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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer gekrümmten Stirnfläche an einer Rolle für Wälzlager. Die Vorrichtung umfasst eine Lagerungseinrichtung zur Lagerung der Rolle in einer Bearbeitungsposition, in der ein gekrümmter Verlauf der Stirnfläche der Rolle erzeugbar ist. Die Vorrichtung umfasst eine antreibbare Schleifeinrichtung zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs der Stirnfläche. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erzeugung der gekrümmten Stirnfläche an der Rolle mit der Vorrichtung.
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Oftmals ist es notwendig, eine Stirnseite eines Wälzkörpers schleifend zu bearbeiten, um der Stirnseite eine bestimmte Form zu verleihen und/oder eine qualitativ hochwertige Oberfläche zu schaffen.
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Beispielsweise zeigt die Druckschrift
JP 59173545 U1 eine Schleifvorrichtung für Hohlzylinderrollen, die auf Aufnahmen einer drehbaren Transportscheibe aufgesteckt sind und in eine Bearbeitungsposition überführt werden. In der Bearbeitungsposition ist die jeweilige Zylinderrolle zwischen zwei Haltescheiben fixiert. Eine rotierende Schleifscheibe ist zum Schleifen der Stirnseite der Zylinderrolle bereitgestellt.
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In der Druckschrift
DE 10 2008 020 068 A1 ist ein Wälzkörper für Großwälzlager mit gekrümmten, insbesondere torusballigen Kontaktflächen offenbart. Der Wälzkörper wird durch Hartdrehen oder Hartfertigdrehen in die entsprechende Form gebracht.
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Die
DE 10 2012 102 169 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Stirnkante und/oder Stirnfläche eines kreiszylindrischen Werkstücks, wobei eine Lagerung des Werkstücks über zwei paarweise gegenüberliegende Rotationskörper erfolgt. Das Werkstück wird mittels eines abtragenden Werkzeugs, insbesondere eines Schleifwerkzeuges, bearbeitet.
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Die
US 5 601 482 A offenbart beschreibt eine Schleifmaschine zum Bearbeiten einer Stirnfläche eines stabförmigen Werkstücks. Dabei wird eine Schleifscheibe mit einer strukturierten Umfangsfläche verwendet, um die Stirnfläche des Werkstücks mit einer Krümmung zu versehen. Das Werkstück wird während der Schleifbearbeitung mittels zweier Rollen rotiert und die Stirnseite des Werkstücks vollflächig bearbeitet.
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Die
DE 199 22 495 A1 beschreibt eine Spitzenlosschleifmaschine zum Profilieren des Endes rotationssymmetrischer Werkstücke, wobei die Schleifscheibenachse unter einem Winkel zu der Werkstückachse der um diese Werkstückachse rotierenden Werkstücke angeordnet ist. Dabei werden unter anderem gekrümmte Stirnflächen erzeugt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur fertigungszeitsparenden und kostengünstigen Erzeugung einer Stirnfläche mit einem gekrümmten Verlauf an einer Rolle für ein Wälzlager bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer gekrümmten Stirnfläche an einer Rolle für ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Erzeugung einer gekrümmten Stirnfläche an der Rolle mit der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dazu ausgebildet ist, eine gekrümmte, insbesondere kugelförmig und/oder sphärisch gekrümmte Stirnfläche an einer Rolle für ein Wälzlager zu erzeugen. Vorzugsweise ist die zu bearbeitende Rolle als ein Wälzkörper mit einer Rollenmantelfläche und mit zwei bevorzugt kreisrunden, zunächst planen, Stirnflächen ausgebildet. Insbesondere ist die Rollenmantelfläche radial zu einer Drehachse der Rolle angeordnet und/oder ausgerichtet. Im Speziellen sind die Stirnflächen zu beiden Seiten der Rollenmantelfläche, insbesondere axial, ausgerichtet und/oder angeordnet.
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Besonders bevorzugt ist, dass jede der Stirnflächen eine zentrische Vertiefung um die Rollenachse, insbesondere eine sogenannte Kalotte aufweist. Diese wird insbesondere bei der Herstellung eines Rollenrohlings der Rolle z.B. durch Kaltfließpressen, gebildet.
