Verfahren zum Schleifen von Kugeln, insbesondere Kugellager- Kugeln, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von Kugeln, insbesondere Kugellager-Kugeln, die in einem Spalt zwischen Rotationskörpern angeordnet sind, welche eine Relativdrehung zueinander ausführen und dabei den Kugeln eine Drehbewegung um min destens eine ihrer Achsen erteilen.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind die Kugeln entweder zwischen den Stirnflächen von Ro tationskörpern oder zwischen ihren Mantelflächen angeordnet, wobei mindestens ein Rotationskörper den Kugeln eine Abwälzbewegung erteilt, während der andere Rotationskörper die eigentliche Schleifarbeit ausübt. Nachteilig ist dabei, dass die Drehbewegung der Kugeln nicht gesteuert und daher nicht beeinfluss- bar, sondern dem Zufall unterworfen ist. Es entstehen auf diese Weise lediglich Vielflächner, aber keine runden Kugeln.
Wegen der Ungenauigkeit dieses Be arbeitungsvorganges müssen Kugeln mit merkbar grösserem Durchmesser in die Vorrichtung eingegeben werden, damit beim anschliessenden mehrmaligen Feinbearbeiten der Mindestdurchmesser nicht unter schritten wird. Dies hat zur Folge, dass während des gesamten Herstellungsprozesses eine relativ dicke Ma terialschicht abgearbeitet werden muss, wodurch ein hoher Aufwand an Arbeitszeit und ein erheblicher Materialverbrauch entsteht. Es kommt als weiterer Nachteil noch hinzu, dass die Lebensdauer der dabei verwendeten Schleifscheiben nur gering ist und dass auf diese Weise vorgefertigte Kugeln oft bis zu drei Mal geläppt werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäss wird den Kugeln min destens eine weitere Drehbewegung durch ein zusätz liches Bewegungsorgan um eine Achse erteilt, deren Richtung von der Richtung der Achse derjenigen Drehbewegung abweicht, welche den Kugeln durch die Rotationskörper allein erteilt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durch führung dieses Verfahrens weist mindestens zwei eine Relativdrehung zueinander ausführende und einen Spalt bildende Rotationskörper, zwischen denen die Kugeln angeordnet und durch Drehung um mindestens eine ihrer Achsen geschliffen werden, auf, und kenn zeichnet sich dadurch, dass für die zusätzliche Dreh bewegung mindestens eine mit den Kugeln in Ein griff stehende, bewegliche Reibungsfläche vorgesehen ist.
Die Reibungsfläche kann als endloses Band aus gebildet und dabei die zu den Umlenkachsen parallele Fläche oder auch die dazu senkrechte Fläche als Reibungsfläche verwendet sein.
Ein besonders zweckmässiges Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, die Kugeln zwischen dem oberen und unteren Trum eines solchen Bandes zu führen, wobei das Band in Längsrichtung über min destens einen der Rotationskörper hinausragend an geordnet ist und die Kugeln in ihrer Bewegungsebene im Winkel zur Bewegungsrichtung des Bandes zwi schen das Band eingeführt und aus diesem wieder ausgeführt werden können.
