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Die Erfindung betrifft eine Innenrundschleifmaschine zum Schleifen einer Innenseite eines Werkstückes und ein Verfahren zur Verringerung einer Abbiegung einer Schleifspindel während eines Innenrundschleifvorgangs eines Werkstücks.
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Es sind verschiedene Ausführungsformen von Innenrundschleifmaschinen zum Schleifen oder Schneiden einer Kontur oder eines Lehrrings bekannt. Eine solche herkömmliche Innenrundschleifmaschine ist im Allgemeinen so aufgebaut, dass ein ringförmiges Werkstück durch ein Spannwerkzeug, beispielsweise ein Spannfutter, erfasst wird. Die innere Oberfläche des Werkstücks wird durch einen Schleifkörper, insbesondere eine Schleifscheibe, geschliffen der an einer Schleifspindel befestigt ist. Diese Spindel kann in diametraler Richtung dieses Werkstücks oder längs seiner inneren Oberfläche bewegt werden.
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Bei einer herkömmlichen Innenrundschleifmaschine mit dem oben beschriebenen Aufbau wird jedoch das Schleifen des Werkstücks auf den Bereich konzentriert, an dem der Schleifkörper anliegt. Damit sind jedoch verschiedene Nachteile verbunden. Es ist beispielsweise schwierig, den gesamten Schleifvorgang sehr gleichmäßig durchzuführen.
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Die
DE 10 2012 204 483 A1 offenbart ein Maschinengehäuse mit einer Bohrung für eine Brennkraftmaschine. Zur Bearbeitung der Bohrung ist ein rotierendes, spanabhebendes Werkzeug vorgesehen. Es ist zur radialen Abstützung des Werkzeugs ein Gegenlager für das Werkzeug vorgesehen.
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Die
JP H03- 35 966 A beschreibt eine Schleifmaschine zur Bearbeitung einer inneren Oberfläche eines Werkstücks mit einem Werkzeug, welches antriebsseitig mittels eines Motors gelagert ist. Auf der dem Motor gegenüberliegenden Seite des Werkzeugs ist dieses in einer Flüssigkeit gelagert.
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Es besteht daher das ständige Bedürfnis die Einsatzfähigkeit und die Effektivität einer Innenrundschleifmaschine zu erhöhen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, welche es ermöglichen, die Einsatzfähigkeit und die Effektivität einer Innenrundschleifmaschine zu erhöhen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Innenrundschleifmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die Erfindung betrifft eine Innenrundschleifmaschine umfassend eine Schleifspindel, wobei die Schleifspindel einen Schleifspindeleinsatz umfasst, wobei der Schleifspindeleinsatz eine Schleifscheibenaufnahme umfasst, wobei auf der Schleifspindelaufnahme eine koaxial angeordnete Schleifscheibe angeordnet ist, und wobei der Schleifspindeleinsatz einen Stirnabschnitt zum Abstützen des Schleifspindeleinsatzes umfasst. Der Stirnabschnitt ist von einem Abstützelement gegen Abbiegen während des Schleifens abstützbar, wobei das Abstützelement senkrecht zu einer Mittelachse (M) des Schleifspindeleinsatzes (16) angeordnet ist und den Schleifspindeleinsatz am Umfang des Stirnabschnitts abstützt. Das Abstützelement ist bei einer Abbiegung des Stirnabschnittes von der Mittelachse der Schleifspindel ausfahrbar zur Abstützung des Stirnabschnittes.
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Durch eine Verlängerung der Schleifscheibenaufnahme kann der Schwerpunkt des Schleifscheibenspindeleinsatzes zusammen mit einer angeordneten Schleifscheibe in Richtung weg von dem Stirnabschnitt verschoben werden. Der Stirnabschnitt kann dabei einen kleineren Außendurchmesser als der Schleifscheibenaufnahmedurchmesser der Schleifspindelaufnahme aufweisen um ein einfacheres anordnen der Schleifscheibe auf der Schleifspindelaufnahme zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine Verbiegung der Schleifscheibenaufnahme verringert oder vermeiden werden, so dass ein gleichmäßigerer Schleifvorgang ohne eine Verformung des Spindeleinsatzes ermöglicht werden kann. Insbesondere kann der Stirnabschnitt abgestützt werden, so dass die wirkende Steifigkeit des Schleifspindeleinsatzes erhöht werden kann.
