DD234388A1 - Pneumatische einstellvorrichtung fuer das feinziehschleifen von waelzlagerlaufbahnen - Google Patents

Abstract

Die pneumatische Einstellvorrichtung dient zur Einstellung der axialen und radialen Position eines Feinziehschleifwerkzeuges und dessen Schwingachse. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, eine Einrichtung zu schaffen, die mit wenig Aufwand auf einer Feinziehschleifmaschine die Einstellung der axialen und radialen Position des Feinziehschleifwerkzeuges sowie dessen Schwingachse ermoeglicht, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermoeglicht, die Lage der Rille eines Waelzlagerringes messtechnisch zu erfassen. Dazu wird in den Werkzeughalter fuer das Feinziehschleifwerkzeug ein pneumatischer Messkopf mit 4 symmetrisch verteilten Messduesen gespannt und mit der Rille des Waelzlagerringes in Eingriff gebracht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die pneumatische Einstellvorrichtung dient zur Einstellung der axialen und radialen Position eines Feinziehschleifwerkzeuges und dessen Schwingachse an Feinziehschleifmaschinen zur Bearbeitung von Wälzlagerinnen- und außenringen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Herkömmliche Maschinen zur Feinstbearbeitung der Laufbahnen von Wälzlagerringen, wie sie z. B. in den Patentschriften DE-PS 1752206, DE-PS 1752520 und DE-PS 1937802 u.a. beschrieben wurden, verfugen über keine Vorrichtung zur exakten Einstellung der Werkzeugposition in der Mitte der vorgeschliffenen Laufbahnrille. Die Einstellung der Schwingachse bedarf der Erfahrung des Bedieners. Es sind deshalb auch in der Regel mehrere zeitaufwendige Korrekturverstellungen an der Maschine notwendig. Der Notwendigkeit einer exakten Ausrichtung des Feinziehwerkzeuges zur Laufrille des Werkstückes wird in der neueren Patentliteratur größere Aufmerksamkeit gewidmet.

