Verfahren und Vorrichtung zum Läppen und Schleifen von Kugeln Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Läppen und Schleifen von Kugeln zwischen gegen einander wirkenden Scheiben mit konzentrischen, die Kugeln führend-en Rillen, wobei .die Kugeln .bei jedem Umlauf in kontinuierlicher Folge .einer Seite eines Magazins zugeführt und an dessen anderer Seite wieder aentnommen werden.
Aus Gründen einer rationellen Fertigung sind den modernen Vorrichtungen zum Schleifen oder Läppen von Kugeln, gleichgültig ob @diese mit hori zontal oder vertikal umlaufenden Läppscheiben ar beiten, Magazine zugeordnet, die ein Vielfaches des sen an Kugeln aufnehmen, was einer einzigen Be schickung .der Scheiben entspricht.
Dabei werden die Kugeln nach der Entnahme von den Läppscheiben in .dem Magazin gesammelt und,aaus diesem wieder erneut den Läppscheib,en zug-führt. Im Wesentlichen kommen hierfür drei verschiedene Arten von Maga zinen in Frage,
nämlich entweder Idas Trommel magazin oder ein Becherwerk oder aber neuerdings auch das uni die Läppscheiben laufende Ringrna- gazin.
Trommelmagazine führen allerdings keine Tren nung zwischen geläppten und ungeläppten bzw. mehr oder weniger weit geläppten Kugeln herbei, sondern vermischen diese in unkontrollierbarer Weise. Die Folge ist, dass die Bearbeitung der Kugeln ungleich erfolgt, da nur .dite Kugeln mit grossem Durchmesser tatsächlich geläppt werden, während die anderen leer mitlaufen.
Der ungleiche Kugeldurchmesser führt aber zu schlecht ausgebildetem Rillen, was wiederum das Arbeitsergebnis verschlechtert. Die Mängel (des Becherwerks als Magazin unterscheiden sich von denen einer umlaufenden Trommel nur graduell, da ,die Kugeln nun nicht mehr ausnahmslos einem ge- meinsiam@en Vorrat innerhalb ,des Magazins zugeführt,
sondern in .der Anzahl der Becher entsprechende Mengen aufgeteilt werden. Jedoch lässt sich auch hier eine Vermischung geschliffener und ungeschliffener Kugeln nicht vermeiden.
Demgegenüber ergibt sich bei: der Verwendung eines Ringmagazins der beachtliche Vorteil, dass die ,dem Bearbeitungsprozess unterworfenen Kugeln in praktisch der gleichen Reihenfolge hintereinander den ganzen Bewegungsablauf durch die Läppscheiben und das Magazin ausführen.
Das heisst, eine geschliffene Kugel wird erst dann wieder den Läppscheiben zu geführt, wenn alle (anderen nachfolgenden Kugelur ,die Läppscheiben passiert haben.
Die Verwendung eines Magazins hat sich aber in der modernen Kugelfertigung schon aus .dem Grund als unbedingt notwendig erwiesen, ,als damit eine grössere Beschickung der Läppvorrichtung zu grunde gelegt und die :erzielbare Genauigkeit auf eben diese grössere Kugehnenge bezogen werden kann.
Diese übt aber, .angesichts des bei Kugeln, infolge ider rollenden Bewegung vergleichswels,z ge ringen Läppmoments, seine .gleichmässigere Bean spruchung der Rillen der Läppscheiben aus, was sich naturgemäss vorteilhaft auf Idas Verfahren der Oberflächengestaltung der Kugeln :auswirken muss.
Die insbesondere beider Verwendung von Trom mel- und Becherwerksmagazinenauftretenden Durch- messerdifferenzen erfordern noch mindestens einen Sortiervorgang in besonderen Sortiermaschinen. Zur Erzielung von Kugeln grösserer Form- und Mass genauigkeit werden die sortierten Klassen nochmals .einem Läppprozess unterzogen und danach erneut sortiert.
Auf diese Weise verteuert sich ,aber du!as Herstellungsverfahren ausserordentlich, und zwar um so mehr, je höher die gewünschte Genauigkeit liegt.
Aus der Erkenntnis :der beträchlnchen Nachteile der bekannten Verfahren zum Läppen wund Schleifen von Kugeln resultiert die ader Erfindung gestellte Aufgabe, Kugeln unter wesentlich geringerem wirt- schaftlichen Aufwand,
jedoch mit einem um ein Mehrfaches verbesserten Genauigkeitsgrad herzu stellen.