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Auf diese Weise kann eine Zerspanung der Innenseite des Werkstücks erhöht werden, so dass die Schleifzeit reduziert werden kann.
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Mit Hilfe der Innenrundschleifmaschine kann demnach eine Zerspanleistung erhöht und dadurch eine Bearbeitungszeit reduziert werden. Dies kann durch die beschriebene Verlängerung der Schleifscheibenaufnahme ermöglicht werden, da dadurch die Abstützkraft des Schleifscheibenspindeleinsatzes zusammen mit einer angeordneten Schleifscheibe in Richtung weg von dem Stirnabschnitt verschoben werden kann. Durch das Abstützelement kann also ein Abbiegen der Schleifspindelaufnahme während einer Bearbeitung des Werkstückes reduziert oder verhindert werden. Das Abstützelement kann somit bei der Innenrundbearbeitung die Steifigkeit an dem Stirnabschnitt der Schleifspindelaufnahme erhöhen, so dass eine Abbiegung der Schleifspindelaufnahme während der Bearbeitung vermieden oder reduziert werden kann. Dabei kann das Abstützelement entweder ausfahrbar sein um bei Bedarf die Schleifspindelaufnahme abzustützen oder eine vorgegebene Länge aufweisen, um den Stirnabschnitt der Schleifspindelaufnahme ab einer vorgegebenen Abbiegung abzustützen. Dabei kann das Abstützelement den Stirnabschnitt kontaktieren oder beabstandet von dem Stirnabschnitt angeordnet sein. Beispielsweise kann das Abstützelement ein Schuh, insbesondere ein Rollschuh, sein.
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Auf diese Weise kann die Einsatzfähigkeit und die Effektivität einer Innenrundschleifmaschine erhöht werden. Insbesondere kann durch derartige Maßnahmen eine Zerspanleistung einer Innrundschleifmaschine erhöht werden, wodurch die Schleifzeit reduziert werden kann. Weiterhin kann ein gleichmäßiger Schleifvorgang ermöglicht werden.
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Es ist bevorzugt, dass das Abstützelement an der Stirnseite des Stirnabschnittes angeordnet ist. Dabei kann die Stirnseite an dem stirnseitigen Ende des Schleifspindeleinsatzes angeordnet sein, welche gegenüber dem Ende angeordnet ist, welche mit der Schleifspindel verbunden ist. Auf diese Weise kann eine Abstützung am gegenüberliegenden Ende der Schleifspindel erfolgen. Insbesondere kann die Stirnseite des Stirnabschnittes eine Bohrung aufweisen und das Abstützelement kann eine Erhebung, beispielsweise einen Dorn, aufweisen, welche in die Bohrung einführbar ist. Weiterhin kann auch das Abstützelement flach ausgestaltet sein und das gegenüber von der Schleifspindel liegende Ende des Schleifspindeleinsatzes abstützen. Eine weitere Ausführungsform kann beispielsweise eine hohlzylindrische Form aufweisen und dadurch den Stirnabschnitt am Umfang des Stirnabschnitts umfassen. Weiterhin kann auch die Stirnseite des Stirnabschnitts einen Dorn aufweisen oder einen Hohlzylinder, und das Abstützelement kann entsprechend geformt sein.
