DE102022107539A1 - Schleifmaschine und Verfahren zur Bearbeitung von Innenprofilen - Google Patents

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Abstract

Eine Schleifmaschine (10) zur Bearbeitung von Innenprofilen (92) von Werkstücken (22) weist eine Werkstückaufnahme (24) zur Aufnahme eines Werkstücks (22), einen Werkzeugträger (36), der an einem Ausleger (66) angeordnet ist und zwei um eine gemeinsame Achse (80) rotierbare Schleifkörperflächen (74, 76) trägt, die voneinander beabstandet und hinsichtlich einer Mittelebene (146) zwischen den Schleifkörperflächen (74, 76) zumindest abschnittsweise symmetrisch gestaltet sind, und eine mit einer Steuereinrichtung (16) gekoppelte Maschinenkinematik (14) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück (22) und dem Werkzeugträger (36) auf. Die Relativbewegung umfasst zumindest eine Vorschubbewegung (84) und eine getaktete Drehbewegung (32). Die beiden Schleifkörperflächen (74, 76) sind dazu ausgebildet, bei der Bearbeitung des Werkstücks (22) gleichzeitig einander entgegengerichtete Flanken (102, 104) zweier beabstandeter Ausnehmungen (96) im Werkstück (22) zu bearbeiten. Ein Verfahren zur Bearbeitung von Innenprofilen (92) von Werkstücken (22) nutzt eine solche Schleifmaschine (10).

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Schleifmaschine zur Bearbeitung von Innenprofilen von Werkstücken sowie auf ein korrespondierendes Verfahren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Ansätze zur Herstellung von Außenringen für fluidische Maschinen, die beispielsweise als Gerotor-Maschinen oder Geroler-Maschinen gestaltet sind.
  • Aus der DE 2 242 610 A1 ist eine Schleifmaschine zum Schleifen innenverzahnter Hohlräder bekannt, mit einem Sockel, einem Drehtisch zur Aufnahme eines Werkstücks, und einem relativ zum Drehtisch verfahrbaren Tragarm mit vertikaler Orientierung, der eine Schleifscheibe trägt, die über einen sich entlang des Tragarms erstreckenden Zahnriemen antreibbar ist. Der Tragarm kann in das Werkstück eintauchen, dort bearbeitet die Schleifscheibe Zahnflanken des Werkstücks. Die Zustellung erfolgt radial in eine zu bearbeitende Zahnlücke.
  • Aus der WO 2013/019306 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Taschen zur Aufnahme von Rollen bei einem Stator einer Gerotor-Maschine bekannt, wobei die Taschen einzeln, abschnittsweise und zeitversetzt bearbeitet werden. Das Verfahren sieht vor, dass nacheinander zwei sich am Innenumfang des Stators etwa gegenüberliegende Taschen bearbeitet werden, indem die Schleifscheibe nach Bearbeitung der ersten Tasche entgegen der Zustellrichtung von der ersten Tasche abgehoben wird und an die zweite Tasche angreift. Die Schleifscheibe vollzieht also innerhalb des Stators zumindest näherungsweise eine Radialbewegung zwischen zwei Taschen. Aufgrund bestimmter geometrischer Voraussetzungen (ungerade Anzahl der Taschen) ist die Gestaltungsfreiheit begrenzt.
  • Gerotor-Maschinen oder Geroler-Maschinen sind hydraulische Maschinen, die etwa als Motor oder Verdichter (Pumpe) gestaltet sind. Gerotor-Maschinen und Geroler-Maschinen können auch als Orbital-Maschinen bezeichnet werden. Beispielsweise werden derartige Maschinen bei Hilfsaggregaten im Automotive-Umfeld genutzt. Weitere Anwendungen finden sich etwa bei Fahrzeugen und Maschinen für die Landwirtschaft, den Bau und Ähnliches. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
  • Sogenannte Geroler-Maschinen nutzen einen ringartig gestalteten Grundkörper, der mehrere Taschen (Ausnehmungen) aufweist, in die Rollen eingesetzt werden. Auf diese Weise wird der Außenring der Geroler-Maschine gebildet. Im Außenring sitzt ein sternartig gestalteter Innenring, der mit den Erhebungen und Vertiefungen des Innenprofils des Außenrings kämmt. Rotationsachsen von Innenring und Außenring sind zueinander versetzt. Bei der Bewegung der Geroler-Maschine rotieren sowohl der Außenring als auch der Innenring, jedoch mit unterschiedlicher Drehzahl. Auf diese Weise verändern sich die zwischen Innenring und Außenring gebildeten Volumina.
  • Die Herstellung von Außenringen für Gerotor-Maschinen oder Geroler-Maschinen sollte mit möglichst hoher Genauigkeit erfolgen. Insbesondere für die Endbearbeitung oder Feinbearbeitung bietet sich das Schleifen an. Bei Geroler-Maschinen werden die Sitze (Taschen) für die Rollen hochgenau gefertigt, damit dort die Rollen möglichst passgenau sitzen.
  • Die schleiftechnische Bearbeitung der die Taschen bildenden Ausnehmungen am Innenprofil des Außenrings ist mit einigen Herausforderungen verknüpft. Bei der Innenbearbeitung kann beispielsweise das Schleifwerkzeug nicht beliebig groß gestaltet sein. Ähnliches gilt für weitere Komponenten der Schleifmaschine, die in das Werkstück eintauchen.
  • Beim Schleifen von Taschen zur Aufnahme von Rollen wird beispielsweise ein Kreissegment mit einem Winkel von etwa 180° bearbeitet. Dies führt bei einer radialen Zustellung in Richtung auf ein Zentrum des Kreissegments dazu, dass sehr steile Ausläufe der Flanken zu bearbeiten sind. Dies führt zu einem erhöhten Aufwand. Regelmäßig muss im Bereich solch steiler Ausläufe ein hohes Schleifaufmaß vorgehalten werden. Auf diese Weise erhöht sich die Zykluszeit. Ferner erhöht sich der Werkzeugverschleiß.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Offenbarung die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Innenprofilen von Werkstücken anzugeben, die sich zur Fertigung von Außenringen für Gerotor-Maschinen oder Geroler-Maschinen eignen. Die Schleifmaschine und das Verfahren sollen eine gesteigerte Produktivität erlauben. Die Werkstücke sollen mit hoher Genauigkeit schleiftechnisch bearbeitet werden. Die gestalterische Freiheit insbesondere hinsichtlich der resultierenden Form der zu bearbeitenden Ausnehmungen soll sich möglichst erhöhen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Schleifmaschine zur Bearbeitung von Innenprofilen von Werkstücken, die Folgendes aufweist:
    • - eine Werkstückaufnahme zur Aufnahme eines Werkstücks,
    • - einen Werkzeugträger, der an einem Ausleger angeordnet ist und zwei um eine gemeinsame Achse rotierbare Schleifkörperflächen trägt, die voneinander beabstandet und hinsichtlich einer Mittelebene zwischen den Schleifkörperflächen zumindest abschnittsweise symmetrisch gestaltet sind, und
    • - eine mit einer Steuereinrichtung gekoppelte Maschinenkinematik zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeugträger, umfassend zumindest eine Vorschubbewegung und eine getaktete Drehbewegung, wobei die beiden Schleifkörperflächen dazu ausgebildet sind, bei der Bearbeitung des Werkstücks gleichzeitig einander entgegengerichtete Flanken zweier beabstandeter Ausnehmungen im Werkstück zu bearbeiten.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Bearbeitung von Innenprofilen von Werkstücken mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellung einer offenbarungsgemäßen Schleifmaschine,
    • - Bereitstellung zumindest eines ringartig gestalteten Werkstücks,
    • - Befestigung des Werkstücks an der Werkstückaufnahme,
    • - Bearbeitung des Werkstücks, umfassend:
      • - Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeugträger, umfassend zumindest eine Vorschubbewegung und eine getaktete Drehbewegung,
      • - gemeinsames rotatorisches Antreiben der beiden Schleifkörperflächen zur Erzeugung eines Materialabtrags, wobei die Bearbeitung des Werkstücks die gleichzeitige Bearbeitung einander entgegengerichteter Flanken zweier beabstandeter Ausnehmungen im Werkstück mit den beiden Schleifkörperflächen umfasst.
