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Kugelschleifmaschine Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen
von Kugeln, insbesondere Stahlkugeln, mit einer Schleifscheibe und einer Antriebsscheibe.
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Bei der Stahlkugelerzeugung ist es erforderlich, nach der ersten groben
Erzeugung der Kugelform durch Schlagpressen verhältnismäßig viel Material von der
gestauchten Oberfläche der Kugeln abzutragen, um schließlich der fertigen Oberfläche
der Kugeln einerseits gesunde Gefügeverhältnisse, andererseits die geforderten hohen
Genauigkeiten der Kugelform zu verleihen.
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Es ist bekannt, zur Materialabtragung an der Oberfläche von Kugeln
Schleifscheiben einzusetzen. Bei allen bisher bekannten Anordnungen handelt es sich
jedoch stets um gleichförmige Drehungen der Antriebselemente, wodurch eine Drehung
der Kugeln um zwei verschiedene Drehachsen nur insoweit gegeben ist, als die Kugeln
sich räumlich fortbewegen. Hieraus folgt, daß die Kugeln entweder eine große Anzahl
von Maschinendurchgängen mitmachen müssen, um eine gleichmäßige Abtragung an den
Kugeln zu erzielen, oder aber die erzielte geometrische Genauigkeit genügt den Anforderungen
nicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei relativ langsamem Durchlauf
der Kugeln einen raschen Wechsel der Drehachsen der Kugeln zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit an den Werkstücken angreifendes Antriebsband einen raschen Wechsel
der Drehachsen der Kugeln erzeugt, während die Kugeln sich nur langsam vorwärts
bewegen. Zur Erzielung der langsamen Vorschubbewegung dient ein Käfig, in
dessen Aussparungen die Kugeln geführt werden. Dieser Käfig rotiert relativ
langsam. Weiter sind konzentrisch zum Käfig
eine oder mehrere Antriebsscheiben
angeordnet, die eine Drehung der Kugeln um eine bestimmte Drehachse erzeugen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 den Arbeitsraum
der Maschine in der Draufsicht, F i g. 2 den Arbeitsraum der Maschine im
Axialschnitt, F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt von F i g. 2.
Eine Welle 1 dreht sich in Pfeilrichtung 2 mit der Drehzahl ni. Eine Spindel
3 ist keiner Bewegung unterworfen, sie steht still. Eine Spindel 4 dreht
sich in Pfeilrichtung 5 mit der Drehzahl n2, Eine Hohlwelle 6 bewegt
sich mit der Drehzahl n in Pfeilrichtung 5. Die Welle 1 ist zur Aufnahme
einer Antriebsscheibe 7 bestimmt, während die Spindel 4 eine Antriebsscheibe
8 dreht. Die Antriebsscheibe 7 läuft mit der Drehzahl nl, die Antriebsscheibe
8 mit der Drehzahl n .. Eine gemäß F i g. 2 auf den beiden Antriebsscheiben
liegende Kugel wird sich daher um die Achse B-B drehen. Hierbei ist Voraussetzung,
daß das Drehzahlverhältnis mit
eingehalten wird.