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Erfindungsgemäß ist das Abstützelement senkrecht zu einer Mittelachse des Schleifspindeleinsatzes angeordnet und stützt den Schleifspindeleinsatz am Umfang des Stirnabschnitts ab. Auf diese Weise kann das Abstützelement eine Abbiegung des Schleifspindeleinsatzes gegensteuern. Dabei kann der Schleifspindeleinsatz während einer Schruppphase mittels des Abstützelementes gegen eine Abbiegung unterstützt werden. Insbesondere kann das Abstützelement derart beabstandet von dem Stirnabschnitt angeordnet sein, dass die Schleifspindelaufnahme ab einer vorgegebenen Abbiegung von dem Abstützelement abgestützt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist das Abstützelement bei einer Abbiegung des Stirnabschnittes von der Mittelachse der Schleifspindel ausfahrbar zur Abstützung des Stirnabschnittes. Auf diese Weise kann das Abstützelement bei Bedarf in Richtung des Stirnabschnittes ausgefahren werden.
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Es ist bevorzugt, dass zwischen dem Abstützelement und dem Stirnabschnitt ein Gleitelement angeordnet ist zur Verringerung der Reibung. Auf diese Weise kann bei einem Kontakt des Abstützelementes mit dem Stirnabschnitt die Reibung vermindert werden. Das Gleitelement kann beispielsweise eine Rolle, Kugel oder ein Kegel sein.
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Vorzugsweise ist das Abstützelement durch eine Krafteinleitung in eine Vorschubrichtung ausfahrbar. Die Krafteinleitung kann dabei durch eine Vorrichtung, beispielsweise ein elektrischer Motor und/oder durch ein Energiespeicherelement, wie eine Druckfeder oder Tellerfeder erfolgen. Dabei kann die Vorrichtung innerhalb des Abstützelementes angeordnet sein. Das Abstützelement kann dabei blasebalgartig oder zieharmonikartig ausgestaltet sein.
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Insbesondere kann die Abbiegung der Schleifspindelaufnahme durch mindestens einen Sensor detektiert werden. Dadurch kann die Abbiegung der Schleifspindelaufnahme erfasst werden um das Abstützelement auszufahren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umschließt ein Abstützelement den Stirnabschnitt radial. Durch eine radiale Umschließung des Stirnabschnitts am Umfang kann der Stirnabschnitt während der Bearbeitung des Werkstücks immer in der gleichen Position gehalten werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verringerung einer Abbiegung einer Schleifspindel während eines Innenrundschleifvorgangs eines Werkstücks unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Innenrundschleifmaschine mit folgenden Schritten:
- Schleifen des Werkstückes mit der Schleifscheibe,
- Abstützen der Schleifspindel an dem Stirnabschnitt der Schleifspindel mit einem Abstützelement, wobei das Abstützelement in Abhängigkeit der Abbiegung des Stirnabschnittes von der Mittelachse der Schleifspindel ausgefahren wird zur Abstützung des Stirnabschnittes.
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Durch dieses Verfahren kann einer Abbiegung des Schleifspindeleinsatzes während eines Innenrundschleifens eines Werkstückes gegengesteuert werden, wodurch die Zerspanleistung einer Innrundschleifmaschine erhöht und dadurch die Schleifzeit reduziert werden kann.
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Das Abstützelement wird in Abhängigkeit der Abbiegung der Schleifspindel ausgefahren wird zur Abstützung der Schleifspindel. Auf diese Weise kann das Abstützelement nur bei Bedarf in dem Werkraum der Innenrundschleifmaschine angeordnet werden.
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Vorzugsweise wird das Abstützelement durch eine Krafteinleitung in eine Vorschubrichtung ausgefahren. Auf diese Weise kann das Ausfahren des Abstützelementes der Abbiegung des Schleifspindeleinsatzes angepasst werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
- 1 eine Detailansicht eines Ausschnitts einer Schnittansicht einer Innenrundschleifmaschine; und
- 2 eine Detailansicht eines Ausschnitts einer Schnittansicht einer nicht erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsform einer Innenrundschleifmaschine.