  • Es versteht sich, dass das Verfahren und die Schleifmaschine gleichermaßen ausgestaltet und um weitere Merkmale ergänzt sein können.
  • Die Schleifmaschine und das Verfahren eignen sich insbesondere zur Herstellung von mit Innenprofilen versehenen Außenringen für Gerotor-Maschinen oder Geroler-Maschinen. Die Außenringe weisen üblicherweise mit Taschen versehene Innenprofile auf. Beispielsweise dienen die zu bearbeitenden Ausnehmungen als Taschen zur Aufnahme von Rollen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf die Verwendung einer offenbarungsgemäßen Schleifmaschine zur Herstellung eines Außenrings für eine Geroler-Maschine, wobei die Schleifmaschine zur Herstellung von Aufnahmetaschen für Rollen der Geroler-Maschine genutzt wird.
  • Die Schleifmaschine und das Verfahren dienen beispielsweise zur Bearbeitung vorgeformter oder vorbearbeiteter Werkstücke. Im Regelfall geht es um eine präzise Endbearbeitung oder Feinbearbeitung. Zumindest in beispielhaften Ausgestaltungen erlaubt die Schleifmaschine die Bearbeitung von Werkstücken mit nur sehr geringem Schleifaufmaß. Dies kann den Abrichtaufwand für die Schleifwerkzeuge reduzieren. Insgesamt kann sich eine Verschleißreduzierung ergeben, auch bei den Abrichtwerkzeugen. In beispielhaften Ausgestaltungen lassen sich insgesamt die Werkstückkosten und die Zykluszeiten reduzieren.
  • Die Bearbeitung der Flanken benachbarter Ausnehmungen mit zwei miteinander gekoppelten Schleifkörperflächen kann die Genauigkeit erhöhen. Beispielhaft kann sich eine gewisse Selbstzentrierung ergeben. Die gemeinsam bearbeiteten, einander entgegengerichteten Flanken sind beispielsweise die einander nahen Flanken zweier benachbarter Ausnehmungen.
  • Eine Ausnehmung (Tasche) am Innenumfang des Werkstücks weist im Sinne der vorliegenden Offenbarung zwei etwa gleich große Flanken auf, die als erste (zum Beispiel rechte) und zweite (zum Beispiel linke) Flanke bezeichnet werden können. Die beiden Flanken der jeweiligen Ausnehmung sind etwa hinsichtlich ihrer Bogenlänge gleich oder nahezu gleich gestaltet. Beispielsweise werden die Flanken durch einen Radialstrahl durch das Zentrum der Ausnehmung, der vom Zentrum des Werkstücks ausgeht, voneinander abgegrenzt. Die Bearbeitung der ersten Flanke und der zweiten Flanke einer Ausnehmung erfolgt zeitlich versetzt.
  • Anzumerken ist, dass die Schleifkörperflächen zumindest gemäß beispielhaften Ausgestaltungen derart gestaltet sind, dass nicht nur entweder die erste Flanke oder die zweite Flanke bearbeitet wird, sondern auch ein (kleiner) benachbarter Abschnitt der jeweils anderen Flanke. Auf diese Weise kann ein bündiger Übergang zwischen der ersten Flanke und der zweiten Flanke erzielt werden. Dies kann mit hoher Genauigkeit erfolgen, etwa im Bereich von +/- 5 µm (Mikrometer).
  • Da jedoch nunmehr die Schleifkörperflächen nicht mehr die gesamte zu bearbeitende Ausnehmung ausbilden müssen, kann eine günstigere Zustellrichtung gewählt werden. Auf diese Weise kann die Bearbeitung besonders steiler Flanken (nahe 180°) vermieden werden, indem das Werkzeug mit den Schleifkörperflächen etwas schräg gestellt wird. Der Zustellwinkel in diesen kritischen Bereichen kann erhöht werden. Folglich kann das für eine prozesssichere Bearbeitung erforderliche Schleifaufmaß deutlich reduziert werden.
  • Umgekehrt erlaubt der obige Ansatz die Erzeugung hinterschnittiger Ausnehmungen. Mit anderen Worten kann also beispielsweise ein Kreissegment mit einem Winkel größer 180° erzeugt werden. Insgesamt kann sich der Anwendungsbereich für die Schleifbearbeitung einschlägiger Werkstücke vergrößern.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, eine gemeinsame Zustellbewegung der beiden Schleifkörperflächen in Richtung auf die zu bearbeitenden Ausnehmungen im Werkstück zu erzeugen, wobei die Zustellbewegung eine hinsichtlich einer Mittenachse des Werkstücks radiale Zustellrichtung umfasst, die mit der Mittelebene zwischen den Schleifkörperflächen zusammenfällt.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst der Schritt der Bearbeitung des Werkstücks ferner die Erzeugung einer gemeinsamen Zustellbewegung der beiden Schleifkörperflächen in Richtung auf die zu bearbeitenden Ausnehmungen im Werkstück, wobei die Zustellbewegung eine hinsichtlich einer Mittenachse des Werkstücks radiale Zustellrichtung umfasst, die mit der Mittelebene zwischen den Schleifkörperflächen zusammenfällt.
  • Dies erlaubt die Erzeugung hinterschnittiger Gestaltungen bzw. die Bearbeitung von Ausnehmungen in Form von Kreissegmenten mit einem Winkel von über 180° am Innenumfang des Werkstücks. Dies gilt zumindest bei radialer Betrachtung ausgehend vom Zentrum des Innenprofils des Werkstücks hin zum Zentrum der Ausnehmung. Da die Zustellrichtung einen Winkel gegenüber dem jeweiligen Radialstrahl hat, kann ein Hinterschnitt erzeugt werden.
