DE10143946A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkehlen in einem Werkstück mittels einer Schleifscheibe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkehlen (14) an einem Werkstück (10) mittels einer Schleifscheibe (16), die gegenüber dem feststehenden oder beweglichen Werkstück (10) drehbar sowie in Vorschubrichtung bewegbar und zur Vorschubrichtung schwenkbar gelagert ist. Nach der Erfindung ist insbesondere zwecks Formung hohlkehlenartig ausgebildeter Übergangsbereiche (14) abgesetzter Wellen (10) unterschiedlichen Durchmessers die Schwenkachse (21) der Schleifscheibe (16) deren Vorschubachse, die in einer die Mitte der zu erzeugenden Hohlkehle (14) schneidenden Ebene liegt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Es ist bekannt, Werkstücke durch sogenanntes Einstechschleifen mit Hohlkehlen zu versehen, deren Querschnitt durch das Profil der Schneidbrust der verwendeten Schleifscheibe bestimmt ist. Dies bedingt relativ dicke Schleifscheiben und ständiges Abrichten der Schneidbrust. Um brauchbare Fertigungszeiten zu erhalten, wird in der Regel mit Schleifscheiben relativ hoher Schleifkorngröße gearbeitet, was zu sichtbaren Schleifriefen führt. Solche Riefen bilden Kerben und sind insbesondere an hohlkehlenartig ausgebildeten Übergangsbereichen abgesetzter Wellen Ursache für Trennbrüche infolge der stets auftretenden schwingenden Belastungen solcher Wellen. Um dies zu vermeiden sind diese Bereiche durch Feinschleifen und/oder Polieren von den örtliche Formabweichungen darstellenden Kerben zu befreien. Der erhebliche Arbeits-, Vorrichtungs- und Kostenaufwand für diese Art der Herstellung von Hohlkehlen ist im hohen Maße unerwünscht.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde hier Abhilfe durch eine neue Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkehlen, insbesondere von hohlkehlenartig ausgebildeten Übergangsbereichen abgesetzter Wellen unterschiedlichen Durchmessers zu schaffen, die ohne die genannten Eigenschaften ist.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die erfindungsgemäße Ausbildung weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ermöglicht die Verschwenkung der Schleifscheibe um die Vorschubachse die Verwendung relativ dünner Schleifscheiben, deren Schneidbrust nicht gemäß dem Querschnitt der zu erzeugenden hohlkehlenartigen Übergangsbereiche zu formen ist. Das beim Herstellen solcher Hohlkehlen entstehende Schleifbild mit eventuellen Riefen verläuft im Winkel zur Rotationsachse des Werkstückes, was, wie die Erfahrung gezeigt hat, weit weniger zu den genannten Trennbrüchen führt. Da nunmehr relativ dünne Schleifscheiben zur Anwendung gelangen, können diese feinkörniger als bisher bei gleichzeitiger Kostensenkung ausgebildet sein. Das bisher erforderliche Nachbearbeiten der erzeugten Übergangsbereiche entfällt. Die Schrägstellung der Schleifscheibe führt ferner zu einer guten Spanabführung, was sich auf die Genauigkeit der Kontur der zu erzeugenden Hohlkehlen sehr günstig auswirkt. Die Anordnung der Schwenkachse der Schleifscheibe senkrecht über der Mitte der Hohlkehle diese schneidend führt zu einer mechanisch stabilen schwingungsarmen Konstruktion der Lagerung der Schleifscheibe, damit wird die Gefahr der Riefenbildung ebenfalls stark gemindert.
• Zwar ist es für die Herstellung von Nuten in flächige Werkstücke aus Steinen bekannt, eine rotierende spanabhebende Scheibe sowohl in vertikaler Richtung - zwecks Aufsetzen der Scheibe auf das Werkstück - zu verstellen, als auch um die die vertikale Bewegung der Scheibe ermöglichende senkrechte Achse zu verschwenken, um die Breite der in das Werkstück einzubringenden Nut zu verändern. Die Breite der Nut hängt dabei von der Größe des Schwenkwinkels ab, da die beim Vorschub erzeugte Gestalt des Schnittes der Projektion der Scheibe in Bewegungsrichtung entspricht; vgl. DE 196 28 329 A1.
• Bei dieser Vorrichtung ist jedoch die spanabhebende Scheibe im Abstand von der senkrechten Achse angeordnet, der dadurch entstehende Hebelarm führt zu großen Winkeländerungen bei der Scheibeneinstellung und damit zu großen Änderungen der Gestalt der zu erzeugenden Nuten. Diese bei der Steinbearbeitung in Kauf zu nehmende Ungenauigkeit ist aber bei der Herstellung der vorstehend genannten Übergangsbereiche an abgesetzten Wellen untragbar.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
• Es zeigen
• Fig. 1 die Draufsicht auf eine hohlkehlenartig ausgebildete Übergangsbereiche aufweisende abgesetzte Welle,
• Fig. 2 in Frontansicht die Vorrichtung gemäß der Erfindung, und
• Fig. 3 eine Draufsicht auf die gegenüber der Rotationsachse der mit einer Hohlkehle zu versehenden Welle schräg gestellte Schleifscheibe der Vorrichtung nach Fig. 2 in vergrößerter Darstellung.
• Ein in Fig. 1 dargestelltes Werkstück in Form einer rotationssymmetrisch ausgebildeten abgesetzten Welle 10 mit einem Lagerbereich 11 und einem kegelförmigen Aufnahmebereich 12, z. B. für die Aufnahme eines nicht dargestellten Zahnritzels, weist im Übergangsbereich eine Hohlkehle 14 mit einem Radius R auf, deren Oberfläche weitestgehend riefenarm ist, um in Folge dynamischer Belastungen auftretende Trennbrüche zu vermeiden.