Während der Wälzlagerring bei herkömmlichen Feinziehschleifmaschinen entweder in Gleitschuhen mit oder ohne hydrostatischer Lagerung, in hydrostatischen Lagerbuchsen oder auf einem Zentrierdorn aufgenommen und durch eine Andrückvorrichtung axial gegen die Stirnfläche einer Mitnehmerspindel gepreßt wird, ist in der DE-OS 2826169 eine andersgeartete Maschinenkonzeption beschrieben, um den negativen Einfluß des Rillenversatzes (verschieden großer Abstand der Laufrille zu den Stirnflächen der Werkstücke) auf das Bearbeitungsergebnis der Laufrille auszuschließen, greifen die den Ring haltenden Spannorgane in die Laufbahn ein, so daß die Positionierung, Zentrierung und Führung des Ringes in der Laufbahn erfolgt, in der gleichzeitig auch das Werkzeug die Bearbeitung ausführt. Unter der Voraussetzung einer axialen Ausrichtung des Werkzeuges zu den Spannorganen kann eine derartige Spannung eine Werkzeugausrichtung zur Laufrille in axialer Richtung unnötig machen, eine Einstellung des Schwingradius ist aber auch bei dieser Lösung notwendig. Eine weitere Möglichkeit zur Kompensation des axialen Rillenversatzes ist in der DE-AS 2339726 beschrieben. Diese Maschinenkonzeption ist dadurch gekennzeichnet, daß am Werkstück vor der Bearbeitung und außerhalb der Bearbeitungsposition mittels einer Meßeinrichtung (Zweipunktmessung mit Meßtaster) die Lage der Profiifläche in axialer Richtung gegenüber einer Bezugsfläche ausgemessen wird. Vor Beginn der Bearbeitung des Werkstückes wird ein den Werkzeughalter tragender Schlitten durch einen Stellmotor entsprechend dem Meßwert verstellt, bis die axiale Lage der Schwingachse des Werkzeuges gleich dem Sollwert ist. Die radiale Lage der Schwingachse, also der Schwingradius, ist mit dieser Meßsteuerung nicht einstellbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die mit wenig Aufwand auf einer Feinziehschleifmaschine die Einstellung der axialen und radialen Position des Feinziehschleifwerkzeuges sowie dessen Schwingachse ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Lage der Rille eines Wälzlagerringes vor seiner Bearbeitung meßtechnisch zu erfassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst: Vor der Aufnahme der Fertigung einer neuen Werkstückserie wird an Stelle eines rechteckigen Feinziehschleifwerkzeuges ein mit den Rechteckmaßen des Werkzeuges versehener Meßkopf in den Werkzeughalter gespannt und in den Bereich der Laufrille des Werkstückes eingefahren. Die Stirnfläche des Meßkopfes weist ein der Laufbahn angepaßtes, in zwei Ebenen gekrümmtes (toroides) Profil auf. In der Meßkopfstirnfläche befinden sich vier Meßdüsen derart angeordnet, daß sich jeweils zwei Düsen symmetrisch zum Flächenmittelpunkt (Schnittpunkt der Symmetrieachsen) auf einer Symmetrieachse der Stirnfläche gegenüberliegen. Der für pneumatische Messungen erforderliche Meßspalt wird durch eine definierte Abweichung der Krümmungsradien dertoroiden Meßkopfstirnfläche von den Krümmungsradien der ebenfalls toroiden Laufbahnoberfläche erzeugt. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung des nötigen Meßspaltes wäre die Anordnung eines Distanzstückes in der Flächenmitte der Meßkopfstirnfläche bei gleichen Krümmungsradien von Meßkopf- und Laufbahnoberfläche. Zum besseren Abströmen der aus den Meßdüsen austretenden Luft sind in Meßkopfstirnfläche Aussparungen eingebracht. Der Meßaufuau erfolgt nach dem in der pneumatischen Längenmeßtechnik üblichen System Düse-Prallplatte. Die Werkzeugpositionseinstellung erfolgt folgendermaßen: Der Meßkopf wird mit seiner vom Ringtyp abhängigen Einspannlänge an Stelle des Feinziehschleifwerkzeuges in den auf einem in Längs- und Querrichtung verfahrbaren Schlitten

montierten Werkzeughalter im Arbeitsraum der Maschine eingespannt und durch Schlauchsteckverbindungen mit dem Anzeigeteil eines Meßaufbauesverbunden. Anschließend wird der Meßkopf mit seiner Stirnfläche auf die Laufbahn eines in der Werkstückaufnahme befindlichen Werkstückes aufgesetzt. Dabei muß sich der Werkzeughalter im unausgelenkten Zustand befinden, so daß die Längsachse des Meßkopfes senkrecht auf der Längsachse des Werkstückes steht. An den Druckmeßgeräten der beiden waagerechten Düsen können die Meßwerte abgelesen werden. Stimmen beide überein, verläuft die Längsachse des Meßkopfes durch den Mittelpunkt des Rillenradius, d. h. der Meßkopf befindet sich mittig in der Laufbahnrille. Bei Ungleichheit der Anzeige wird eine Feinverstellung des Längsschlittens vorgenommen, bis die Meßwerte übereinstimmen. Für die Einstellung der radialen Sollage der Schwingachse werden Verstellungen am Querschlitten vorgenommen, bis die für die beiden senkrecht übereinander angeordneten Meßdüsen angezeigten Meßwerte übereinstimmen. Diese radiale Sollage ist durch Gleichheit von Schwingradius und Rillen radius gekennzeichnet.