  • Die Zustellbewegung erfolgt gemäß dieser Ausgestaltung nicht radial auf das Zentrum der einzelnen Ausnehmungen. Stattdessen ist die Zustellbewegung beispielsweise auf einen Zwischenraum zwischen den beiden zu bearbeitenden benachbarten Ausnehmungen gerichtet.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens umfasst die Maschinenkinematik einen Drehtisch zur Erzeugung der getakteten Drehbewegung, wobei insbesondere die Werkstückaufnahme auf dem Drehtisch angeordnet ist. Der Drehtisch ist beispielsweise dazu ausgebildet, das Werkstück um ein bestimmtes Inkrement (zum Beispiel entsprechend der Anzahl der am Umfang zu bearbeitenden Ausnehmungen in Bezug auf einen Vollkreis; Teilung) zu drehen, damit das Werkzeug nacheinander die Flanken sämtlicher Ausnehmungen bearbeiten kann. Die Drehachse des Drehtisches fällt beispielhaft mit der Mittenachse des Werkstücks zusammen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens ist der den Werkzeugträger tragende Ausleger an einem Schlitten angeordnet, der in zumindest einer Achse relativ zur Werkstückaufnahme translatorisch verfahrbar ist. Auf diese Weise können beispielsweise die Vorschubbewegung und die Zustellbewegung realisiert werden.
  • In einer beispielhaften Ausgestaltung ist der Drehtisch mit der Werkstückaufnahme am Gestell der Schleifmaschine angeordnet, insbesondere ohne translatorische Verfahrbarkeit. Hingegen ist der Werkzeugträger über mehrere Schlitten und entsprechende Führungen verfahrbar am Gestell der Schleifmaschine angeordnet. Es versteht sich, dass auch andere Gestaltungen mit anderer Zuordnung der Achsen vorstellbar sind. Die Werkstückaufnahme kann grundsätzlich auch in zumindest einer translatorischen Achse relativ zum Gestell der Schleifmaschine verfahrbar sein. In ähnlicher Weise kann der Werkzeugträger um eine zur Mittenachse des Werkstücks parallele Achse rotierbar sein, um die inkrementelle Drehbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug bereitzustellen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens ist am Ausleger ein Kraftübertragungselement angeordnet, insbesondere ein Zugmittel, das die Schleifkörperflächen während der Bearbeitung rotatorisch antreibt. Auf diese Weise kann der Werkzeugträger insgesamt kompakt gestaltet sein. Ein Antriebsmotor kann vom Werkzeugträger beabstandet angeordnet sein, die Kraftübertragung erfolgt über das Zugmittel. Die Kraftübertragung erfolgt beispielsweise mittels Formschluss oder Kraftschluss (Reibschluss). Der Antriebsmotor weist beispielsweise eine Antriebsachse auf, die parallel zur Achse des Werkzeugs ist.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens ist das Kraftübertragungselement ein Riemen oder Zahnriemen, der die gemeinsame Achse der beiden Schleifkörperflächen umschlingt, wobei das Kraftübertragungselement zwischen den beiden Schleifkörperflächen zur Bewegungsübertragung mit einem Rad gekoppelt ist, das mittig zwischen den beiden Schleifkörperflächen angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein genauer und zuverlässiger Antrieb ermöglicht. Ferner kann das Kraftübertragungselement zur Realisierung einer Übersetzung zwischen Antriebsmotor und Werkzeugachse genutzt werden, wenn Räder mit entsprechendem Durchmesser/entsprechender Zähnezahl genutzt werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens umfassen die beiden Schleifkörperflächen eine an einer ersten Schleifscheibe ausgebildete erste Schleifkörperfläche und eine an einer zweiten Schleifscheibe ausgebildete zweite Schleifkörperfläche. Mit anderen Worten werden gemäß dieser Ausgestaltung zwei Schleifscheiben verwendet, die zumindest abschnittsweise symmetrisch zueinander gestaltet sind, in Bezug auf eine Mittelebene zwischen den Schleifscheiben. Auf diese Weise können die beiden Flanken der beabstandeten Ausnehmungen mit symmetrischer Kontur bearbeitet werden.
  • Die beiden Schleifkörperflächen bzw. die beiden Schleifscheiben sind zur gemeinsamen Rotation drehfest miteinander verbunden. Jedoch sind die beiden Schleifscheiben etwa dann voneinander beabstandet, wenn zwischen den beiden Schleifscheiben ein von einem Zugmittel umschlungenes Rad sitzt. Der Abstand zwischen den beiden Schleifscheiben bzw. den beiden Schleifkörperflächen ist an die Teilung (Winkelabstand/Bogenlänge zwischen benachbarten Ausnehmungen) am Innenumfang des Werkstücks angepasst.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens sind die erste Schleifscheibe und die zweite Schleifscheibe voneinander beabstandet auf einer gemeinsamen Nabe angeordnet. Auf diese Weise wird mit den beiden Schleifscheiben eine gemeinsame Schleifspindel gebildet. Die beiden Schleifscheiben sind konzentrisch zueinander angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens sitzt die Nabe auf einem sich durch die Nabe hindurch erstreckenden Nabenträger, wobei zwischen dem Nabenträger und der Nabe eine Mehrzahl von Lagern angeordnet ist, und wobei die Lager zumindest teilweise innerhalb eines Abschnitts der Nabe angeordnet sind, auf dem jeweils die Schleifscheiben auf der Nabe sitzen. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung sind die Lager vollständig innerhalb eines Abschnitts der Nabe angeordnet, auf dem jeweils die Schleifscheiben auf der Nabe sitzen.
  • Die Lager umfassen beispielsweise ein rechtes Lager und ein linkes Lager bzw. ein rechtes Lagerpaket und ein linkes Lagerpaket. Eines der beiden Lagerpakete ist der ersten Schleifscheibe zugeordnet, das andere der beiden Lagerpakete ist der zweiten Schleifscheibe zugeordnet. In einer beispielhaften Ausgestaltung sitzen die Lager/Lagerpakete axial innerhalb des Bereichs, in dem die Schleifscheiben angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich ein geringer axialer Bauraumbedarf.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens ist der durch die Lager beanspruchte axiale Bauraum kleiner oder gleich dem axialen Bauraum der beiden voneinander beabstandeten Schleifscheiben. Auch dies wirkt sich günstig auf den axialen Bauraumbedarf des Werkzeugträgers bzw. des Werkzeugs aus.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens ist der Ausleger in Richtung auf den Werkzeugträger gabelförmig gestaltet und mit einem ersten Haltearm und einem zweiten Haltearm versehen, wobei die Nabe zwischen dem ersten Haltearm und dem zweiten Haltearm angeordnet ist, und wobei sich der Nabenträger durch den ersten Haltearm und den zweiten Haltearm erstreckt. Auf diese Weise wird eine fliegende Lagerung oder fliegende Abstützung für die Nabe vermieden. Die Nabe mit den beiden Schleifkörperflächen ist sowohl am rechten wie auch am linken Ende abgestützt.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens decken die Schleifkörperflächen jeweils mehr als 50% des zu bearbeitenden Umfangs der Ausnehmung ab. Auf diese Weise ergibt sich bei der zeitlich versetzten Bearbeitung der ersten Flanke und der zweiten Flanke der Ausnehmung eine Überlappung. Damit kann insbesondere der Übergang zwischen der ersten Flanke der zweiten Flanke innerhalb einer Ausnehmung glatt gestaltet werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Schleifmaschine oder des Verfahrens ist am Grund der zu bearbeitenden Ausnehmungen des Werkstücks eine Freisparung vorgesehen, die die zwei Flanken der jeweiligen Ausnehmung voneinander separiert, und wobei insbesondere die beiden Schleifkörperflächen während der zeitlich versetzten Bearbeitung oberhalb der Freisparung enden. Mit anderen Worten überbrücken die beiden Schleifkörperflächen während der zeitlich versetzten Bearbeitung die Freisparung gerade nicht.
