle 30 which extends through and outside a bore in the housing 28 and is mounted in roller bearings 31, 31, the rollers of which bear directly against the axle.
The bore is on both sides by means of a labyrinth seal 32 BEZW. a sealing washer 3.3 sealed. On the outer end face of the housing 28, a bearing housing 34 with two in line with the bores of the housing 28 from bores is screwed tightly, which contain an adjustment and storage arrangement for the shaft 30 to a precise setting of the drive plates 5 in exactly the same plane.
When grinding who presses the tips against the workpieces .ge, and this pressure is transferred to the shaft 30. So that this pressure does not cause a displacement of the shafts 30, whereby the drive plates 5 would fry from their set position in the same plane, a strong compression spring 37 is included in the housing 34, for the purpose of exposing the shafts 30 to a steady uplifting union pressure .
Each compression spring 37 presses via an internal flange 38 on a sleeve 39 screwed into a bore in the bearing housing and on a nut 41 screwed onto the end of the shaft 30. An axial bearing 40 is provided between the spring 37 and the nut 41. By means of this spring pressure, the shaft 30 is pressed against the inwardly facing end face 4 of the sleeve 39 by means of a washer 42 and a two-row spherical ball bearing 43.
The position of this end surface determines the setting of the shaft 30 and thus also the axial setting of the drive plate 5, and this setting is changed by turning it on or off. From the screw connection of the sleeve 39 in the bearing housing 34. The drive plates can be moved independently of one another. On the outwardly facing end surface of the sleeve 39, a cover 44 is screwed tightly, which closes the nut 41 with a small gap.
A pulley 45 serving as a drive element is mounted from memory on the bearing housing 34 by means of two ball bearings 46 and equipped with an internal ring gear 47. with two on the shafts 3.0 firmly attached gears 48 is engaged. When the pulley rotates, the two shafts 30 are rotated around in the same direction and at the same speed, whereby the two workpieces are set in the same rotation. The two drive plates 5 are thus driven by the common drive member 47.
Each tip 4 is attached to one end of a rod 49 which extends 6 through a bore in the tip housing 29 and is slidably mounted in the same. On the end opposite the tip, a flange 50 is formed on each rod 49 -outside the end of the bore, against which a compression spring 51 rests to press the tip against the work piece with considerable pressure. The opposite end of the compression spring 51 rests against a washer 52a which is screwed into a hood 52 screwed tightly on the end face of the tip housing.
The United shift of the tips in the direction of the drive plates 5 to release the finish-ground workpieces is carried out by the arrangement shown in FIG. This be available from a parallel with the .Stangen 49 provided drive rod 53, which is provided with a flange 54 provided for engagement with the two flanges 50. The drive rod 53 mounted in the tip housing 19 is pressed in the direction against the tips by a compression spring 55, which is supported against a cover 56 screwed into the hood 52.
Through the drive rod 53 goes a screw 57 fastened on the same, which also goes through .den cover 5,6 and outside, the latter carries nuts 58 which act as a stop and limit the movement of the drive rod 53 to the left in FIG . The drive rod 53 is designed as a pincer in engagement with a gear 60 which is fixed on a: rotatably arranged hand lever 61, or a part of the same bil det.
By turning the hand lever 61 clockwise (Fix. 8), the drive rod 53 is shifted to the right, so that its flange 54 comes into engagement with the flanges 50 and pushes the rods to the right, with the tips out of engagement with the workpieces concerned be moved out and the latter fall out. When falling down, the workpieces are prevented by inclined protective plates 62 (fix. 5) carried by the work headstock from coming into contact with the grinding wheel and from being damaged by the same.
9 shows a coupling diagram of the measuring arrangement which automatically triggers the feed when the workpieces have been ground to a certain dimension. The measuring arrangement itself consists of a rotatable, spring-influenced measuring finger 63 which is provided with a diamond tip. Due to the symmetrical support of the workpieces in relation to plane a --- a (fix. 3) and the resulting evenness between the dimensions achieved by grinding the two workpieces, only one measuring finger needs to be provided on one of the clamping devices < B> to </B> be.
During grinding, the measuring finger rests against the upper workpiece in the manner indicated by dashed lines in FIG. 9 and, when the workpiece has received its dimensions, swings under the action of a spring in the counterclockwise direction on the workpiece the position shown with dash-dotted lines. When new workpieces are inserted into the machine in the manner shown in connection with FIGS. 5 and 6, the upper bracket 25 presses the measuring finger down again to the position shown in FIG.
6, where he tensions the measuring finger spring, so that after the insertion device has been returned to its position shown in FIG. 5, the measuring finger will rest against the workpiece clamped at the top.
The hub part of the measuring finger carries an electrical contact pin 64 which is connected to an electrical line network. The mounting of the measuring finger, which, as can be seen from Fig. 5, is carried by the work headstock, is internally provided with a contact pin 65 in the path of the contact pin 64, so that contact between these two pins occurs when the measuring finger swings past the workpiece. The fixed contact pin 65 is connected at one end to an induction coil 66, the opposite end of which is connected to the network.