Zur Überprüfung ob der eingestellte Schwingradius gleich dem Rillenradius ist, wird der Meßkopf aus der Nullage ausgelenkt. Hierbei darf bei Gleichheit von Schwing- und Rillenradius keine Veränderung der Anzeige der beiden waagerechten Meßdüsen auftreten, d.h. der Spalt zwischen Meßdüse und Laufbahnoberfläche bleibt konstant. Bei auftretender Ungleichheit von Schwingradius zu Rillenradius kann durch Verstellung des Querschlittens korrigiert werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht der Einstellvorrichtung

Fig. 2: eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Meßkopfes

Die Flg. 1 zeigt den Meßkopf in Meßposition im Werkstück 2. Er weist eine der Laufbahn des Werkstückes ähnliche, doppelt gekrümmte (toroide) Stirnfläche 3 auf. In die Stirnfläche 3 sind vier Meßdüsen 4; 5; 6; 7 eingebracht, wobei sich jeweils die Meßdüsen 4; 5 und 6; 7 symmetrisch zum Stirnflächenmittelpunkt 8 der Stirnfläche 3 auf den Symmetrieachsen der Stirnfläche 3 gegenüberliegen. Der für pneumatische Messungen erforderliche Meßspalt entsteht durch eine definierte Abweichung der Krümmungsradien der Stirnfläche 3 von der Laufbahngeometrie des Werkstückes 2. Zum Abströmen der aus den Meßdüsen 4; 5; 6; 7 austretenden Luft sind Aussparungen 9 vorgesehen. Zur Anzeige der Druckdifferenzen zwischen parallelen Meßzweigen werden Differenzdruckmeßdosen verwendet.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, die nach Ringtypwechsel oder Reparaturen notwendige Werkzeugpositionierung zeitlich beträchtlich zu verkürzen. Durch die genauere Werkzeugpositionierung wird eine Steigerung der Qualität des Bearbeitungsergebnisses erreicht.

Eine weitere Steigerung der Bearbeitungsqualität ist möglich, wenn neben der exakten Schwingachsenpositionierung eine vorher extern ermittelte Lageabweichung der Laufbahn zur Lagerstirnfläche durch entsprechende axiale Korrekturverstellung beseitigt wird.

Dies wäre z. B. durch eine Meßsteuerung realisierbar.

Claims (5)

1. Erfindungsanspruch: '

   1. Pneumatische Einstellvorrichtung für das Feinziehschleifen von Wälzlagerlaufbahnen, basierend auf dem pneumatischen Längenmeßsystem Düse-Prallplatte, gekennzeichnet dadurch, daß in den Werkzeughalter für einen Feinziehschleifstein ein Meßkopf (1) gespannt ist, daß der Meßkdpf (1) eine der Laufbahn eines Wälzlagerringes (2) ähnliche, doppelt gekrümmte Stirnfläche (3) ausweist, daß in die Stirnoberfläche (3) vier Meßdüsen (4; 5; 6; 7) eingebracht sind, wobei sich jeweils die Meßdüsen (4; 5) und (6; 7) symmetrisch zum Stirnflächenmittelpunkt (8) der Stirnfläche (3) auf den Symmetrieachsen der Stirnfläche (3) gegenüberliegen und daß zum Ableiten der aus den Meßdüsen (4; 5; 6; 7) austretenden Luft Aussparungen in die Stirnfläche (3) eingebracht sind.
2. 2. Pneumatische Einstellvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der für pneumatische Messungen erforderliche Meßspalt durch eine definierte Abweichung der Krümmungsradien der Stirnfläche (3) und der Laufbahn des Wälzlagerringes (2) erzeugt wird.
3. 3. Pneumatische Einstellvorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der für pneumatische Messungen erforderliche Meßspalt durch Anbringung eines Distanzstückes im Flächenmittelpunkt bei gleichen Krümmungsradien von Laufbahnoberfläche des Werkstückes (2) und Stirnfläche (3) erzeugt wird.
4. 4. Pneumatische Einstellvorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß nach erfolgter Schwingachseneinstellung eine vorher extern ermittelte Lageabweichung der Laufbahn zu den Lagerstirnflächen durch eine Korrekturverstellung ausgeglichen wird.
5. 5. Pneumatische Einstellvorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß zur Anzeige der Druckdifferenzen zwischen parallelen Meßzweigen Differenzdruckmeßdosen verwendet werden.

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