  • Die Freisparungen sind beispielsweise bereits im Halbzeug vorgesehen, das mit der Schleifmaschine bearbeitet wird. Die Freisparung vereinfacht den Übergang zwischen der ersten Flanke und der zweiten Flanke der jeweiligen Ausnehmung. Auf diese Weise sichergestellt, dass jede der beiden Flanken exklusiv durch eine Schleifkörperflächen bearbeitet wird, es wird im Werkstück selbst bei der Bearbeitung kein spürbarer Übergang zwischen der ersten Schleifkörperfläche und der zweiten Schleifkörperfläche erzeugt.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Offenbarung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1: eine schematisch stark vereinfachte Ansicht einer Schleifmaschine zur Innenbearbeitung;
    • 2: eine frontale Ansicht eines Werkstücks in Form eines Außenrings für eine Geroler-Maschine;
    • 3: eine seitliche Ansicht eines Auslegers einer Schleifmaschine, der einen Werkzeugträger mit einem Bearbeitungswerkzeug trägt;
    • 4: eine frontale, teilweise geschnittene Ansicht auf die Anordnung gemäß 3 entlang der Linie IV-IV in 3;
    • 5: eine frontale Ansicht des Werkstücks gemäß 2 sowie des Werkzeugträgers gemäß 4 in einem Eingriffszustand während der Bearbeitung;
    • 6: eine weitere frontale Ansicht auf Basis der Anordnung gemäß 6 zur Veranschaulichung einer Zustellbewegung;
    • 7: eine frontale Detailansicht des Werkzeugs und des Werkstücks im Eingriffszustand, zur Veranschaulichung verschiedener Ausführungsformen hinsichtlich der Gestaltung des Werkzeugs und des Werkstücks;
    • 8: eine weitere frontale Ansicht auf Basis der Anordnung gemäß 4 und 5, zur Veranschaulichung einer inkrementellen Drehbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück; und
    • 9: ein schematisch stark vereinfachtes Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Bearbeitung von Innenprofilen von Werkstücken.
  • 1 zeigt anhand einer schematischen Ansicht eine Ausgestaltung einer insgesamt mit 10 bezeichneten Schleifmaschine. Die Schleifmaschine 10 weist ein Gestell 12 auf. Das Gestell 12 trägt eine Maschinenkinematik zur 14 zur Erzeugung von Relativbewegungen zwischen Komponenten der Schleifmaschine 10. Ferner ist eine Steuereinrichtung 16 vorgesehen, die die Maschinenkinematik 14 und weitere Komponenten der Schleifmaschine 10 steuert. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist ferner eine Bedienerschnittstelle 18 vorgesehen, über die ein Bediener Steuerbefehle eingeben kann bzw. Informationen zum Zustand der Schleifmaschine zu 14 erhalten kann. Es versteht sich, dass die Schleifmaschine 10 auch mit externen Steuereinrichtungen und ähnlichem gekoppelt sein kann. Ferner ist üblicherweise eine Einhausung vorgesehen (in 1 nicht gezeigt).
  • Die Schleifmaschine 10 ist dazu ausgebildet, ein Werkstück 22 mittels einer Werkstückaufnahme 24 zu halten, um Bearbeitungskräfte und Ähnliches bei der Bearbeitung des Werkstücks 22 aufzunehmen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Werkstückaufnahme 24 auf einem Drehtisch 28 angeordnet, der am Gestell 12 gelagert ist. Der Drehtisch 28 ist zu Erzeugung einer Drehbewegung, insbesondere einer getakteten/inkrementellen Drehbewegung, um eine Mittenachse 30 des Werkstücks 22 ausgebildet, vergleiche einen gekrümmten Doppelpfeil 32.
  • Zur Bearbeitung des Werkstücks 22 weist die Schleifmaschine 10 einen Werkzeugträger 36 auf, der ein Werkzeug 38 trägt. Das Werkzeug 38 ist üblicherweise als Schleifscheibenwerkzeug gestaltet und rotatorisch antreibbar. Die Maschinenkinematik 14 erzeugt Relativbewegungen zwischen dem Werkzeug 38 in dem Werkstück 22, etwa umfassend eine Vorschubbewegung und eine Zustellbewegung.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 umfasst die Maschinenkinematik 14 der Schleifmaschine 10 einen Ständer 40, der über einen Schlitten 42 an einer gestellfesten, horizontalen Führung 44 entlang einer horizontalen Linearachse 46 relativ zum Gestell 12 verfahrbar ist. Der Ständer 40 trägt eine vertikale Führung 52 für einen Schlitten 50, der an der Führung 52 entlang einer vertikalen Linearachse 54 verfahrbar ist. Der Schlitten 50 trägt eine horizontale Führung 60 für einen Schlitten 58, der an der Führung 60 entlang einer horizontalen Linearachse 62 verfahrbar ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 in ist die horizontale Linearachse 62 senkrecht zur Ansichtsebene orientiert. Der mit 62 bezeichnete Doppelpfeil veranschaulicht die Orientierung der Linearachse daher nur schematisch. Insgesamt stellt also die Maschinenkinematik 14 im Ausführungsbeispiel gemäß 1 drei translatorische Freiheitsgrade (Achsen 46, 54, 62) sowie zumindest einen Rotationsfreiheitsgrad (Drehbewegung 32 um die Mittenachse 30) bereit. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
  • Der Schlitten 58 trägt einen Ausleger 66, der im Ausführungsbeispiel vertikal orientiert ist. Der Ausleger 66 trägt an seinem der Werkstückaufnahme 24 zugewandten Ende den Werkzeugträger 36 mit dem Werkzeug 38. Am Schlitten 58 ist ferner ein Schleifscheibenantrieb 68 vorgesehen. Der Schleifscheibenantrieb 68 umfasst beispielsweise einen Elektromotor und Elemente zur Kraftübertragung bzw. Bewegungsübertragung hin zum Werkzeug 38 am Werkzeugträger 36.