Diese Vorteile ergeben sich rmit .dem Verfahren gemäss der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, sass die Kugeln einer jeden Rille .oder Gruppen von Rillen der Scheiben in je,ein;
,r endlosen Bewegungs bahn -durch das Magazin und die Scheiben geführt und bei jedem Umlauf einmal in raidialer Richtung in die jeweils nachfolgende oder vorhergehende Be wegungsbahn umgesetzt werden.
Auf diese Weise idurchlaufen die einzelnen Ku geln Iden Bearbeitungsvorgang in kontinuierlicher Folge vom kleinsten bis zum grössten Radius der Rillen auf den Sahesben oder umgekehrt.
Diese plan mässige Führung,der Kugeln gewährleistetabereine überaus gleichmässige Bearbeitung und führt zu ebenso ausgeglichenen Läpprillen, wies wie(d'erum 'der erzielbaren hohen Genauigkeit des Verfahrens zugute kommt. Da die Wege, die seeinzelnen Kugeln durch die Vorrichtung nehmen,
praktisch gleich sind, kön nen Hochgenauigkeitskugeln erhalten werden, deren Masstoleranzen ausserordentlich eng liegen, so sass jeder Sortiervorgang überflüssig ist, und kann ander sets die Bearbeitungszeit für ein Mindestmass be schränkt sein.
Gemäss einer Weiterausbiudung ist vorgesehen, sass die Kugeln der ,einzelnen Bewegungsbahnen bei der Aufgabe zum oder aber bei der Entnahme aus dem Magazin umgesetzt werden. Welcher der sich bietenden Möglichkeiten ider Vorzug .gegeben wird, richtet sich weitgehend nach den Umständen des Einzelfalls. Dabei können die Kugeln einer jeden Rille bzw.
Gruppe von Rillen. in die nächstfolgende Rille oder Gruppen von Rillen mit idem nächst grösseren oder nächstkleineren Radius geführt wer den, wobei die Kugeln der in der Umsetzungsrichtung äussersten bzw. innersten Rille oder Gruppe von Rillen -unter Überspringen sämtlicher weiteren Be wegungsbahnen in die erste, d. h.
die innerste, oder äusserste Rille oder Gruppe von Rillen geführt werden.
Die Ausbildung einer zur Durchführung des er- findungsgemässen Verfahrens :besonders geeigneten Vorrichtung ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung, die hierzu vorsieht, sass das Magazin (eine :
der Anzahl der Rillen oder Gruppen von Rillen der Scheiben entsprechende Unterteilung aufweist, die an beiden Enden über in der gleichen Weisse unterteilte Füh- rungsbahnen an die Öffnung ider Scheiben ange schlossen ist.
Auf diese Weise kann eine Anzahl von je für sich endlosen Bewegungsbahnen für die Kugeln ge- schaffen sein, die mit Ausnahme der .am Umsetzungs- punkt (die anderen Bewegungsbahnen überspringen- den Bahn nebeneinander verlaufen können.
Dabei kann beim Durchlauf durch Idas Magazin grund- sätzlich die gleiche Einteilung :aufrechterhalten wer- den, wie sie durch die Rillen zwischen den Scheiben vorgesehen ist.
Bekannt ist dabei, die Kugeln abwechselnd aus ihrer Laufbahn zwischen den. Scheiben zu entfernen und unter anderer Reihenfolge bzw. in verschiedenen Schleifrillen wiederum .in ;die Maschine .einzuführen. Hierzu können rillenförmige Laufbahnen dienen, die sich jeweils ,an die Unterbrechung .der Scheiben an- schliessen.
Nach einer Weiterausbildung .der erfindungsge- mässen Vorrichtung isst vorgesehen, sass die eine Aussenbahn der einen Führungsbahn unter über oder Unterfahren der weiteren Bahnen an die ;andere Aussenseite der Führungsbahn geleitet ist.
Die nacheinander aus den Scheiben austreten den Kugeln können in den Führungsbahnen ,durch Iden ihnen zwischen den Scheiben erteilten Bewe gungsimpuls vorwärts bewegt werden.
Gegebenenfalls können jedoch noch besondere Bewegungselemente vorgesehen s ein, und zwar insbesondere an den Stel- len, an denen die Führungsbahnen ansteigend aus- gebildet sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform 'der (erfindungsgemässen Vorrichtung zeichnet sich durch .die Verwendung eines die Scheiben ringförmig um gebenden Tellermagazins laus. Dieses kann sowohl mit horizontal laufenden als auch mit vertikal stehen
den Scheiben zusammenwirken.