Einzelheiten werden nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen der Erfindung, bei denen die Kugeln zwischen den Mantelflächen der Rotations körper angeordnet sind und diese zu einander pa rallele Achsen aufweisen, mit Hilfe von schematischen Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schleifvorrichtung nach der Erfindung, bei der die Kugeln neben der engsten Stelle zwischen den Rotationskörpern angeordnet sind, wobei die Reibungsfläche schematisch dargestellt ist, Fig. 2 eine Schleifvorrichtung nach der Erfindung mit an der engsten Stelle zwischen den Rotations körpern angeordneten Kugeln und schematisch dar gestellten Reibungsflächen, Fig. 3 eine Schleifvorrichtung entsprechend Fig. I im Aufriss mit beweglicher Schiene, Fig. 4 die gleiche Vorrichtung wie Fig. 3, jedoch im Seitenriss,
Fig. 5 eine Vorrichtung nach Fig. 2, jedoch mit beweglichen Schienen, Fig. 6 einen Aufriss der Vorrichtung nach Fig. 5, Fig. 7 eine Vorrichtung nach Fig. 1 im Aufriss, wobei die Reibungsfläche als rotierender Ring aus gebildet ist, Fig. 8 den Grundriss zu Fig. 7, Fig. 9 eine Vorrichtung nach Fig. 2, wobei die Reibungsfläche in Form von rotierenden Ringen aus gebildet ist, Fig. 10 eine Vorrichtung nach Fig. 1,
bei welcher die Reibungsfläche als endloses Band ausgebildet ist, Fig. 11 eine Vorrichtung nach Fig. 10, bei welcher die Kugeln zwischen dem oberen und unteren Trum eines endlosen Bandes geführt sind, Fig. 12 den Grundriss von Fig. 11.
Die grundsätzliche Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Dort ist mit 1 ein Rotations- Schleifkörper und mit 2 ein weiterer Rotationskörper bezeichnet, der eine Relatifbewegung zum Körper 1 ausführt und die Kugeln 3 in Drehung versetzt. Dabei kann dieser Rotationskörper so ausgebildet sein, dass er der Kugel nicht nur eine Drehung um die zur Zeichenebene senkrechte Achse, sondern auch um eine andere Achse erteilt. Mit 4 ist die Reibungsfläche bezeichnet, welche relativ zu den Rotationskörpern 1, 2 und zur Kugel 3 beweglich ist und der Kugel eine weitere Drehbewegung um eine anders gerichtete Achse erteilt.
Sind die Kugeln, wie im Beispiel nach Fig. 1, neben der engsten Stelle zwischen den Ro tationskörpern angeordnet, so genügt eine einzige Reibungsfläche.
Sind aber die Kugeln, entsprechend Fig. 2, an der engsten Stelle zwischen den beiden Rotationskörpern 1 und 2 angeordnet, so müssen die Kugeln von zwei Seiten her mit je einer Reibungsfläche 6 bzw. 7 ent weder auf einer Senkrechten zur Verbindungslinie der Rotationskörperachsen oder auch auf einem Kugel durchmesser einander gegenüberliegend angeordnet sein.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher die Reibungsfläche durch eine bewegliche Schiene 8 dargestellt ist.
Die Fig. 5 und 6 zeigen ebenfalls eine Vorrichtung nach der Erfindung mit beweglichen Schienen 9, 10, 11, welche entsprechend den Reibungsflächen nach Fig. 2 angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 zwei gegenüberliegende Reibungsflächen an- zuordnen, um die Mitnahme der Kugeln besonders wirksam zu gestalten.
Wird die Reibungsfläche als rotierender Ring 14 (Fig. 7 und 8) ausgebildet, so werden die einander zugekehrten Mantellinien der zusammenwirkenden Rotationskörper 12 und 13 zweckmässig als zu dem Ring 14 konzentrische Kreise gestaltet. Vorteilhaft ist dabei, dass anstelle der hin- und hergehenden Be wegung der Reibungsfläche, entsprechend den Aus führungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 6, eine Rotationsbewegung verwendbar ist.
Es ist vorteilhaft, dass die Projektion der Reibungs fläche in ihrer Bewegungsrichtung im Arbeitsbereich mit der Längsmittelebene a des Schleifkörpers einen Winkel von 35 bildet, wobei der Scheitel dieses Winkels dem Schleifkörper zugekehrt ist.
In ähnlicher Weise wie in Fig. 2 dargestellt, können auch an verschiedenen Stellen an den Kugeln anliegende rotierende Ringe Verwendung finden, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Dort sind jeweils zu sammenwirkende Ringe mit 15 und 16 bzw. mit 15 und 17 bezeichnet.