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Beispielsweise ist die Rolle als eine Zylinderrolle, Kegelrolle, Nadelrolle oder Tonnenrolle ausgebildet. Auch Spezialformen des rollenförmigen Wälzkörpers sind im Rahmen der Erfindung möglich. Optional umfasst die Vorrichtung die Rolle. Vorzugsweise weist die Rolle einen Durchmesser von maximal 30 Millimetern, insbesondere von maximal 20 Millimetern und im Speziellen von maximal 10 Millimetern auf. Im Speziellen ist die Rolle als Wälzkörper zur Integration und/oder zur Verwendung in einem Wälzlager und/oder in einem Kleinwälzlager geeignet und/oder ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, eine der Stirnflächen der Rolle mit einem gekrümmten Verlauf zu versehen und/oder die gekrümmte Stirnfläche an der Rolle zu erzeugen. Bevorzugt wird die gekrümmte Stirnfläche, insbesondere der gekrümmte Verlauf der Stirnfläche, aus zumindest einer der zunächst planen Stirnflächen und optional ergänzend aus einem an die entsprechende Stirnfläche angrenzenden Randbereich der Rollenmantelfläche erzeugt.
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Insbesondere ist die gekrümmte Stirnfläche konvex und/oder axial nach außen gewölbt ausgebildet. Im Speziellen weist die gekrümmte Stirnfläche einen konvexen und/oder nach außen gewölbten Verlauf auf. Besonders bevorzugt ist, dass der gekrümmte Verlauf der Stirnfläche durch eine Überlagerung eines Grundkrümmungsverlaufs und eines logarithmischen Krümmungsverlaufs gebildet ist. Vorzugsweise wird der Grundkrümmungsverlauf durch einen Kreisbogenabschnitt gebildet, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse der Rolle, insbesondere des Wälzkörpers, liegt. Insbesondere ist der logarithmische Krümmungsverlauf zumindest in einem Randabschnitt der gekrümmten Stirnfläche angeordnet. Optional ist die gekrümmte Stirnfläche torusballig, insbesondere donut- und/oder schwimmreifenähnlich ausgebildet, im Speziellen weist die gekrümmte Stirnfläche einen torusballigen, insbesondere donut- und/oder schwimmreifenähnlichen, Verlauf auf. Vorzugsweise liegt mindestens ein Mittelpunkt mindestens eines den torusballigen Verlauf bildenden Kreises auf einer Kreislinie um die Drehachse der Rolle, insbesondere des Wälzkörpers.
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Die Vorrichtung umfasst eine Lagerungseinrichtung, die zur Lagerung der Rolle in einer Bearbeitungsposition ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Rolle in der Bearbeitungsposition in oder auf der Lagerungseinrichtung gelagert. In der Bearbeitungsposition ist der gekrümmte Verlauf der Stirnfläche der Rolle erzeugbar.
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Hierfür umfasst die Vorrichtung eine antreibbare Schleifeinrichtung. Diese ist zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs der Stirnfläche ausgebildet. Vorzugsweise ist die zentrische Vertiefung in der Stirnfläche dazu vorgesehen, einen Kontakt der Schleifeinrichtung mit der Rollenachse bei und/oder während eines Schleifvorgangs zu verhindern. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine spätere Funktionsfähigkeit der Rolle gewährleistet werden.
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Vorzugsweise ist die Rolle in oder auf der Lagerungseinrichtung angeordnet, gelagert, von dieser gehalten und/oder getragen. Besonders bevorzugt ist, dass die Rolle beweglich, insbesondere drehbar und/oder rotierbar, auf der Lagerungseinrichtung gelagert ist.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Rotation der Rolle auf der Lagerungseinrichtung zu erzeugen.
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Bekannt ist aus dem Stand der Technik, Wälzkörper mit einer kugelförmigen Stirnfläche durch Schleifen mit einer Topfschleifscheibe zu erzeugen. Dabei können auch käfiggeführte Transporteinrichtungen zum Einsatz kommen. Jedoch lassen sich mit diesem Verfahren nichtkugelförmige Stirnflächen nicht gezielt und torusballige Stirnflächenüberhaupt nicht erzeugen. Außerdem ist aus dem Stand der Technik bekannt, Wälzkörper mit allgemein gekrümmter Stirnfläche durch Hartdrehen zu erzeugen. Optional können solche Wälzkörper auch in einem Einstechschleifverfahren gefertigt werden.