  • Das Werkzeug 38 umfasst im Ausführungsbeispiel zwei Schleifscheiben 70, 72, die jeweils mit einer Schleifkörperfläche 74, 76 versehen sind. Mit den Schleifkörperflächen 74, 76 kann das Werkzeug 38 an das Werkstück 22 angreifen, um dort Material abzutragen. Das Werkzeug 38 mit den Schleifkörperflächen 74, 76 ist um eine Achse 80 rotierbar, vergleiche einen mit 82 bezeichneten gekrümmten Doppelpfeil in 1. Der Antrieb erfolgt durch den Schleifscheibenantrieb 68. In 1 veranschaulicht ferner ein mit 84 bezeichneter Doppelpfeil eine Vorschubbewegung 84 zwischen dem Werkzeug 38 und dem Werkstück 22. Die Vorschubbewegung 84 wird beispielhaft durch eine Bewegung des Schlittens 50 entlang der vertikalen Führung 52 (vertikale Linearachse 54) erzeugt.
  • 2 zeigt eine frontale Ansicht eines Werkstücks 22. Das Werkstück 22 ist in 1 liegend dargestellt, vergleiche die Orientierung der Mittenachse 30. In 2 ist die Mittenachse 30 des Werkstücks 22 senkrecht zur Ansichtsebene orientiert. Bei dem Werkstück 22 handelt es sich beispielhaft um einen Außenring 88 einer Geroler-Maschine. Das Werkstück 22 umfasst einen Ring 90 mit einem Innenprofil 92, das zumindest abschnittsweise durch das Werkzeug 38 bearbeitet wird. Am Innenumfang 94 des Innenprofils 92 sind mehrere Ausnehmungen 96 vorgesehen, die auch als Taschen bezeichnet werden können. Im Ausführungsbeispiel sind sieben Ausnehmungen 96 eingebracht. Die Ausnehmungen 96 dienen im Ausführungsbeispiel zur Aufnahme von Rollen 98, die bündig in die Ausnehmungen 96 einsetzbar sind. Auf diese Weise kann ein Außenring 88 einer Geroler-Maschine realisiert werden, der mit einem entsprechenden Innenring (Stern) zusammenwirkt.
  • Die Bearbeitung durch die Schleifmaschine 14 umfasst regelmäßig eine Endbearbeitung oder Feinbearbeitung. Mit anderen Worten ist also die in 2 gezeigte Kontur regelmäßig schon beim Halbzeug des Werkstücks 22 vorgesehen. Es ist jedoch regelmäßig eine Schleifzugabe bzw. ein Schleifaufmaß vorgesehen oder angedeutet. Das Schleifaufmaß wird durch Bearbeitung mit dem Werkzeug 38 in der Schleifmaschine 10 abgetragen. Auf diese Weise können die gewünschten Konturen mit hoher Genauigkeit und insbesondere mit hoher Oberflächengüte erzeugt werden.
  • In 2 sind ferner zwei Radialstrahlen 108, 110 angedeutet, die sich ausgehend von der Mittenachse 30 des Werkstücks 22 in Richtung auf die Zentren zweier benachbarter Ausnehmungen 96 erstrecken. Die beiden benachbarten Ausnehmungen 96 weisen Flanken 102, 104 auf, die mit dem Werkzeug 38 simultan bearbeitet werden können. Die beiden Flanken 102, 104 sind einander entgegengerichtet orientiert. Die beiden Flanken 102, 104 sind im Ausführungsbeispiel die einander am nächsten liegenden Flanken zweier direkt benachbarter Ausnehmungen 96.
  • Zu Veranschaulichungszwecken wird nachfolgend davon ausgegangen, dass die beiden Radialstrahlen 108, 110 die Ausnehmungen 96 jeweils in zwei Flanken unterteilen, insbesondere in zwei Flanken mit ähnlicher Bogenlänge. Mit anderen Worten halbieren die Radialstrahlen 108, 110 die Ausnehmungen 96, zumindest im Ausführungsbeispiel gemäß 2.
  • 3 veranschaulicht in Zusammenschau mit 1 eine beispielhafte Ausgestaltung des Auslegers 66 mit dem Werkzeugträger 36. Der Ausleger 66 ist in 1 bei liegendem Werkstück 22 vertikal orientiert. Bei stehendem Werkstück 22 kann der Ausleger 66 horizontal orientiert sein, die Maschinenkinematik 14 wäre entsprechend anzupassen. 4 zeigt ergänzend eine frontale, teilweise geschnittene Ansicht des Auslegers 66 mit dem Werkzeugträger 36, wobei der Schnittverlauf der Linie IV-IV in 3 folgt.
  • Der Ausleger 66 weist eine ausgeprägte Längserstreckung bei begrenztem Querschnitt auf, vergleiche hierzu die ergänzende Ansicht gemäß 4. Dies erlaubt ein Eintauchen des Auslegers 66 in das Werkstück 22, zumindest ein Eintauchen des Werkzeugträgers 36 mit dem Werkzeug 38. Der Ausleger 66 weist an seinem dem Werkstück 22 (1) zugewandten Ende zwei Haltearme 116, 118 auf, so dass sich eine gabelförmige Gestaltung des Auslegers 66 ergibt. Zwischen den Haltearmen 116, 118 ist das Werkzeug 38 angeordnet.
  • Zum Antrieb des Werkzeugs 38 ist ein Kraftübertragungselement 122 vorgesehen, das beispielsweise als Zugmittel gestaltet ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 handelt es sich bei dem Kraftübertragungselement 122 um einen Riemen oder Zahnriemen 124. Der Zahnriemen 124 sorgt für eine Bewegungsübertragung zwischen dem Schleifscheibenantrieb 68 (1) und einem Rad 126, das dem Werkzeug 38 bzw. der Achse 80 zugeordnet ist. Der Schleifscheibenantrieb 68 ist von der Achse 80 deutlich beabstandet. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 sitzt das Rad 126 zwischen den beiden Schleifscheiben 70, 72. Die Bewegung des Zahnriemens 124 ist in 3 durch zwei einander entgegengesetzte Pfeile (Bezugszeichen 128) veranschaulicht. Durch die Umlaufbewegung 128 des Zahnriemens 124 kann das Werkzeug 38 in Rotationen 82 um die Achse 80 versetzt werden.
  • Der Bauraum für das Werkzeug 38 schränkt sich auf die verfügbare Breite zwischen den Haltearmen 116, 118, vergleiche einen in 3 mit 132 bezeichneten axialen Bauraum. Somit können der Werkzeugträger 36 und das Werkzeug 38 insgesamt hinsichtlich Breite und Durchmesser an den verfügbaren Raum im Innenprofil 92 des Werkstücks 22 angepasst werden, vergleiche hierzu die nachfolgenden Darstellungen in den 5-8.
