DE1280082C2 - Maschine zum schleifen von kugeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Kugeln mit einer Schleifscheibe, mit einem die zu schleifenden Kugeln entlang dem Schleifwerkzeug transportierenden Käfig, der konzentrisch zu einer die Kugeln drehenden Antriebsscheibe gelagert ist, und mit einem weiteren, an den Kugeln mit ungleichförmiger Geschwindigkeit angreifenden Antriebselement.

Mit diesem Oberbegriff ist als Ausgangspunkt des Erfindungsgegenstandes der Stand der Technik nach der Zeitschrift »Der Maschinenmarkt«, Würzburg, Nr. 69, vom 28. August 1959, S. 41 bis 45, erfaßt. Bei dieser unter Abb. 11 auf S. 44 dargestellten und im zugehörigen Text, Spalte 3 unter ff., beschriebenen Maschine sind die Kugeln auf zwei gegenläufigen Antriebsscheiben gelagert und werden mittels eines mit einem Käfig vergleichbaren und konzentrisch zu den Antriebsscheiben angeordneten Abstandhalters an der Schleifwerkzeuganordnung (die hier in baulicher Abwandlung zur Erfindung nicht aus einer rotierenden Schleifscheibe, sondern aus Honsteinen besteht) vorbeigeführt. Durch kurzzeitigen Wechsel der Umlaufgeschwindigkeit einer der beiden Antriebsscheiben wird die Rotationsachse der Kugeln geändert, und nach Wiederherstellung der alten Umlaufverhältnisse wird ein anderer Teil der Kugeloberfläche bearbeitet. Die vorbeschriebene Maschine besitzt also ein mit ungleichförmiger Geschwindigkeit an den Kugeln angreifendes Antriebselement in Form einer Scheibe mit großer Masse, durch deren beim Wechsel der Umlaufgeschwindigkeit auftretende Massenträgheitskräfte, insbesondere bei großen Maschinen, die Zahl der Geschwindigkeitswechsel nach oben begrenzt ist. Überdies erbringt die vorbekannte Maschine aber — theoretisch gesehen — selbst bei Geschwindigkeitsunterschieden der ungleichförmig umlaufenden Scheibe zwischen Null und unendlich keine vollkommen allpeitige Drehung der Kugeln, so daß eine intensive allseitige Bearbeitung der Kugeln nicht möglich ist.

Ferner ist es bereits bekannt, Kugeln durch Schleifscheiben zu bearbeiten und für die Kugeln zwecks Änderung ihrer Rotationsachse in der Schleifzone zusätzliche Antriebselemente vorzusehen (vgl. die deutsche Auslegeschrift 1198 702 und die deutsche Patentschrift 965 623). Hierbei ist jedoch durch die gleichförmige Drehung oder Längsbewegung der Antriebselemente eine allseitige Drehung der Kugeln nur insoweit gegeben, als die Kugeln unter gleich-S mäßiger Drehung und unter damit verbundener gleichmäßiger Änderung ihrer Achslage stetig durch die Schleifzone bewegt werden. Hieraus folgt, daß die Kugeln entweder eine große Anzahl von Maschinendurchgängen vollziehen müssen, um eine gleich-

mäßige Abtragung an den Kugeln zu erzielen, oder aber die erzielte geometrische Genauigkeit genügt den Anforderungen nicht.

Bei der Stahlkugelerzeugung ist es jedoch erforderlich, nach der ersten groben Erzeugung der Kugel-

form durch Schlagpressen verhältnismäßig viel Material von der gestauchten Oberfläche der Kugeln abzutragen, um schließlich der fertigen Oberfläche der Kugeln einerseits gesunde Gefügeverhältnisse, andererseits den Kugeln die geforderten außerordent-

»0 liehen Genauigkeiten hinsichtlich der Kugell'orm zu verleihen.