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Die vorliegende Vorrichtung und das vorliegende Verfahren bieten in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, Rollen, insbesondere Wälzkörper, mit einer gekrümmten Stirnfläche und mit Durchmessern unter 30 Millimetern wirtschaftlich und/oder in kurzer Taktzeit zu erzeugen. Dadurch können Fertigungszeit und Kosten eingespart werden.
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Eine besonders bevorzugte konstruktive Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass die Rolle, insbesondere in der Bearbeitungsposition, durch die Lagerungseinrichtung und durch die Antriebseinrichtung dreipunktgeführt ist. Alternativ oder optional ergänzend ist die Rolle in der Bearbeitungsposition auf der Lagerungseinrichtung und auf der Antriebseinrichtung dreipunktgelagert. Dadurch kann insbesondere die Rotation der Rolle in der Bearbeitungsposition gewährleistet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Antriebseinrichtung eine rotierende, bevorzugt elastische Antriebsrolle und einen Aktor, z.B. eine Motoreinrichtung. Bevorzugt ist die elastische Antriebsrolle durch den Aktor zur Rotation angetrieben. Vorzugsweise drückt die elastische Antriebsrolle auf die Rollenmantelfläche der Rolle. Insbesondere rollt die elastische Antriebsrolle auf der Rollenmantelfläche ab, sodass die Rolle dadurch in Rotation versetzbar ist und/oder versetzt ist. Im Speziellen ist durch die elastische Antriebsrolle eine erste Lagerung und/oder Führung der Rolle umgesetzt. Bevorzugt rotiert die elastische Antriebsrolle um eine Rotationsachse, die gleichgerichtet und/oder parallel zu der Drehachse der Rolle verläuft. Alternativ zu der elastischen Antriebsrolle ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Antriebseinrichtung ein bevorzugt elastisches Laufband umfasst, das über zwei Laufrollen umlaufend gespannt ist und durch den Aktor antreibbar ist. Insbesondere drückt eine der Laufrollen das Laufband auf die Rollenmantelfläche der Rolle. Im Speziellen ist die Rolle durch eine Umlaufbewegung des Laufbands in Rotation versetzbar.
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In einer nicht erfindungsgemäßen Variante umfasst die Lagerungseinrichtung zwei rotierbare Stützrollen. Vorzugsweise ist die Rolle mit der Rollenmantelfläche auf Mantelflächen der beiden Stützrollen gelagert und/oder die Rolle liegt mit der Rollenmantelfläche auf den Mantelflächen der beiden Stützrollen auf. Hierzu sind die beiden Stützrollen bevorzugt benachbart und beabstandet zueinander angeordnet, sodass deren Mantelflächen zueinander fluchten und/oder sodass deren Rotationsachsen gleichgerichtet und/oder parallel zueinander verlaufen. Insbesondere ist die Rolle abschnittsweise in einem Zwischenraum zwischen den beiden Stützrollen angeordnet und liegt mit der Rollenmantelfläche auf den Mantelflächen der Stützrollen auf. Bevorzugt rollt die von der elastischen Antriebsrolle zur Rotation angetriebene Rolle auf den beiden Stützrollen ab. Insbesondere werden die beiden Stützrollen dadurch in Rotation um ihre Rotationsachsen versetzt. Im Speziellen ist durch die beiden Stützrollen eine zweite und dritte Lagerung und/oder Führung der Rolle umgesetzt. Die Rolle und die beiden Stützrollen sind bevorzugt so zueinander angeordnet, dass die Rotationsachsen der Stützrollen und zu der Drehachse der Rolle gleichgerichtet und/oder parallel verlaufen.