  • 4 veranschaulicht in Zusammenschau mit 3, dass das Werkzeug 38 als Schleifspindel 130 gestaltet ist, die an die verfügbare Breite (Pfeil 132 in 3) angepasst ist. Die beiden Schleifscheiben 70, 72 und das diesen zwischengeordnete Rad 126 sitzen auf einer Nabe 134, die im Ausführungsbeispiel hülsenförmig gestaltet ist. Die Nabe 134 umgibt einen Nabenträger 136, der im Ausführungsbeispiel drehfest am Ausleger 66 befestigt ist und die Haltearme 116, 118 durchragt. Zwischen der Nabe 134 und dem Nabenträger 136 sind zwei Lagerpakete 140, 142 angeordnet, die jeweils zumindest ein oder zwei Lager umfassen. Beispielhaft umfassen die Lagerpakete 140, 142 jeweils ein oder mehrere Wälzlager.
  • Das Lagerpaket 140 ist der Schleifscheibe 70 zugeordnet und innerhalb des von der Schleifscheibe 70 beanspruchten axialen Bauraums (Bezugszeichen 138) angeordnet. Das Lagerpaket 142 ist der Schleifscheibe 72 zugeordnet und innerhalb des von der Schleifscheibe 72 beanspruchten axialen Bauraums (Bezugszeichen 138) angeordnet. Damit sitzen auch die beiden Lagerpakete 140, 142 insgesamt innerhalb des verfügbaren axialen Bauraums 132 zwischen den beiden Haltearmen 116, 118. Jedes der Lagerpakete 140, 142 sitzt zumindest teilweise oder vollständig innerhalb eines Abschnitts 138 der Nabe 134, auf dem am Außenumfang der Nabe 134 mittelbar oder unmittelbar eine der Schleifscheiben 70, 72 sitzt.
  • Die Schleifspindel 130 umfasst die beiden Schleifscheiben 70, 72 mit den Schleifkörperflächen 74, 76. Die Schleifscheiben 70, 72 bzw. deren Schleifkörperflächen 74, 76 sind zumindest abschnittsweise symmetrisch in Bezug auf eine Mittelebene 146 durch den Werkzeugträger 36 bzw. das Werkzeug 38 ausgebildet. Auf diese Weise können zueinander entgegengesetzt orientierte Flanken 102, 104 benachbarter Ausnehmungen 96 (vergleiche 2) bearbeitet werden, wenn das Werkzeug 38 entsprechend orientiert und zugestellt wird.
  • Die 5 und 6 veranschaulichen einen Eingriffszustand zwischen Werkzeug 38 und Werkstück 22 während der Bearbeitung. Die Achse 80 durch das Werkzeug 38 ist senkrecht zur Mittenachse 30 des Werkstücks 22 orientiert und von dieser beabstandet. Mit den hinsichtlich der Mittelebene 146 zumindest abschnittsweise symmetrischen Schleifkörperflächen 74, 76 (vergleiche 6) können die einander entgegengesetzt orientierten Flanken 102, 104 benachbarter Ausnehmungen 96 (vergleiche 5) gemeinsam und simultan bearbeitet werden. Zu diesem Zweck wird der Werkzeugträger 36 mit dem rotatorisch angetriebenen Werkzeug 38 entlang einer Zustellrichtung 154 zugestellt. Die Flanke 102 wird mit der Schleifkörperfläche 74 bearbeitet. Die Flanke 104 wird mit der Schleifkörperfläche 76 bearbeitet.
  • Die Zustellbewegung 154 (vergleiche 6) fällt im Ausführungsbeispiel mit einer Winkelhalbierenden zwischen den Radialstrahlen 108, 110 zusammen, die sich ausgehend von der Mittenachse 30 jeweils auf ein Zentrum der zu bearbeitenden Ausnehmungen 96 erstrecken. Folglich ist die Richtung der Zustellbewegung 154 des Werkzeugs 38 jeweils um einen Winkel gegenüber dem Radialstrahl 108, 110 versetzt, der der Hälfte des Winkels 156 zwischen den Radialstrahlen 108, 110 zum Zentrum der beiden benachbarten Ausnehmungen 96 entspricht.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Schleifkörperflächen 74, 76 an zwei voneinander beabstandeten Schleifscheiben 70, 72 vorgesehen. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Es ist auch vorstellbar, die beiden Schleifscheiben 70, 72 als eine integral gestaltete Schleifscheibe zu gestalten, die die voneinander beabstandeten und teilweise zueinander symmetrisch gestalteten Schleifkörperflächen 74, 76 trägt.
  • Es gibt bei der Zustellrichtung einen Winkelversatz gegenüber einer Zustellbewegung entlang eines der Radialstrahlen 108, 110, die bei einem Werkzeug mit Vollprofil gewählt werden würde, das die Ausnehmungen 96 aufgrund seiner Kontur vollständig in einem Arbeitsgang bearbeiten kann. Dieser Winkelversatz bei der Zustellbewegung erhöht die gestalterische Freiheit. Ferner erlaubt der Winkelversatz eine Optimierung des Schleifprozesses, beispielsweise hinsichtlich des erforderlichen Schleifaufmaßes. Da zwei Schleifkörperflächen 74, 76 vorgesehen sind, können sämtliche Ausnehmungen 96 des Werkstücks 22 mit der gleichen Anzahl erforderlicher Takte (Inkremente) wie bei Verwendung lediglich einer Schleifscheibe mit Vollprofil zur vollständigen Bearbeitung einer Ausnehmung 96 bearbeitet werden.
  • Basierend auf den 5 und 6 veranschaulicht 7 anhand einer vergrößerten Detaildarstellung denkbare Ausgestaltungen des Werkstücks 22 bzw. des Werkzeugs 38. Aus Darstellungsgründen zeigen die Seiten I und II bei ansonsten symmetrischer Gestaltung leichte Abwandlungen bei der Gestaltung der Schleifkörperflächen 74, 76 bzw. der damit verknüpften Gestaltung der Ausnehmungen 96 im Werkstück 22.
  • 7 veranschaulicht der Pfeil 154 die Zustellbewegung bzw. Zustellrichtung für das Werkzeug 38, vergleiche auch die diesbezüglichen Erläuterungen in Zusammenhang mit den 5 und 6.
  • Die Seiten I und II veranschaulichen eine Gestaltung, bei der am Grund der jeweiligen Ausnehmung 96 eine Freisparung 160, 162 vorgesehen ist. Die Freisparungen 160, 162 sind beispielsweise im durch die Radialstrahlen 108, 110 gebildeten Zentrum des Grundes der Ausnehmungen 96 angeordnet. Diese Gestaltung kann grundsätzlich bei jeder der hierin beschriebenen Varianten vorgesehen sein. Die Freisparungen 160 sind im Umkehrschluss kein zwingender Bestandteil der weiteren Ausgestaltungen, die mit Bezugnahme auf 7 veranschaulicht werden. Die Freisparungen 160 erlauben die Verwendung von Schleifkörperflächen 74, 76, die im Wesentlichen nur die Hälfte (gegebenenfalls sogar etwas weniger als die Hälfte) des Umfangs der Ausnehmungen 96 abdecken und nicht notwendigerweise mehr als die Hälfte des Umfangs.