Die Ausbildung der Reibungsfläche als endloses Band ist in Fig. 10 dargestellt. Dort ist das endlose, umlaufende Band mit 18 bezeichnet. Es kann bei spielweise durch eine feste Auflage 19 senkrecht zu seiner Bewegungsebene geführt sein. Statt dieses einen Bandes können auch mehrere derartige Bänder ent sprechend dem Schemabeispiel von Fig. 2 mit den Kugeln zusammenwirkend angeordnet sein.
Besonders zweckmässig ist es, bandförmige Rei bungsflächen entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 anzuordnen, wobei diese Reibungsflächen das obere und untere Trum eines einzigen endlosen Bandes bilden, mit dem die Kugeln an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen in Eingriff kommen. Dieses Band kann, wie ebenfalls aus Fig. 11 ersichtlich, an den den Berührungsflächen gegenüberliegenden Band flächen durch feste Auflagen 20 bzw. 21 geführt sein, wobei diese Auflagen beiderseits das Band umgreifend gestaltet sein können, so dass es auch seitlich geführt ist.
Wie Fig. 12 zeigt, kann das Einbringen und Ausbringen der Kugeln zwischen die beiden Trums des Bandes an der Stirnseite der Rotationskörper er folgen.
Wird die Erfindung für eine Schleifvorrichtung verwendet, bei der die Rotationskörper mit ihren Stirnflächen zusammenwirken, so kann die bewegliche Reibungsfläche durch zwei konzentrische Ringe ge bildet sein, zwischen denen die Kugeln abgewälzt werden und welche in dem durch die Rotationskörper gebildeten Spalt umlaufen.
Method for grinding balls, in particular ball bearing balls, and device for carrying out the method The invention relates to a method for grinding balls, in particular ball bearing balls, which are arranged in a gap between rotating bodies which rotate relative to one another and thereby the balls give a rotary movement around at least one of their axes.
In these known devices, the balls are arranged either between the end faces of Ro tationskodies or between their outer surfaces, with at least one rotation body given the balls a rolling movement, while the other rotation body performs the actual grinding work. The disadvantage here is that the rotary movement of the balls is not controlled and therefore cannot be influenced, but is subject to chance. In this way, only polyhedra are created, but not round spheres.
Because of the inaccuracy of this machining process, balls with a noticeably larger diameter must be entered into the device so that the minimum diameter is not undershot during subsequent fine machining. As a result, a relatively thick layer of material has to be worked off during the entire manufacturing process, which results in a high expenditure of working time and considerable material consumption. Another disadvantage is that the service life of the grinding wheels used is only short and that balls prefabricated in this way often have to be lapped up to three times.
The object of the invention is to avoid these disadvantages. According to the invention, the balls are given at least one further rotational movement by an additional Liches movement member about an axis whose direction differs from the direction of the axis of that rotational movement which is given to the balls by the rotating body alone.
The device according to the invention for performing this method has at least two rotating bodies that rotate relative to one another and form a gap, between which the balls are arranged and ground by rotating about at least one of their axes, and is characterized in that for the additional rotation Movement at least one with the balls in a handle standing, movable friction surface is provided.
The friction surface can be formed as an endless belt and the surface parallel to the deflection axes or the surface perpendicular thereto can be used as the friction surface.
A particularly useful embodiment of the invention is to guide the balls between the upper and lower run of such a belt, the belt being arranged in the longitudinal direction protruding over at least one of the rotating bodies and the balls in their plane of movement at an angle to the direction of movement of the belt between tween the tape and can be run out of this again.
Details are described below with reference to exemplary embodiments of the invention, in which the balls are arranged between the lateral surfaces of the rotary body and these have axes parallel to each other, with the help of schematic drawings.