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In 1 ist eine Detailansicht einer Schnittansicht einer Innenrundschleifmaschine 10 dargestellt. In der Detailansicht ist eine Schleifspindel 12 dargestellt. Die Schleifspindel 12 umfasst einen Schleifspindeleinsatz 16 mit einer Schleifscheibenaufnahme. Die Schleifscheibenaufnahme weist eine längere Länge auf als eine von der Schleifscheibenaufnahme koaxial aufgenommene Schleifscheibe 14 auf. Dies ist an einem Stirnabschnitt 18 der Schleifspindelaufnahme erkennbar, welche in Axialrichtung der Schleifspindel 12 über die Schleifscheibe 14 herausragt. Weiterhin ist die Schleifscheibe 14 koaxial innerhalb eines Werkstücks 22 angeordnet, um das Werkstück 22 von innen zu schleifen.
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Der Stirnabschnitt 18 ist von einem Abstützelement 20 gegen Abbiegen während des Schleifens abgestützt. Dabei ist das Abstützelement 20 senkrecht zu einer Mittelachse M der Schleifspindel 12 angeordnet und stützt den Stirnabschnitt 18 am Umfang des Stirnabschnitts 18 ab. Das Abstützelement 20 ist bei einer Abbiegung des Stirnabschnittes von der Mittelachse der Schleifspindel 12 ausfahrbar, um den Stirnabschnitt 18 abzustützen. Dabei ist zwischen dem Abstützelement 20 und dem Stirnabschnitt 18 ein Gleitelement 26 angeordnet zur Verringerung der Reibung. Das Gleitelement 26 kann beispielsweise eine Kugel oder eine Rolle sein, auf dem der Umfang der Stirnabschnitts 18 abrollen kann. Das Abstützelement 20 wird durch eine Krafteinleitung in Vorschubrichtung A ausgefahren. Die Vorschubrichtung A ist in 1 durch einen Pfeil gekennzeichnet.
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Das Verfahren zur Verringerung einer Abbiegung der Schleifspindel 12 während eines Innenrundschleifvorgangs eines Werkstücks 22 umfasst folgende Schritte:
- Schleifen des Werkstückes 22 mit der Schleifscheibe 14,
- Abstützen der Schleifspindel 12 an einer der Schleifscheibe 14 herausragenden Stirnabschnitt 18 der Schleifspindel 12 mit einem Abstützelement 20. Dabei wird das Abstützelement 20 in Abhängigkeit der Abbiegung der Schleifspindel 12 ausgefahren um die Schleifspindel 12 abzustützen.
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2 zeigt ein eine Detailansicht einer Schnittansicht einer nicht erfindungsgemäßen Innenrundschleifmaschine 30. In der Detailansicht ist eine Schleifspindel 12 dargestellt. Die Schleifspindel 12 umfasst einen Schleifspindeleinsatz 16 mit einer Schleifscheibenaufnahme. Die Schleifscheibenaufnahme weist eine längere Länge als eine von der Schleifscheibenaufnahme koaxial aufgenommene Schleifscheibe 14 auf. Dies ist an einem Stirnabschnitt 18 der Schleifspindelaufnahme erkennbar, welche in Axialrichtung der Schleifspindel 12 über die Schleifscheibe 14 herausragt. Weiterhin ist die Schleifscheibe 14 koaxial innerhalb eines Werkstücks 22 angeordnet, um das Werkstück 22 von innen zu schleifen.
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Der Stirnabschnitt 18 ist von einem Abstützelement 28 gegen Abbiegen während des Schleifens abgestützt. Dabei umschließt das Abstützelement 28 radial den Stirnabschnitt 18 und stützt auf diese Weise den Umfang des Stirnabschnitts 18 ab. Das Abstützelement 28 umfasst Kanäle durch welche ein Fluid, beispielsweise ein Hydrauliköl oder Motoröl, fließt, um den Stirnabschnitt 18 gegen Abbiegen kontaktlos abzustützen.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 30
- Innenrundschleifmaschine
- 12
- Schleifspindel
- 14
- Schleifscheibe
- 16
- Schleifspindeleinsatz
- 18
- Stirnabschnitt
- 20
- Abstützelement
- 22
- Werkstück
- 24
- Stirnseite des Stirnabschnittes
- 26
- Gleitelement
- 28
- Abstützelement
- A
- Vorschubrichtung