Der Teller kann @dabei mit .einer den Rillender Scheiben :entsprechenden Anzahl von Rillen versehen ,sein. Es ist .aber .anderseits ,auch möglich, .sass der Teller den Rillen :oder Iden Gruppen von Rillen ider Scheiben entsprechende ortsfeste, konzentrisch -an- geordnete Trennwände :
aufweist, die iah die Trenn wände "der Führungsbahnen anschliessen.
Während die Ausführungsform mit dem :mit Ril len versehenen Magazinteller insbesondere für die Bearbeitung von Kugeln mit grösserem Durchmesser in Frage kommt,
eignet sich diejenige mit einem mit Trennwänden zwischen Iden einzelnen Bewegungbs- bahnen versehenen Magazinteller vor allem zur Be arbeitung von Kugeln kleineren Durchmessers, wobei dann alldendings zweckmässig mehrere nebeneinander liegende Rillen der Scheiben zusammengefasst und einer Bewegungsbahn der Magazinunterteilung zuge ordnet sind.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus (der fol genden Beschreibung einiger bevorzugter Ausfüh- rungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung !anhand ,der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fäg. 1 einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 .eine ider Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine der Fig. 3 ähnliche Ausführungsform und Fig. seinen Teilschnitt durch eine andere Aus führungsform.
Bei den Ausführungsformen mach den Fig. 1 bis 4 wird von einer mit vier Reihen von Rillen versehenen Läppscheibenanordnunig ausgegangen, wobei diese Ausbildung aber lediglich ein Beispiel darstellt, das, wie dies Fig. 5 schon zeigt, auf be liebig viele Rillen der Scheiben ausgedehnt werden kann, wobei allerdings dem Durchmesser der zu bearbeitenden Kugeln eine entscheidende Bedeutung zukommt.
Bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 sind zwei konzentrisch angeordnete Läppscheiben vorgesehen, deren untere 1 mit Odem Träger 2 um läuft, während die obere 3 mit dem zugeordneten Träger 4 stillsteht.
Während die untere Läppscheibe 1 mit beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Ril len 5 zur Führung (der Kugeln 6 ausgestattet ist, weist die obere Läppscheibe 3 eine ebene Arbeits fläche 7 auf.
Bei 8 weist die obere, stillstehende Läppscheibe eine sektorförmmge Ausnehmung auf, ,deren Öffnungsweite, wie Fig. 1 zeigt, .etwa einem Winkel von 70 entspricht.
Die beiden Läppscheiben 1 rund 3 rindexzentrisch innerhalb eines ringförmigem Tellermagazins 9 an geordnet, wobei die Mittelpunkte der Scheiben 1 und 3 einerseits und des Ringmagazins 9 um den Betrag x auf dem Durchmesser 10 voneinander ent fernt sind,
der die Winkelhalbierende der Ausneh- mung 8 der oberen Läppseheibe 3 bildet. Die Dreh- niehtung der Läppscheibe 1 ist durch den Pfeil 11 gekennzeichnet. Entgegengesetzt hierzu läuft !das Ringmagazin 9 in Pfeilrichtung 12 um.
Der Antrieb der umlaufenden Läppsaheibe 1 und des Ringma gazins 9 sind, da bekannt, nicht irr einzelnen wie dergegeben.
Das Ringmagazin 9 weist eine der Rillemzahl der Läppsoheibe 1 @entsprechende Unterteilung in vier Bewegungsbahnen 13, 14, 15 und 16 auf, ,deren Bahn 13 den kleinsten und deren Bahn 16 dien grössten Radius aufweist.
Diese Bahnen 13 bis 16 werden durch Trennwände 17 :gebildet, .die durch die mit dem Magazinteller 9 umlaufende Aussenwand 18 und die feststehende Innenwand 19 ergänzt wer den. Die konzentrischen Trennwände 17 sind eben falls ortsfest angeordnet, wozu die bei 20 angedeuteten Halterungen dienen. Wie Fig. 2 zeigt, enden die Trennwände 17 in geringem Abstand von der Lauf fläche 21 des Magazinringes 9.
Die Bewegungsbahnen 13 bis 16 und des Ringmagazins 9 sind an ihrem einen Ende durch die insgesamt mit 22 bezeichnete und an ihrem anderen Ende durch die mit 23 bezeichnete Führungsbahn an die Läppscheibenausnehmung 8 angeschlossen. Die Führungsbahnen 22 und 23 ent- sprechen in ihrer Unterteilung derjenigen des Ma gazins 9 bzw. der Rilleneinteilung der Läppscheibe 1.