  • Die Schleifkörperflächen 74, 76 enden in 7 oberhalb der Freisparungen 160, 162 der Ausnehmungen 96. Die Schleifkörperflächen 74, 76 überbrücken - jeweils in Alleinstellung betrachtet - die Freisparungen 160, 162 also gerade nicht. Auf diese Weise bilden die Freisparungen 160, 162 gewissermaßen den Übergang zwischen den durch die beiden Schleifkörperflächen 74, 76 bearbeiteten Flanken 102, 104 der Ausnehmungen 96. Wenn keine derartigen Freisparungen 160, 162 vorgesehen sind, bietet es sich an, dass zumindest eine der beiden Schleifkörperflächen 74, 76 etwas mehr als die Hälfte des Umfangs (bzw. der Bogenlänge) der Ausnehmungen 96 abdecken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei der zeitversetzten Bearbeitung kein merklicher Grat zwischen den beiden Flanken entsteht.
  • Die Seite I zeigt in 7 ferner eine Gestaltung der Schleifkörperfläche 74 bzw. der damit versehenen Schleifscheibe 70, bei der die Schleifkörperfläche 74 neben einem gekrümmten, sphärischen Abschnitt zur Ausbildung des kreissegmentförmigen Abschnitts der Ausnehmung 96 noch einen konischen Abschnitt 164 aufweist, der einen stumpfen Auslauf 166 der Flanke 102 der Ausnehmung 96 ausbildet. Dies vereinfacht den Schleifprozess, beispielsweise hinsichtlich des erforderlichen Schleifaufmaßes. Der gekrümmte Abschnitt der Schleifkörperfläche 74 ist gleichwohl groß genug, um in der Ausnehmung 96 ein hinreichend großes Kreissegment auszubilden. Somit wird ein fester und genauer Sitz für die Rolle bzw. die Funktionalität der Baugruppe gewährleistet. Die gegenüber dem Radialstrahl 108 geneigte Zustellrichtung (Pfeil 154) erlaubt eine derartige Gestaltung.
  • Die Seite II zeigt eine Gestaltung der Schleifkörperfläche 76 bzw. der damit versehenen Schleifscheibe 72, bei der die Schleifkörperfläche 76 - bezogen auf den Radialstrahl 110 - in der Ausnehmung 96 einen Hinterschnitt 168 erzeugt. Die gegenüber dem Radialstrahl 110 geneigte Zustellrichtung (Pfeil 154) erlaubt eine derartige Gestaltung. Wenn beide Flanken 102, 104 der Ausnehmung 96 einen solchen Hinterschnitt 168 aufweisen, kann die Ausnehmung 96 als Kreissegment mehr als 180° abdecken. Somit kann eine Rolle verliersicher in der Ausnehmung 96 aufgenommen werden.
  • Es versteht sich, dass auch eine Kombination der auf den Seiten I und II gezeigten Ausgestaltungen (Umschlingungswinkel/Bogenmaß > 180° und stumpfer Auslauf am äußeren Rand der Flanken) vorstellbar ist. 7 veranschaulicht in erster Linie die größere gestalterische Freiheit, die sich aufgrund der zeitversetzten Bearbeitung der beiden Flanken 102, 104 einer Ausnehmung 96 sowie der gegenüber den auf das Zentrum der Ausnehmungen 96 gerichteten Radialstrahlen 108, 110 geneigten Zustellbewegung 154 ergibt.
  • 8 veranschaulicht in Ergänzung zu den 1-7 die inkrementelle Relativrotation zwischen dem Werkzeug 38 und dem Werkstück 22. Bei der Ausgestaltung der Schleifmaschine 10 gemäß 1 wird das liegend eingespannte Werkstück 22 durch den Drehtisch 28 relativ zum (hinsichtlich der Drehbewegung 32 um die Mittenachse 30) feststehenden Werkzeug 38 rotiert. Aus Darstellungsgründen zeigt 8 zwei unterschiedliche Stellungen des Werkzeugs 38 in Bezug auf das Werkstück 22, die sich dabei ergeben. Durch die getaktete Drehbewegung (Pfeil 32 in 1) können nacheinander sämtliche Flanken 102, 104 der Ausnehmungen 96 des Werkstücks 22 durch das Werkzeug 38 mit den beiden Schleifkörperflächen 74, 76 bearbeitet werden. In 8 ist das Inkrement der getakteten Drehbewegung mit 172 bezeichnet. Das Inkrement 172 entspricht im Ausführungsbeispiel der Teilung bzw. dem Winkel zwischen zwei Ausnehmungen 96, vergleiche das Bezugszeichen 156 in 6. Es versteht sich, dass das Inkrement 172 der getakteten Drehbewegung auch ein Mehrfaches der Teilung betragen kann. Es versteht sich ferner, dass die Bearbeitung der Ausnehmungen 96 eine Mehrzahl von Bearbeitungsgängen pro Flanke 102, 104 umfassen kann.
  • Das Bezugszeichen 174 bezeichnet im Ausführungsbeispiel gemäß 8 einen Bereich (beispielsweise eine Gerade oder Fläche senkrecht zur Ansichtsebene), in dem die beiden Schleifkörperflächen 74, 76 bei der zeitversetzten Bearbeitung einander überlappen sollten. Auf diese Weise kann ein günstiger Übergang zwischen den beiden zu bearbeitenden Flanken 102, 104 der Ausnehmungen 96 erzeugt werden.
  • Mit Bezugnahme auf 9 wird anhand eines schematischen Blockdiagramm eine beispielhafte Ausgestaltung eines Verfahrens zur Bearbeitung von Innenprofilen von Werkstücken veranschaulicht. Das Verfahren beginnt mit einem Schritt S10.
  • Das Verfahren umfasst einen Schritt S12, der die Bereitstellung einer Schleifmaschine umfasst, die gemäß zumindest einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen gestaltet ist. In einem weiteren Schritt S14 wird ein Werkstück bereitgestellt, dessen Innenprofile zu bearbeiten ist. Beispielhaft handelt es sich bei dem Werkstück um ein Halbzeug zur Herstellung eines Außenrings einer Geroler-Maschine. In einem weiteren Schritt S16 wird das Werkstück in der Schleifmaschine platziert und zur Bearbeitung eingespannt.
  • Es folgt ein Bearbeitungsschritt S18, der Teilschritte S20, S22, S24 umfasst. Der Teilschritt S20 bezieht sich auf die Bereitstellung einer Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück. Der Teilschritt S22 bezieht sich auf die Bereitstellung einer getakteten Drehbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug um eine Mittenachse des Werkstücks. Der Teilschritt S24 bezieht sich auf ein rotatorisches Antreiben des Werkzeugs zur Bearbeitung einer oder mehrerer Ausnehmungen beim Innenprofil des Werkstücks.