Der Erfindung liegt von dem eingangs genannten Stand der Technik nach der Zeitschrift »Maschinenmarkt« ausgehend die Aufgabe zugrunde, bei relativ

langsamem Durchlauf der Kugeln entlang dem Schleifwerkzeug einen noch schnelleren Wechsel der Kugel-Drehachsen, als dies bei der bekannten Maschine nach der Zeitschrift »Der Maschinenmarkt« möglich ist, zu erreichen.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Antriebselement in an sich bekannter Weise ein den Käfig samt Kugeln im Bereich der Schleifscheibe umschlingendes Antriebsband ist.
Durch die Verwendung eims Antriebsbandes als

ungleichförmig umlaufendes Antriebselement wird erreicht, daß infolge der geringen Masse des Bandes im Vergleich zu einer Scheibe die Zahl der Geschwindigkeitswechsel während des Kugeldurchlaufs weiter heraufgesetzt werden kann, wodurch eine all-

seitige intensivere Bearbeitung der Kugeloberfläche erzielbar ist.

Durch die britische Patentschrift 210 931 und durch die USA.-Patentschrift 1 531 281 ist es ebenfalls nicht mehr neu, bei Rundschleifmaschinen für rotationssymmetrische Werkstücke diese durch eine Scheibe bzw. durch einen Käfig durch die Schleifzone zu transportieren und den Werkstücken dabei mittels eines im Bereich des Schleifwerkzeugs angeordneten und die Scheibe bzw. den Käfig mit den Werkstücken umschlingenden Antriebsbandes eine gleichförmige Drehbewegung zu erteilen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das

Antriebsband einen oszillierenden Antrieb besitzen.

Der Anspruch 2 ist ein echter Unteranspruch, d. h.

nur in Verbindung mit dem Anspruch 1 gültig.

Ein Ausfuhrungsbeispiel 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,

j 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 n,. Eine Spindel 3 ist keiner Bewegung unterworfen, sie steht still. Eine Spindel 4 dreht sich in Pfeilrichtung 5 mit der Drehzahl n_t. Eine Hohlwelle 6 bewegt sich mit der Drehzahl η in Pfeilrich-

rung 5. Die Welle 1 ist zur Aufnahme einer Antriebsscheibe 7 bertnmnt, während die SpindeU eine Antnebsscheibe 8 dreht. Die Antriebsscheibe 7 läuft mit der Drehzahl n_v die Antriebsscheibe 8 mit der Drehzahl-. Eine gemäß Fig. 2 auf den beiden Antriebs-

^Sl u » _D Τ⁰,^{06 Kugel wkd sich dah}<* um die Achse B-B drehen, ffierbei ist Voraussetzung, daß das Drehzahlverhältnis mit

«i _ sin β

"a sin α eingehalten wird.

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 belasteä werden. Eine Antriebsscheibe 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 Achsen C-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 Zt₁ und /ι., 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 ίο 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.

Der eigentliche Schleifvorgang geschieht zwischen Punkt 25 und Punkt 26. Um die Schleiffläche der aa 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 γ gegen die Horizontalrichtung geneigt sein, um zu erreichen, daß nur auf der unteren Hälfte zwischen Punkt 25 und Punkt 26 geschliffen wird.

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. Bei bisher bekannten Anordnungen bedingt daher ein erwünschter rascher Wechsel der Drehachsen der Kugeln ihren zu raschen Durchlauf, was nicht wünschenswert 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Schleifen von Kugeln mit einer Schleifscheibe, mit einem die zu schleifenden Kugeln entlang dem Schleifwerkzeug transportierenden Käfig, der konzentrisch zu einer die Kugeln drehenden Antriebsscheibe gelagert ist, und mit einem weiteren, an den Kugeln mit ungleichförmiger Geschwindigkeit angreifenden Antriebselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement in an sich bekannter Weise ein den Käfig (9) samt Kugeln im Bereich der Schleifscheibe (27) umschlingendes Antriebsband (11) ist

2. Maschine zum Schleifen von Kugeln nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oszillierenden Antrieb des Antriebsbandes.