Zu diesem Zweck sind .die Trennwände 17 an ihnen Enden .in der dem Ringmagazin 9 und den Läpp- scheiben 1, 3 gemeinsamen Ebene um etwa 180 umgebogen, so dass im Fall der Führungsbahn 22 zunächst drei Bahnen gebildet werden, die mit 24, 25 und 26 bezeichnet sind. Dabei :
geht die Bahn 24, die der Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem grössten Radius entspricht, in -die Bewegungsbahn 14 des Magazins 9 über, die dm Magazin 9 die, von innen gesehen, zweite Bahn bildet.
Die der Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem nächstkleineren Radius entsprechende Bahn 25 der Führungsbahn 22 geht in die Bewegungsbahn 15 mit dem nächstgrösseren Radius ides Magazins 9 über, und die nächstfolgende Bahn 26 mündet schliesslich in die äusserste Be wegungsbahn 16,des Magazins 9 ein.
Diese Bahn 26 wird durch ein ortsfestes Kurvenstück 27 nach aussen hin abgegrenzt, welches an der Aussenwandung 18 des Magazinrings 9 ausläuft.
Der Rille 5 der Läppscheibe 1 .mit ,dem kleinsten Radius ist in der Führungsbahn 22 eine Rinne 28 von U-förmigem Querschnitt zugeordnet, @die in .der Weise von ihrem Ausgangspunkt 29 an .ansteigend verläuft, .dass sie schliesslich die Bahn 24 .bis 26 der Führungsbahn 22 überfährt,
um dann Faber bei 30 in die Bewegungsbahn 13 des Magazins 9 mit ebenfalls idem kleinsten Radius einzumünden.
Entsprechend der Führungsbahn 22 am einen Übergang von den Läppscheiben 1, 3 zum Magazin 9 ist die Führungsbahn 23 ,an .der .anderen übergabe- stelle ausgebildet. Hierzu sind lediglich die Enden .der Trennwände 17 um 180 parallel zueinander gebogen,
so dass die Einzelbahnen 31, 32, 33 und 34 gebildet werden, wobei zur äusseren Abgrenzung der Bahn 34 ein weiteres Kurvenstück 35 idient, welches entsprechend dem Kurvenstück 27 der ge genüberliegenden Seite ortsfest angeordnet ist und im Bereich der Aussenwand 18 des Ringmagazins 9 ausläuft.
Hierbei geht die Bewegungsbahn 13 des Magazins 9 mit dem kleinsten Radmus über die Führung 31 in die Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem grössten Radius über. Dagegen mündet die Be wegungsbahn 16 des Magazins 9 mit dem -grössten Durchmesser über die Führung 34 schliesslich in die Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem kleinsten Radius ein.
Verfolgt man den Bewegungsablauf der Kugeln 36, iso ergibt sich unter Berücksichtigung !der Be- wegungsrichtungen 11 und 12 der beweglichen Ele mente 1 und 9 folgendes Bild:
Die von ider Rinne 28 bei 30 an die Bewegungsbahn 13 des Magazins 9 abgegebenen Kugeln folgen der Bewegung des Ma- gazinrings 9, wobei sie ,
am Ende 37 der inneren Begrenzungswand 9 des Magazins 9 in die Führung 31 .einmünden und von dieser lauf @die Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem grössten Radius geleitet wer den.
Dementsprechend treten diese Kugeln im Be reiche der Führungsbahn 22 aus der Läppschexbe wieder aus, und zwar gelangen !sie Maibei in die Führung 24, die nun aber in dme Bewegungsbahn 14 ,des Magazins 9 .einmündet, welche gegenüber hier Bewegungsbahn 13 den nächstgrösseren Radius auf weist.
Diese Bewegungsbahn 14 verlassen die Kugeln schliesslich .durch .die Führung 32, die sie -auf die Rille 5 mit dem zweitgrössten Radius führt.
Diese Rille 5 verlassen sie wieder über die Führung 25 ,und gelangen dabei auf die nächst;
, Bewegungsbiahn 15. Dieses Bewegungsspiel setzt sich so lange fort, bis die Kugeln schliesslich in die Rille 5 der Läpp- scheibe 1 mit dem kleinsten Radius gelangen.
Von dieser Rille aus treten säe aber .bei 29 ran die Rinne 28 ein, die das Umsetzen der Kugeln in die Be wegungsbahn 13 mit dem. kleinsten Radius bewirkt.
Dabei überfahren diese Kugeln innerhalb der Rinne 28 die in den drei angrenzenden Führungen 24 bis 26 befindlichen Kugeln.