Inside the coil 66, a movable iron core 67 is seen, which is loaded in the direction out of the coil by a compression spring 68 which acts between the machine bed and a flange 69 provided on the iron core. The protruding from the coil end of the iron core is hinged to a rotatably beleaguered one-armed lifting rod 7 0, which is provided with a set 71 against which the end of a rotatably mounted two-armed lifting rod 72 rests.
This lifting rod is loaded at its opposite end by a compression spring 72a which is supported against the machine bed and tends to turn the lifting rod 72 in the clockwise direction. This rotation is normally prevented by the engagement between the end of the lifting rod 72 and the approach 71.
The lifting rod 72 is provided on its hub part with an extension 73 which is normally located at some distance from a flange 74 of a sleeve 75 which is slidable but not rotatable on a feed shaft 76 of the machine (also illustrated in FIG. 5). arranged to move the grinding wheel spindle; is. The sleeve 75 carries a ring of coupling teeth 77, seen to engage with corresponding teeth 78 of a gear 79 which is freely rotatable but not displaceable on the feed shaft 76.
The sleeve 75 is loaded in the direction of the gear 79 by a compression spring 80, which acts between tween a disc 81 firmly attached to the feed shaft and the flange 74 of the sleeve. On its end protruding outside of the machine bed 9, the feed shaft 76 carries a hand wheel 76a for manual displacement of the grinding wheel headstock 7 in the longitudinal direction of the machine.
The driving force for the advance is a gear 82 attached to the top of the vertical shaft 22 (Fig. 5) from which the driving force benrad through a gear 83, a worm 84, a screw. 85 on a shaft 86 parallel to the feed shaft, as well as through gears 87, 88, 89, 90, 91 to the gear 79 running freely on the feed shaft. When the feed is engaged, be see the clutch teeth 77, 78 in engagement, and here the driving force is further via the sleeve 75 to the feed shaft 76, as well as a worm 92, a screw gear 93, a vertical shaft 94 (Fig.
5) to a toothed wheel 95 which is in engagement with a toothed rack 96 fixedly arranged on the grinding wheel spindle stoek 7.
The one in Fib. The itegulating device shown in FIG. 9 works in the following way: During the grinding of two work pieces, the measuring finger 63 assumes the position shown with broken lines and rests against the upper workpiece 3 with spring pressure. Here, the contact 64, 65 is canceled and the coil 66 is de-energized. The iron core 67 is kept pressed out and the extension 71 of the lifting rod 70 prevents rotation of the lifting rod 72.
The clutch 77, 78 is engaged and transfers the driving force to the headstock 7 of the grinding wheel, which is thereby continuously advanced against the workpieces 3. When the upper workpiece has been ground to the desired dimension, the measuring finger swings by the spring force to the position indicated by dash-dotted lines, the contact 64, 65 being closed and the coil 66 current receives.
The iron core 6 7 is drawn into the coil here and leads the extension 71 out of the way of the lifting rod 72, which is rotated in the clockwise direction by spring force and moves the sleeve 75 to the left, so that the coupling 77, 78. is disengaged. As a result, the gear 79 will run freely on the feed shaft, without transmitting any driving force of the same, whereby the feed stops. By means of the hand lever -61 shown in Fig. 8, the tips are disengaged from engagement with the finished grinded workpieces, the workpieces falling into a collecting container or the like.
A new pair of workpieces are then inserted by means of the insertion device shown in FIGS. 5 and 6. During the introduction, the measuring finger is pressed down to the position indicated in FIG. 6, whereby the contact 64, 65 is broken and the coil 66 is de-energized again. The compression spring 6'8 now presses the iron core out of the coil, and the lifting rod 72 is rotated back into its position indicated in FIG. 9 by means of a hand lever (not shown in the drawing). The approach 71 now comes back into locking engagement with the end of the lifting rod 72. After finishing grinding the last inserted pair of work pieces 3, the course given above is repeated.
10 to 12 schematically show a further embodiment of the invention. In this embodiment, the abrasive body 1 consists of a rotating ring of abrasive material, which is carried by a disc 99 mounted on a horizontal shaft 98. The work headstock 2 carries two clamping devices 4, 5, -which are arranged symmetrically with respect to the vibration axis 6 angled plane a-a, which contains the axis of rotation 100 of the grinding wheel.
When the headstock is set in reciprocating oscillation around the shaft 6 with simultaneous rotation of the grinding wheel and the clamping devices, as well as a relative feed movement between the grinding wheel and the headstock, the rollers 3 are ground in the form of rolling elements . In this case, the generators become exact arcs, and the generators of the two workpieces are completely congruent due to the symmetrical arrangement of the clamping devices, and the workpieces are identical.
During the grinding process, the grinding wheel is shaped in such a way that its working surface lies against the workpiece along its entire effective width, which means that grinding takes place effectively. The work headstock and the means for its oscillation and for achieving a feed movement can in principle be of the construction shown in FIGS. 3 to 9.
In the embodiments of the invention shown in the foregoing, the work headstock is swingable and the grinding wheel headstock is arranged to be slidable in order to target a feed movement. As a further alternative, either the work headstock or the grinding wheel headstock can be arranged to be both displaceable and swingable.