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Ein Käfig 9 ist an der Hohlwelle 6 befestigt und enthält
eine der Größe der Kugeln entsprechende Anzahl von Aussparungen 10, die etwa um
50% größer sein können als der Durchmesser der Kugeln. Der Käfig 9 dient
zur Aufnahme und zur Vorschubbewegung der Kugeln, wobei jeweils eine Kugel in einer
Aussparung des Käfigs liegt. Ein flexibles Band 11
kann durch ein Hebelgestänge
mit einer bestimmten Zugkraft belastet werden. Eine Antriebsseheibe 12 wird in eine
oszillierende Bewegung versetzt. Der Oszillierantrieb kann durch einen Exzenter
in einfacher Weise erzielt werden. Die oszillierende Bewegung des Bandes
11 gibt folgende Effekte: der vorerwähnten Drehung der Kugeln um ihre Achsen
B-B wird eine zweite Bewegung überlagert, und zwar wird, solange das Band in Pfeilrichtung
13 zieht, jede Kugel jeweils an Flächen 14 des Käfigs anliegen. Nach dem
Wechsel der Bewegungsrichtung des Bandes wird jedoch der Drehbewegung der Kugeln
um die Achsen B-B eine Abrollbewegung in Pfeilrichtung 15 überlagert, und
zwar so lange, bis jede Kugel an Flächen 16 des Käfigs anliegt. Es findet
also eine Hin- und Her-Abrollbewegung der Kugeln in den Aussparungen des Käfigs
statt, soweit Spiel vorhanden
ist. Weitere ungleichmäßige Bewegungen
um AchsenC-C werden dadurch erzielt, daß das Band infolge seiner günstigen Schmiegungsverhältnisse
bei einem Gleiten über Punkte 17 durch Reibungswirkung die Kugeln um die
Achse C-C dreht. Durch die Drehung der Kugeln um die Achsen B-B und C-C wird
erreicht, daß eine Schleifscheibe, die in Punkten 18 an den Kugeln angreift,
diese in rascher Folge allseitig beschleift. Durch Vergrößerung der Drehzahlen ni
und n. im gleichen Verhältnis sowie der Oszillationsbewegung des Bandes können
beliebig schnelle Drehungen erreicht werden. Den geschilderten Bewegungsvorgängen
ist die Vorschubbewegung des Käfigs 9 in unabhängiger Weise überlagert. Die
Vorschubbewegung des Käfigs dient ausschließlich dem Ziel einer kontinuierlichen
Durchlaufbewegung der Kugeln. An einer Stelle 19 werden die Kugeln in die
Aussparungen des Käfigs eingefüllt. An einer Stelle 20 werden die Kugeln vom Band
11 erfaßt und an einer Stelle 21 wieder freigegeben. Am Punkt 22 werden die
Kugeln aus dem Käfig ausgeworfen. Hierzu ist an der feststehenden Hohlwelle
3 ein Stahldraht 23 befestigt, der unter einer gewissen Vorspannung
über den Käfig streicht. Er hebt die Kugeln nach oben in Pfeilrichtung 24 heraus,
so daß sie in einen Sammelbehälter fallen können.
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Der eigentliche Schleifvorgang geschieht zwischen Punkt
25 und Punkt 26. Um die Schleiffläche der Schleifscheibe
27 möglichst groß, d. h. abnutzungsstandhaltig zu machen, ist die
Schleifscheibe 27 um den Betrag b exzentrisch angeordnet, so daß die
gesamte Stirnfläche für das Schleifen ausgenutzt ist. Die Achse der Schleifspindel
muß hierbei um einen geringen Winkel 1 gegen die Horizontalrichtung geneigt
sein, um zu erreichen, daß nur auf der unteren Hälfte zwischen Punkt 25 und Punkt
26 geschliffen wird.
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Im übrigen läuft sich die Schleifscheibe bei fortwährendem Betrieb
und gleicher Spanabnahme so ein, daß auf jedem Teilstück des Durchlaufs der Kugeln
die gleiche Schleifintensität herrscht. Die Fortschrittlichkeit der Erfindung wird
durch einen raschen Wechsel der Kugeldrehachsen bei relativ langsamem Durchlauf
der Kugeln durch die Maschine begründet. Der Geschwindigkeit der Kugeldrehung um
ihre Achsen sind durch die Massenträgheit-der Kugeln im praktischen Bereich keine
Grenzen gesetzt. Damit kann mit relativ wenigen Durchläufen die gewünschte Wirkung
erzielt werden.
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Bei bisher bekannten Anordnungen bedingt daher ein erwünschter rascher
Wechsel der Drehachsen der Kugeln ihren zu raschen Durchlauf, was nicht wilnsehenswert
ist, da es jeweils nur ein sehr kurzzeitiges Beschleifen der Kugeln zur Folge hätte
und der Durchlaufgeschwindigkeit schon durch die Massenträgheit der Kugeln gewisse
Grenzen gesetzt sind.