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Gemäß der Erfindung ist die Lagerungseinrichtung als ein dreidimensionaler Körper in Form eines Quaders mit einer Ausnehmung für die Rolle ausgebildet. Die Ausnehmung ist erfindungsgemäß prismenförmig, u-förmig oder v-förmig ausgebildet. Dabei ist die Rolle in der Bearbeitungsposition in der Ausnehmung gelagert und/oder sie liegt zumindest bereichsweise auf Innenflächen der Ausnehmung auf. Im Speziellen rollt die Rolle mit der Rollenmantelfläche zumindest teilweise auf den Innenflächen der Ausnehmung ab, wenn es durch die elastische Antriebsrolle in Rotation versetzt ist. Im Speziellen ist durch die Ausnehmung, insbesondere durch die beiden Innenflächen, eine zweite und dritte Lagerung und/oder Führung der Rolle umgesetzt.
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Bevorzugt ist, dass die Innenflächen des dreidimensionalen Körpers und/oder die Stützrollen zum Schutz vor Abnutzung mit einer Verschleißschutzschicht versehen sind. Insbesondere sind die Innenflächen mit einer Hartstoffschicht, die z.B. aus Keramik, aus Hartmetall oder aus einem polykristallinen Diamant (PKD) gebildet ist, beschichtet.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Transporteinrichtung für die Rolle, insbesondere für mehrere Rollen, deren Stirnflächen gekrümmt geschliffen werden soll. Vorzugsweise ist die Transporteinrichtung als eine um eine weitere Drehachse drehbare Käfigscheibe mit mehreren, in Abhängigkeit von der Rollengeometrie parallelen Seitenflächen oder randseitig geöffneten Aufnahmen zur Aufnahme der Rolle und weiterer Rollen ausgebildet. Optional ist die Käfigscheibe in einer Taktung drehbar, wobei die Taktung zeitlich, insbesondere auf das Schleifen der Stirnfläche durch die Schleifeinrichtung, abgestimmt ist. Gemäß der Erfindung ist die Transporteinrichtung dazu ausgebildet, die Rollen getaktet nacheinander in die Bearbeitungsposition zu transportieren. Im Speziellen ist die Transporteinrichtung dazu ausgebildet, bereits geschliffene Rollen, insbesondere Rollen mit der gekrümmten Stirnfläche, nacheinander getaktet aus der Bearbeitungsposition abzutransportieren und auszuwerfen. Optional ergänzend umfasst die Vorrichtung eine Bestückungseinrichtung zur Bestückung der Transporteinrichtung mit Rollen, deren zunächst plane Stirnfläche noch zu der gekrümmten Stirnfläche geschliffen werden soll. Bevorzugt verläuft die weitere Drehachse der Käfigscheibe quer, insbesondere rechtwinklig und/oder senkrecht, zu der Rotationsachse der elastischen Antriebsrolle und/oder der Drehachse der Rolle.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Erzeugung einer gekrümmten Stirnfläche an der Rolle für ein Wälzlager mit der Vorrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Im Rahmen des Verfahrens rotiert die Rolle während sie von der Schleifeinrichtung geschliffen wird. Vorzugsweise rotiert die Rolle während sie von der Schleifeinrichtung mit einer entsprechend einer zu erzeugenden Stirnflächengeometrie profilierten Schleifscheibe in einem Einstechschleifverfahren geschliffen wird. Insbesondere wird die Rolle in Rotation versetzt, sodass sie rotiert, während aus der zunächst planen Stirnfläche und optional ergänzend aus dem Randabschnitt der Rollenmantelfläche die gekrümmte Stirnfläche, insbesondere im Einstechschleifverfahren, erzeugt wird.