  • Auf diese Weise können beim Bearbeitungsschritt S18 nacheinander die gewünschten Ausnehmungen des Werkstücks bearbeitet werden. Das in 9 beschriebene Verfahren endet beim Schritt S24. Es versteht sich, dass das Verfahren zur Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken nutzbar ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2242610 A1 [0002]
    • WO 2013/019306 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Schleifmaschine (10) zur Bearbeitung von Innenprofilen (92) von Werkstücken (22), die Folgendes aufweist: - eine Werkstückaufnahme (24) zur Aufnahme eines Werkstücks (22), - einen Werkzeugträger (36), der an einem Ausleger (66) angeordnet ist und zwei um eine gemeinsame Achse (80) rotierbare Schleifkörperflächen (74, 76) trägt, die voneinander beabstandet und hinsichtlich einer Mittelebene (146) zwischen den Schleifkörperflächen (74, 76) zumindest abschnittsweise symmetrisch gestaltet sind, und - eine mit einer Steuereinrichtung (16) gekoppelte Maschinenkinematik (14) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück (22) und dem Werkzeugträger (36), umfassend zumindest eine Vorschubbewegung (84) und eine getaktete Drehbewegung (32), wobei die beiden Schleifkörperflächen (74, 76) dazu ausgebildet sind, bei der Bearbeitung des Werkstücks (22) gleichzeitig einander entgegengerichtete Flanken (102, 104) zweier beabstandeter Ausnehmungen (96) im Werkstück (22) zu bearbeiten.
  2. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, eine gemeinsame Zustellbewegung (154) der beiden Schleifkörperflächen (74, 76) in Richtung auf die zu bearbeitenden Ausnehmungen (96) im Werkstück (22) zu erzeugen, und wobei die Zustellbewegung (154) eine hinsichtlich einer Mittenachse (30) des Werkstücks (22) radiale Zustellrichtung umfasst, die mit der Mittelebene (146) zwischen den Schleifkörperflächen (74, 76) zusammenfällt.
  3. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Maschinenkinematik (14) einen Drehtisch (28) zur Erzeugung der getakteten Drehbewegung (32) umfasst, und wobei insbesondere die Werkstückaufnahme (24) auf dem Drehtisch (28) angeordnet ist.
  4. Schleifmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der den Werkzeugträger (36) tragende Ausleger (66) an einem Schlitten (42, 50, 58) angeordnet ist, der in zumindest einer Achse (46, 54, 62) relativ zur Werkstückaufnahme (24) translatorisch verfahrbar ist.
  5. Schleifmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei am Ausleger (66) ein Kraftübertragungselement (122) angeordnet ist, insbesondere ein Zugmittel, das die Schleifkörperflächen (74, 76) während der Bearbeitung rotatorisch antreibt.
  6. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 5, wobei das Kraftübertragungselement (122) ein Riemen oder Zahnriemen (124) ist, der die gemeinsame Achse (80) der beiden Schleifkörperflächen (74, 76) umschlingt, und wobei das Kraftübertragungselement (122) zwischen den beiden Schleifkörperflächen (74, 76) zur Bewegungsübertragung mit einem Rad (126) gekoppelt ist, das mittig zwischen den beiden Schleifkörperflächen (74, 76) angeordnet ist.
  7. Schleifmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die beiden Schleifkörperflächen (74, 76) eine an einer ersten Schleifscheibe (70) ausgebildete erste Schleifkörperfläche (74) und eine an einer zweiten Schleifscheibe (72) ausgebildete zweite Schleifkörperfläche (76) umfassen.
  8. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 7, wobei die erste Schleifscheibe (70) und die zweite Schleifscheibe (72) voneinander beabstandet auf einer gemeinsamen Nabe (134) angeordnet sind.
  9. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 8, wobei die Nabe (134) auf einem sich durch die Nabe (134) hindurch erstreckenden Nabenträger (136) sitzt, wobei zwischen dem Nabenträger (136) und der Nabe (134) eine Mehrzahl von Lagern (140, 142) angeordnet ist, und wobei die Lager (140, 142) zumindest teilweise innerhalb eines Abschnitts (138) der Nabe (134) angeordnet sind, auf dem jeweils die Schleifscheiben (70, 72) auf der Nabe (134) sitzen.
  10. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 9, wobei der durch die Lager (140, 142) beanspruchte axiale Bauraum kleiner oder gleich dem axialen Bauraum (132) der beiden voneinander beabstandeten Schleifscheiben (140, 142) ist.
  11. Schleifmaschine (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Ausleger (66) in Richtung auf den Werkzeugträger (36) gabelförmig gestaltet ist und einen ersten Haltearm (116) und einen zweiten Haltearm (118) aufweist, wobei die Nabe (134) zwischen dem ersten Haltearm (116) und dem zweiten Haltearm (118) angeordnet ist, und wobei sich der Nabenträger (136) durch den ersten Haltearm (116) und den zweiten Haltearm (118) erstreckt.
  12. Schleifmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1-11, wobei die Schleifkörperflächen (74, 76) jeweils mehr als 50% des zu bearbeitenden Umfangs der Ausnehmung (96) abdecken.
  13. Verfahren zur Bearbeitung von Innenprofilen (92) von Werkstücken (22) mit den folgenden Schritten: - Bereitstellung einer Schleifmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1-12, - Bereitstellung zumindest eines ringartig gestalteten Werkstücks (22), - Befestigung des Werkstücks (22) an der Werkstückaufnahme (24), - Bearbeitung des Werkstücks (22), umfassend: - Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück (22) und dem Werkzeugträger (36), umfassend zumindest eine Vorschubbewegung (84) und eine getaktete Drehbewegung (32), - gemeinsames rotatorisches Antreiben der beiden Schleifkörperflächen (74, 76) zur Erzeugung eines Materialabtrags, wobei die Bearbeitung des Werkstücks (22) die gleichzeitige Bearbeitung einander entgegengerichteter Flanken (102, 104) zweier beabstandeter Ausnehmungen (96) im Werkstück (22) mit den beiden Schleifkörperflächen (74, 76) umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt der Bearbeitung des Werkstücks (22) ferner die Erzeugung einer gemeinsamen Zustellbewegung (154) der beiden Schleifkörperflächen (74, 76) in Richtung auf die zu bearbeitenden Ausnehmungen (96) im Werkstück (22) umfasst, und wobei die Zustellbewegung (154) eine hinsichtlich einer Mittenachse (30) des Werkstücks (22) radiale Zustellrichtung (154) umfasst, die mit der Mittelebene (146) zwischen den Schleifkörperflächen (74, 76) zusammenfällt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei am Grund der zu bearbeitenden Ausnehmungen (96) des Werkstücks (22) eine Freisparung (160, 162) vorgesehen ist, die die zwei Flanken (102, 104) der jeweiligen Ausnehmung (96) voneinander separiert, und wobei insbesondere die beiden Schleifkörperflächen (74, 76) während der zeitlich versetzten Bearbeitung oberhalb der Freisparung (160, 162) enden.
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