1 shows a grinding device according to the invention in which the balls are arranged next to the narrowest point between the rotating bodies, the friction surface being shown schematically, FIG. 2 a grinding device according to the invention with bodies at the narrowest point between the rotating bodies arranged balls and friction surfaces schematically provided, FIG. 3 shows a grinding device according to FIG. I in elevation with a movable rail, FIG. 4 the same device as FIG. 3, but in side elevation,
5 shows a device according to FIG. 2, but with movable rails, FIG. 6 shows an elevation of the device according to FIG. 5, FIG. 7 shows an elevation of the device according to FIG. 1, the friction surface being formed as a rotating ring, FIG 8 shows the plan of FIG. 7, FIG. 9 shows a device according to FIG. 2, the friction surface being formed in the form of rotating rings, FIG. 10 shows a device according to FIG. 1,
in which the friction surface is designed as an endless belt, FIG. 11 shows a device according to FIG. 10, in which the balls are guided between the upper and lower strand of an endless belt, FIG. 12 shows the plan of FIG. 11.
The basic design of a device for performing the method according to the invention is shown in FIG. There, 1 denotes a rotary grinding body and 2 denotes a further rotary body which executes a movement relative to the body 1 and sets the balls 3 in rotation. This body of revolution can be designed in such a way that it not only rotates the ball about the axis perpendicular to the plane of the drawing, but also about another axis. 4 with the friction surface is referred to, which is movable relative to the rotating bodies 1, 2 and to the ball 3 and gives the ball a further rotational movement about a differently directed axis.
If the balls, as in the example according to FIG. 1, are arranged next to the narrowest point between the rotations bodies, a single friction surface is sufficient.
But if the balls, as shown in FIG. 2, are arranged at the narrowest point between the two rotating bodies 1 and 2, the balls must either be perpendicular to the connecting line of the rotating body axes or also from two sides, each with a friction surface 6 or 7 be arranged opposite one another on a ball diameter.
3 and 4 show a device according to the invention, in which the friction surface is represented by a movable rail 8.
5 and 6 also show a device according to the invention with movable rails 9, 10, 11 which are arranged in accordance with the friction surfaces according to FIG. Of course, it is also possible, in the embodiment according to FIGS. 3 and 4, to arrange two opposing friction surfaces in order to make the entrainment of the balls particularly effective.
If the friction surface is designed as a rotating ring 14 (FIGS. 7 and 8), the mutually facing surface lines of the cooperating rotary bodies 12 and 13 are expediently designed as circles concentric with the ring 14. It is advantageous here that instead of the reciprocating movement of the friction surface, in accordance with the exemplary embodiments according to FIGS. 3 to 6, a rotational movement can be used.
It is advantageous that the projection of the friction surface in its direction of movement in the working area forms an angle of 35 with the longitudinal center plane a of the grinding wheel, the apex of this angle facing the grinding wheel.
In a manner similar to that shown in FIG. 2, rotating rings resting on the balls can also be used at different points, as shown in FIG. 9. There co-operating rings with 15 and 16 or with 15 and 17 are referred to.
The design of the friction surface as an endless belt is shown in FIG. There the endless, revolving belt is designated by 18. It can for example be guided by a fixed support 19 perpendicular to its plane of movement. Instead of this one belt, several such belts can be arranged cooperating with the balls according to the schematic example of FIG.
It is particularly useful to arrange belt-shaped Rei friction surfaces according to the embodiment of FIG. 11, these friction surfaces forming the upper and lower run of a single endless belt with which the balls come into engagement at two diametrically opposite points. As can also be seen from FIG. 11, this band can be guided on the band surfaces opposite the contact surfaces by fixed supports 20 and 21, these supports being designed to encompass the band on both sides so that it is also guided laterally.
As FIG. 12 shows, the introduction and discharge of the balls between the two strands of the belt on the face of the rotating body can be followed.
If the invention is used for a grinding device in which the rotating bodies interact with their end faces, the movable friction surface can be formed by two concentric rings between which the balls are rolled and which rotate in the gap formed by the rotating bodies.