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Bevorzugt wird die elastische Antriebsrolle als die Antriebseinrichtung im Rahmen des Verfahrens in Rotation versetzt und rollt auf der Rollenmantelfläche ab, sodass die Rolle dadurch in Rotation versetzt wird. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Schleifeinrichtung während des Schleifens der Stirnfläche und optional ergänzend während des Schleifens des Randbereichs der Rollenmantelfläche rotierend angetrieben ist und/oder rotiert. Insbesondere rotieren die Rolle und die Schleifeinrichtung während des Schleifens der Stirnfläche der Rolle simultan. Im Speziellen wird die Rolle hierfür in der Bearbeitungsposition durch die Lagerungseinrichtung und durch die Antriebseinrichtung dreipunktgelagert und/oder dreipunktgeführt. Vorzugsweise rollt die elastische Antriebsrolle auf der Rollenmantelfläche der Rolle ab, sodass die Rolle dadurch angetrieben, insbesondere in Rotation versetzt wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Schleifeinrichtung, einer Abrichteinrichtung und einer Lagerungseinrichtung einer Vorrichtung zum Erzeugen einer gekrümmten Stirnfläche an einer Rolle für Wälzlager in einer Bearbeitungsposition;
- 2 die Schleifeinrichtung, die Abrichteinrichtung und die Rolle aus 1 in einer Draufsicht von oben;
- 3 eine Draufsicht von vorne auf die Lagerungseinrichtung aus den 1 und 2, wobei die Rolle in der Bearbeitungsposition auf der Lagerungseinrichtung gelagert ist, wobei eine Antriebseinrichtung zum rotierenden Antrieb der Rolle vorgesehen ist;
- 4 die Darstellung gemäß der 3 mit einer nicht-erfindungsgemäßen Lagerungseinrichtung;
- 5 eine alternative Antriebseinrichtung zum rotierenden Antrieb der Rolle auf der Lagerungseinrichtung aus 3;
- 6 eine perspektivische Draufsicht von oben auf eine Transporteinrichtung der Vorrichtung zum Transport der Rolle in die Bearbeitungsposition.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische seitliche Draufsicht auf eine Schleifeinrichtung 2, auf eine Lagerungseinrichtung 3 und auf eine Abrichteinrichtung 4, die Bestandteil einer Vorrichtung 1 zur Erzeugung einer gekrümmten Stirnfläche 5k (3) an einer Rolle 5 für ein Wälzlager sind. 2 zeigt die Schleifeinrichtung 2, die Abrichteinrichtung 4 und die Rolle 5 in einer Draufsicht von oben.
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Die Rolle 5 ist aus Stahl, insbesondere aus Chromstahl, oder aus einem Keramikmaterial, insbesondere aus Siliziumnitrid, gebildet. Sie ist als ein Wälzkörper 5 zur Integration in einem Wälzlager ausgebildet und weist zwei kreisrunde, insbesondere vor dem Schleifen plane Stirnflächen 5a, 5b und eine Rollenmantelfläche 5c auf. Die Rollenmantelfläche 5c ist radial zu einer Drehachse A des Wälzkörpers 5 angeordnet. Die Stirnflächen 5a, 5b sind zu beiden Seiten der Rollenmantelfläche 5c axial ausgerichtet. Jede der Stirnflächen 5a, 5b weist eine zentrischen Vertiefung 5x, 5y um die Drehachse A, insbesondere eine sogenannten Kalotte, auf.
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Die Rolle 5, insbesondere der Wälzkörper 5, ist gemäß 1 als eine Zylinderrolle ausgebildet und weist die beiden Stirnflächen 5a, 5b und eine Zylinderfläche 5c als die Rollenmantelfläche 5c auf. Die Rolle 5 kann alternativ auch als eine Kegelrolle oder als eine Tonnenrolle ausgebildet sein. Auch rollenförmige Spezialformen von Wälzkörpern für Wälzlager sind im Rahmen der Erfindung möglich.
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Ein Durchmesser des Wälzkörpers 5 beträgt maximal bis zu 30 Millimeter, vorzugsweise maximal 20 Millimeter und insbesondere maximal 10 Millimeter. Der Wälzkörper 5 ist zur Integration und/oder zum Einsatz in Wälz- und/oder Kleinwälzlagern geeignet und/oder ausgebildet.
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Die Schleifeinrichtung 2 ist als eine durch einen ersten Aktor 12 antreibbare und rotierbare Schleifscheibe 2 ausgebildet. Der erste Aktor 12 ist z.B. als eine Motoreinrichtung ausgebildet. Dadurch kann die Schleifscheibe 2 um eine Antriebsachse X rotieren. Die Antriebsachse X verläuft quer, insbesondere rechtwinklig, zu der Drehachse A des Wälzkörpers 5.
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Zum Schleifen des Wälzkörpers 5 und zum Erzeugen der gekrümmten Stirnfläche 5k weist die Schleifscheibe 2 eine profilierte Schleiffläche 2a auf. Die Schleiffläche 2a ist radial stirnseitig und/oder mantelseitig zu der Antriebsachse X angeordnet. Sie ist aus einem kubisch kristallinen Bornitrid (CBN) zum Schleifen von stählernen Rollen oder aus einem polykristallinen Diamant zum Schleifen von keramischen Rollen gebildet. Möglich ist es auch, dass es sich um eine Schleiffläche 2a aus anderen Schleifmitteln, wie Korund, Sinterkorund oder Siliziumcarbid handelt.