Dieses Bewegungsspiel setzt sich so lange fort, bis idie Kugeln 36 den gewünschten Durchmesser und die erforderliche Massgenauigkeit angenommen haben.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 entspricht im Prinzip derjenigen nach den Fig. 1 und 2. Während dort aber die Kugeln aus dem Magazin einen rechts gängigen Drehsinn und im Bereich der Läppscheiben einen linksgängigen Drehsinn aufweisen,
bleibt dieser bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ständig gleich. Hierzu verlaufen die mit 38 und 39 bezeichneten Führungsbahnen über Kreuz.
Die Führungsbahn 38 wird von den parallelen Trennwänden 40 gebildet, .die in seiner Ebene parallel zum Ringmagazin 9 verlaufen. Auf (diese Weise werden die Führungen. 41, 42, 43 und 44 gebildet, die die nicht ;dargestellten Kugeln zwischen .die Läppscheiben 1 und 3 führen.
Die Führungsb;ahn 39 besteht am vier bei 45 ansetzenden parallelen Rinnen 46, 47, 48 und 49, die insgesamt ansteigend verlaufen und damit die Führungsbahn 38 überfahren.
Die der innersten Rille 5 der Läppscheibe 1 entsprechende Bahn 46 mündet ,allerdings in die, von rannen gesehen, zweite Be wegungsbahn 14 des Ringmagazins 9.
Diagegen über fährt die äusserste Bahn 49 der Führung 39 die inneren Bahnen 46 bis 48 und mündet bei 50 in die den kleinsten Radius aufweisende Bewegungs- bahn 13 des Ringmagazins 9 ein.
Auf diese Weise werden -die Kugeln jeweils auf .die nächstfolgende Bewegungsbahn umgesetzt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3, der der Schnitt nach Fig. 4 (etwa entspricht, ist die kon- zentrische Unterteilung (dies Ringmagazim 9 in der Weise vorgenommen worden,
dass statt der Trenn wände 17 der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 Rillen 51 vorgesehen sind, deren Ausbildung, An ordnung und Zahl derjenigen der Rillen 5 der Läpp- seheibe 1 entspricht.
Die Fig. 5 zeigt schliesslich einte Ausführungs- form, die zum Bearbeiten von Kugeln kleineren Durchmessers bestimmt ist. Dabei äst nicht jeder einzelnen Rille 52 der Läppscheibe 53 eine be sondere Bewegungsbahn ;
auf .den Führungen 22, 23 bzw. 38, 39 zugeordnet, sondern @diesie Rillen 52 sind! gruppenweise zusammengefasst, wobei die Anzahl der Gruppen der Unterteilung des Rmgmagazms 9 ent spricht, welches bei dieser Ausführungsform in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise in.
vier Bewegungs- @bahnen,13 bis 16 unterteilt ,ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht iauf die im vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Abände rungen möglich,
ohne dass diese vom Grundgedanken der Erfindung abweichen. So können die Läpp- @scheiben 1 und 3 durchaus auch in einer vertikalen Ebene umlaufen. Anderseits kann aber an die Stelle ,des Ringmagazins 9 auch ein Becherwerk treten,
Beissen Becher entsprechend der Zahl der Rillen oder Gruppen von Rillen der Läppscheibe in axialer Rich tung unterteilt sind.
In (entsprechender Waise ist es auch möglich, anstelle der Führungsbahnen 22, 23 bzw. 38, 39 zwei gegenläufige Transportbänder zu verwenden, (die entweder mit die Kugeln führenden Rillen versehen sein können oder aber mit Trenn wänden entsprechend der in Fig. 1 und 2 mit 17 bezeichneten zusammenwirken.
Die Erfindung ist selbstverständlich auch in der Weise ausführbar, dass das die beiden Läppscheiben umgebende Ringmagazin stillsteht, während ander seits aber die beiden Führungsbahnen (z.
B. 38 und 39 in Fig. 3) gemeinsam mit der oberen Läpp- scheibe 3 entgegengesetzt zur unteren Läppscheibe 1 langsam umlaufen, so dass die ieinzeln@a=Führungen der Führungsbahn 38 (z.
B. 41 bis 44 in Fig. 3) die Kugeln aus dem Ringmagazin gewissermassen reihenweise herausgreifen und zwischen die Läpp- scheiben 1, 3 einführen. Selbstverständlich muss zu diesem Zweck das Ringmagazin mit Führungsrillen für .die Kugeln gemäss Fig. 3 versehen sein.