• Zur Herstellung der Hohlkehle 14 dient eine in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung SV mit einer von einem Motor 15 angetriebenen dünnen Schleifscheibe 16, die über einen Winkelarm 18 von einem Stab 19 getragen ist. Der Stab 19 ist in einem Ausleger 20 längs der Achse 21 in Pfeilrichtung 22 auf und ab sowie um die Achse 21 in Pfeilrichtung 23 schwenkbar, in seiner eingestellten Lage feststellbar gelagert. Die um die Achse 27 drehbar gelagerte Schleifscheibe 16 mit einem Durchmesser D ist ferner im Winkelarm 18 in Pfeilrichtung 25 längs der Achse 27 - die gleichzeitig Drehachse für die Schleifscheibe 16 ist - hin und her beweglich sowie feststellbar gelagert.
• Ständer und Tisch der vorstehend beschriebenen Vorrichtung SV sowie die Antriebsmittel für das Werkstück, nämlich die zwischen Spitzen 28 und 29 um die Achse 30 drehbar gelagerte Welle 10 sowie die Stell- und Feststellmittel für den Stab 19 und die Schleifscheibe 16 um die Achse 21 in Richtung der Pfeile 23 sind, da in üblicher Bauweise ausgeführt, der besseren Übersicht halber nicht dargestellt.
• Die vorstehend beschriebenen Bauteile der Vorrichtung SV sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die Achsen 21, 27 und 30 jeweils senkrecht aufeinander stehen, dass die Achse 21 Schwenkachse und Vorschubachse für die um den Winkel α - vgl. Fig. 3 - ein- und feststellbare Schleifscheibe 16 ist, sowie dass der das Werkstück 10 haltende nicht dargestellte Tisch derart einstellbar ist, dass dieses in Bezug auf die Achse 21 in eine jeweils die Mitte der zu erzeugenden Hohlkehle 14 schneidende Ebene gebracht werden kann.
• Die Einstellung längs der gleichzeitig Drehachse für die Schleifscheibe bildenden Achse 27 in Pfeilrichtung 25 dient einem etwa erforderlich werdenden Ausgleich während der Herstellung von Hohlkehlen an nacheinander zwischen den Spitzen 28 und 29 eingespannter Werkstücke sowie dem Ausgleich unterschiedlich stark gestalteter Schleifscheiben, um deren Mittelebene 32 - vgl. Fig. 3 - stets exakt in die Ebene der Achse 21 zu bringen.
• Bei dieser Anordnung kann durch eine gewählte Einstellung des Schwenkwinkels a unter Berücksichtigung des Durchmessers D der Schleifscheibe 16 sowie deren Vorschubtiefe in Bezug auf die Achse 30 - vgl. Fig. 2 - ein bevorzugter Radius R (Fig. 1) der zu erzeugenden Hohlkehle 14 erreicht werden. Beim Schleifvorgang, hierfür ist ein Antrieb der Schleifscheibe um die Achse 27 und ein Antrieb des Werkstückes 10 um die Achse 30 erforderlich, entspricht nämlich die Konfiguration der Hohlkehle der Projektion des Schleifscheibenabschnittes, die in Eingriff in das Werkstück, also die abgesetzte Welle 10 gelangt, wie dies aus Fig. 3 sofort zu entnehmen ist. Der Radius R wird also von dem Durchmesser D und der Vorschubtiefe der Schleifscheibe und des Durchmessers des Werkstückes 10 bestimmt. So weist beispielsweise bei dem Durchmesser D der Schleifscheibe 16 von 100 mm und einem Einstellwinkel α von 30° die Hohlkehle 14 einen Radius von 10 mm auf. Bezugszeichenliste 10 Werkstück
  11 Lagerbereich
  12 Aufnahmebereich
  14 Hohlkehle
  15 Motor
  16 Schleifscheibe
  18 Winkelarm
  19 Stab
  20 Ausleger
  21 Schwenkachse
  22 Pfeilrichtung
  23 Pfeilrichtung
  25 Pfeilrichtung
  27 Drehachse
  28 Spitze
  29 Spitze
  30 Drehachse
  32 Mittelebene
  D Durchmesser der Schleifscheibe
  R Radius der zu erzeugenden Hohlkehle
  T Vorschubtiefe
  α Schwenkwinkel
  

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkehlen (14) an einem Werkstück (10) mittels einer Schleifscheibe (16), die gegenüber dem feststehenden oder beweglichen Werkstück (10) drehbar sowie in Vorschubrichtung bewegbar und zur Vorschubrichtung schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere zwecks Formung hohlkehlenartig ausgebildeter Übergangsbereiche (14) abgesetzter Wellen (10) unterschiedlichen Durchmessers die Schwenkachse (21) der Schleifscheibe (16) deren Vorschubachse ist, die in einer die Mitte der zu erzeugenden Hohlkehle (14) schneidenden Ebene liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubtiefe (T) und der Schwenkwinkel (a) der Schleifscheibe (16) einstellbar und für die Dauer der Herstellung einer Hohlkehle (14) feststellbar ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (16) längs ihrer Drehachse (27) verschieb- und einstellbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass die Größe des Radius (R) der zu erzeugenden Hohlkehle (14) in Abhängigkeit des Durchmessers (D) der Schleifscheibe (16), ihrer Vorschubtiefe (T) und der Größe ihres Anstellwinkels (α) in Bezug auf die Drehachse (30) des mit der Hohlkehle (14) zu versehendes Werkstückes (Welle 10) wählbar ist.