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Die Schleifeinrichtung 2, insbesondere die Schleiffläche 2a, ist relativ zu dem Wälzkörper 5 so positioniert, dass sie eine der Stirnflächen 5a, 5b, insbesondere gemäß den 1 und 2, die erste Stirnfläche 5a, schleifen kann, sodass diese einen gekrümmten Verlauf erhält. Optional wird zusätzlich zu der planen Stirnfläche 5a auch ein an die Stirnfläche 5a angrenzender Randbereich der Zylinderfläche 5c geschliffen, um an dem Wälzkörper 5 die gekrümmte Stirnfläche 5k bzw. den gekrümmten Verlauf der Stirnfläche 5k zu erzeugen. Die Vertiefung 5x in der Stirnfläche 5a, 5k verhindert, dass im Bereich der Drehachse A geschliffen wird.
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Die gekrümmte Stirnfläche 5k ist, wie in 2 gezeigt, konvex ausgebildet. Sie weist einen gekrümmten, konvexen Verlauf auf, der durch eine Überlagerung eines Grundkrümmungsverlaufs und eines logarithmischen Krümmungsverlaufs gebildet ist. Vorzugsweise wird der Grundkrümmungsverlauf durch einen Kreisbogenabschnitt gebildet, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse A des Wälzkörpers 5 liegt. Der logarithmische Krümmungsverlauf ist in mindestens einem Randabschnitt der gekrümmten Stirnfläche 5k angeordnet.
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Durch die vorgenannten Krümmungsverläufe ist die gekrümmte Stirnfläche 5k torusballig, insbesondere donut- und/oder schwimmreifenähnlich ausgebildet. Der gekrümmte Verlauf ist ein torusballiger, insbesondere donut- und/oder schwimmreifenähnlicher Verlauf. Mindestens ein Mittelpunkt mindestens eines den torusballigen Verlauf bildenden Kreises ist auf einer Kreislinie um die Drehachse A des Wälzkörpers 5 angeordnet.
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Die Abrichteinrichtung 4 weist eine Schärfkontur 4a auf, mit der die Schleiffläche 2a der Schleifscheibe 2 profiliert und geschärft werden kann. Hierfür ist die Abrichteinrichtung 4 fluchtend zu der Schleiffläche 2a angeordnet und kontaktiert diese bei und/oder während der Rotation der Schleifscheibe 2. Dadurch kann die Schleiffläche 2a profiliert und geschärft werden, insbesondere bevor die gekrümmte Stirnfläche 5k an dem Wälzkörper 5 erzeugt wird.
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Die Lagerungseinrichtung 3 ist zum Halten und/oder Lagern des Wälzkörpers 5 in einer Bearbeitungsposition P ausgebildet. In der Bearbeitungsposition P wird die Stirnfläche 5a des Wälzkörpers 5 von der Schleifeinrichtung 2 geschliffen, sodass die Stirnfläche 5a den gekrümmten Verlauf aufweist.
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Die Lagerungseinrichtung 3 ist wie in 1 und insbesondere in einer Draufsicht von vorne gemäß 3 gezeigt, als ein dreidimensionaler Körper 11, z.B. als ein Quader, mit einer Ausnehmung 6 ausgebildet. Die Ausnehmung 6 ist prismenförmig, u-förmig oder v-förmig ausgebildet. Der Wälzkörper 5 liegt zweipunktgelagert und/oder zweipunktgeführt auf Innenflächen 6a, 6b der Ausnehmung 6 auf und/oder er ist auf diesen zweipunktgelagert und/oder zweipunktgeführt.
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4 zeigt eine nicht-erfindungsgemäße Lagerungseinrichtung 3 mit einer ersten und zweiten rotierbaren Stützrolle 7, 8. Die Stützrollen 7, 8 sind so benachbart und beabstandet zueinander angeordnet, dass Mantelflächen der Stützrollen 7, 8 zueinander fluchten und dass Rotationsachsen R1, R2 der Stützrollen 7, 8 parallel zueinander verlaufen. Der Wälzkörper 5 liegt mit der Zylinderfläche 5c zweipunktgelagert und/oder zweipunktgeführt auf den Mantelflächen der beiden Stützrollen 7, 8 auf und/oder er ist auf diesen zweipunktgelagert und/oder zweipunktgeführt. Die Rotationsachsen R1, R2 der Stützrollen 7, 8 verlaufen in dieser Anordnung gleichgerichtet und/oder parallel zueinander und zu der Drehachse A des Wälzkörpers 5.
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Gemäß den 3 und 4 umfasst die Vorrichtung 1 eine Antriebseinrichtung 9 für den Wälzkörper 5. Die Antriebseinrichtung 9 umfasst eine rotierende und/oder rotierbare elastische Antriebsrolle 10 und einen nicht gezeigten zweiten Aktor, der z.B. als eine Motoreinrichtung ausgebildet ist. Der zweite Aktor kann die elastische Antriebsrolle 10 um eine Rotationsachse Z in Rotation versetzen. Die Rotationsachse Z verläuft gemäß den 3 und 4 gleichgerichtet und/oder parallel zu der Drehachse A des Wälzkörpers 5.
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Die Antriebseinrichtung 9 steht mit dem Wälzkörper 5 in einer Wirkverbindung, sodass sie den Wälzkörper 5 in der Bearbeitungsposition P in Rotation versetzen kann.
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Hierfür rollt die elastische Antriebsrolle 10 auf der Zylinderfläche 5c des Wälzkörpers 5 ab, sodass der Wälzkörper 5 rotiert wird.
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5 zeigt eine alternative Antriebseinrichtung 9a für den Wälzkörper 5. Die alternative Antriebseinrichtung 9a ist als ein bevorzugt elastisches Laufband 16 ausgebildet, das über zwei Laufrollen 16a, 16b umlaufend gespannt ist und durch einen zugeordneten Aktor antreibbar ist. Eine der Laufrollen 16a drückt das Laufband 16 auf die Zylinderfläche 5c des Wälzkörpers 5, sodass der Wälzkörper 5 durch eine Umlaufbewegung des Laufbands in Rotation versetzbar ist und/oder versetzt wird.
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Der Wälzkörper 5 rotiert auf den Innenflächen 6a, 6b der Ausnehmung 6, wenn die Lagerungseinrichtung 3 als der dreidimensionale Körper gemäß den 3 und 5 ausgebildet ist. Die Innenflächen 6a, 6b sind mit einer Verschleißschutzschicht, z.B. aus Keramik, aus Hartmetall oder aus einem polykristallinen Diamant (PKD) beschichtet, sodass eine Abnutzung durch den rotierenden Wälzkörper 5 vermieden oder hinausgezögert werden kann.
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Wenn die Lagerungseinrichtung 3 wie in der nicht-erfindungsgemäßen 4 gezeigt, die beiden Stützrollen 7, 8 umfasst, rotiert der Wälzkörper 5 auf den Mantelflächen der Stützrollen 7, 8. Hierfür liegt die Zylinderfläche 5c des Wälzkörpers 5 in der Bearbeitungsposition P bereichsweise, insbesondere zweipunktgelagert- und/oder geführt, auf den Mantelflächen auf. Durch die Rotation des Wälzköpers 5 werden die beiden Stützrollen 7, 8 ebenfalls in Rotation versetzt.
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Durch die Lagerungseinrichtung 3 und durch die Antriebseinrichtung 9 ist für den Wälzkörper 5 eine Dreipunktlagerung und/oder Dreipunktführung gebildet. Insbesondere ist der Wälzkörper 5 durch die Lagerungseinrichtung 3 und die Antriebseinrichtung 9 dreipunktgelagert und/oder dreipunktgeführt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Rotation des Wälzkörpers 5 in der Bearbeitungsposition P ermöglicht.
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Der Wälzkörper 5 und die Schleifeinrichtung 2 (1 und 2) rotieren gleichzeitig und/oder simultan bei und/oder während der Erzeugung der gekrümmten Stirnfläche 5k. Das Schärfen der Schleiffläche 2a der Schleifscheibe 2 erfolgt ebenfalls während des Schleifens der gekrümmten Stirnfläche 5k (1).
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In 6 ist eine Transporteinrichtung 13 der Vorrichtung 1 gezeigt. Die Transporteinrichtung 13 ist als eine drehbare Käfigscheibe 14 zum Transport mehrerer Rollen 5, insbesondere mehrerer Wälzkörper 5, in die Bearbeitungsposition P ausgebildet. Sie umfasst mehrere randseitig geöffnete Aufnahmen 15 zum Transport der Wälzkörper 5.
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Die Käfigscheibe 14 transportiert die einzelnen Wälzkörper 5 getaktet nacheinander in die Bearbeitungsposition P, in der die Stirnfläche 5a des jeweiligen Wälzkörpers 5 geschliffen wird, sodass die gekrümmte Stirnfläche 5k erzeugt wird. Nach der Erzeugung des gekrümmten Verlaufs der Stirnfläche 5k transportiert die Käfigscheibe 14 den geschliffenen Wälzkörper 5 aus der Bearbeitungsposition P wieder heraus und wirft diesen aus. Zugleich wird ein weiterer Wälzkörper 5 in die Bearbeitungsposition P zum Schleifen der gekrümmten Stirnfläche 5k transportiert.
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Die Käfigscheibe 14 ist in einer auf einen Schleifvorgang der Stirnfläche 2a zeitlich abgestimmten Taktung um eine weitere Drehachse Y drehbar. Die Käfigscheibe 14 ist so in der Vorrichtung 1 angeordnet und/oder ausgerichtet, dass die weitere Drehachse Y quer, insbesondere rechtwinklig und/oder senkrecht, zu der weiteren Rotationsachse Z der elastischen Antriebsrolle 10 und/oder des Wälzkörpers 5 verläuft.
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Alternativ kann die Transporteinrichtung 13 auch als ein Transportband 18 ausgebildet sein, so wie es in 5 gezeigt ist. Das Transportband 18 transportiert die einzelnen Wälzkörper 5 getaktet nacheinander in die Bearbeitungsposition P, in der die Stirnfläche 5a des jeweiligen Wälzkörpers 5 geschliffen wird, sodass die gekrümmte Stirnfläche 5k erzeugt wird. Nach der Erzeugung des gekrümmten Verlaufs der Stirnfläche 5k transportiert das Transportband 18 den geschliffenen Wälzkörper 5 aus der Bearbeitungsposition P wieder heraus und wirft diesen aus. Zugleich wird ein weiterer Wälzkörper 5 in die Bearbeitungsposition P zum Schleifen der gekrümmten Stirnfläche 5k transportiert.
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Die Vorrichtung 1 bietet in vorteilhafter Weise eine wirtschaftliche und Fertigungszeit sparende Möglichkeit der Erzeugung der gekrümmten Stirnfläche 5k an dem Wälzkörper 5.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Schleifeinrichtung
- 2a
- Schleiffläche
- 3
- Lagerungseinrichtung
- 4
- Abrichteinrichtung
- 4a
- Schärfkontur
- 5
- Rolle, Wälzkörper
- 5a
- erste Stirnfläche
- 5b
- zweite Stirnfläche
- 5c
- Zylinderfläche
- 5k
- gekrümmte Stirnfläche
- 5x, 5y
- Vertiefungen, Kalotten
- 6
- Ausnehmung
- 6a,b
- Innenflächen
- 7
- erste Stützrolle
- 8
- zweite Stützrolle
- 9
- Antriebseinrichtung
- 9a
- alternative Antriebseinrichtung
- 10
- elastische Antriebsrolle
- 11
- Körper
- 12
- erster Aktor
- 13
- Transporteinrichtung
- 14
- Käfigscheibe
- 15
- Aufnahmen
- 16
- Laufband
- 17a,b
- Laufrollen
- 18
- Transportband
- A
- Drehachse Rolle
- P
- Bearbeitungsposition
- R1
- Rotationsachse erste Stützrolle
- R2
- Rotationsachse zweite Stützrolle
- X
- Antriebsachse Aktor
- Y
- weitere Drehachse Käfigscheibe
- Z
- weitere Rotationsachse elastische Antriebsrolle
