DE1752249B2

DE1752249B2 -

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Publication number: DE1752249B2
Application number: DE19681752249
Authority: DE
Original assignee: SUPFINA MASCHINENFABRIK HENTZEN KG 5630 REMSCHEID
Current assignee: SUPFINA MASCHINENFABRIK HENTZEN KG 5630 REMSCHEID
Priority date: 1968-04-25
Filing date: 1968-04-25
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE1752249C3; DE1752249A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feinstbearbeitung von Umfangsrillen mit kreisbogenförmigem Profil in ringförmigen Werkstücken, insbesondere von in Kugellagerringen eingearbeiteten Kugellaufbahnen.

Zum Ausschleifen derartiger Kugellaufbahnen sind Vorrichtungen bekannt (deutsche Patentschriften 205 751 und 484 418), die einen das der Bearbeitung dienende Werkzeug tragenden Halter aufweisen, der unter der Wirkung eines Antriebs eine Schwenkbewegung um den Mittelpunkt des Profils ausführt.

Die Zustellbewegung des durch eine rotierende Schleifscheibe gebildeten Werkzeugs erfolgt bei ihnen durch Verschiebung des durch eine Schleifscheibe gebildeten Werkzeugs tragenden Halter entlang einer Schlittenführung. Bei Beendigung der Bearbeitung erfolgt auch auf diese Weise die Trennung der Schleifscheibe vom Eingriff mit dem bearbeiteten Profil; soweit die Innenflächen bearbeitet werden, wird nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs die

ίο Halterung des bearbeiteten Werkstücks, die meist als Spannfutter in einer rotierenden und mit Hilfe eines weiteren Schlittens verschiebbaren Spindel ausgebildet ist, aus ihrer Arbeitsstellung zurückgezogen (deutsche Patentschrift 484418), so daß anschlie-Bend das Einsetzen eines weiteren Werkstücks ohne Behinderung durch die Schleifscheibe erfolgen kann. Die Betätigung dieser Schlittenzuführungen zum Lösen des Eingriffs zwischen der bearbeiteten Oberfläche und dem bearbeiteten Werkstück, wie es bei der Feinstbearbeitung mittels eines Honsteins wegen des dabei notwendigen Andrückens desselben an die 7u bearbeitende Oberfläche erforderlich ist, ist äußerst umständlich und zeitraubend; der Erhöhung der Geschwindigkeit der Zustell- und Rückstellbevve-2^ung dieser Schlittenführungen sind durch die beachtlichen Massen derselben und die Notwendigkeit von deren Abbremsung gewisse Grenzen gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Lösen des Eingriffs des während der Bearbeitung an das Profil angedrückten Honsteins von dem Profil möglichst einfach und erheblich schneller erreicht werden kann, als dies bei Übernahme der in Zusammenhang mit Schleifmaschinen bekanntgewordenen Einrichtungen möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Halter an einer Hohlwelle, der von dem Antrieb die Schwenkbewegung erteilt wird, in Andrückrichtung des Honsteins an das Profil schwenkbar angelenkt und mittels einer im Inneren der Hohlwelle angenrdncten, am Halter gelenkig angreifenden Steuerstange und eines auf diese bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel einwirkenden, in Richtung der Achse der Hohlwelle gegenüber dieser verschiebbaren Kolbens verschwenkbar ist.

Durch entsprechende Beaufschlagung des Kolbens mit einem Druckmittel wird der Honstein sehr leicht und schnell — ohne daß die Schwingbewegung unterbrochen wird — von der zu bearbeitenden Fläche gelöst bzw. abgehoben. Die schwerfälligen und umständlichen Schlittenführungen werden dabei vermieden.

Durch Beaufschlagung des Kolbens in anderer als der zum Abheben notwendigen Richtung kann gleichzeitig der notwendige Anpreßdruck des Honsteins an die zu bearbeitende Oberfläche erzielt werden. Durch die einfach konstruktive Ausgestaltung ergibt sieh dabei ferner der Vorteil, daß der Halter selbst sowie die mit ihm bewegungsmäßig verbundenen Teile, so ausgebildet werden können, daß sie wesentlich geringere Massen als die bekannten, eine Schwenkbewegung ausführenden Werkzeughalter aufweisen, und daß insbesondere die Unwucht gegenüber dem Mittelpunkt der Schwingbewegung erheblich geringer gehalten werden kann. Das ermöglicht wesentlich höhere Frequenzen der Schwingbewegung, als sie bisher erreichbar waren.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor,

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daß die Hohlwelle (20) gemeinsam mit der Steuerrtange (IS), dem auf sie einwirkenden Kolben und dem die Schwenkbewegung bewirkenden Antrieb um ihre AcIiM-' verschwenkbar ist. Bei Durchführung diejer weiteren Schwenkbewegung, die durch Verschiebung des Antriebssystems um die Achse der Hohlwelle heu.cigeführt wird, wird der Haller und mit jhm der Honstein aus der bereits von der zu bearbeitenden Oberfläche abgehobenen Stellung gegenüber dieser - - im Querschnitt gesehen — derart aekippt, daß eine weitere Schwenkung, wie sie durch" Beaufschlagung des genannten Kolbens mit Druckmittel in Richtuni; i.les Abhebens der Honsteins von der zu bearbeitenden Fläche bereits beschrieben wurde, das Werkzeug derartig vollkommen freigibt, daß der Honstein das Herausnehmen des Werkstücks aus der Arbeitsluge senkrecht zur Längsachse desselben nicht mehr blockiert. Diese weitere Ausbildung ermöglicht die äuLierst einfache weitere Ausgestaltung von Werks', iikzuf uhr- bzw. Entnahmevorrichtungen ohne Ji. Notwendigkeit einer Verschiebung des das Werkstück während der Bearbeitung aufnehmenden Futters > Jer des den schwingender. Halter aufnehmenden Teils der Einrichtung, wie sie bei den bekannten Einrichtungen mit Hilfe der erwähnten Schlituv.nihrungen notwendig ist.

Eine weitere Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß die-e Schwenkung der Hohlwelle und des — wie an sich bekannt — aus einem motorisch angetriebenen, mit einem Exzenter versehenen Kurbeltriebs, einer Kurbelstange und einem auf sie einwirkenden Kurbeiarms bestehenden Antrieb durch Verschwenkung einer den Kurbeltrieb tragenden Konsole um eine parallel zur Achse der Hohlwelle verlaufende Achse erfolgt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß der Hub des Kolbens durch einen axial verschiebbaren Anschlag begrenzt ist. Gemäß einer weitere·¹ vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß dieser Anschlag durch einen zur Hohlwelle koaxial angeordneten und bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel verschiebbaren weiteren Kolben in seiner Lage veränderbar ist.

Bei Veränderung des Anschlages und damit bei einer dadurch ermöglichten weiteren Verschiebung des erstgenannten Kolbens nach vorheriger Verschwenkung des Antriebssystems um die Achse der Hohlwelle, ist der Halter und mit ihm der von ihm getragene Honstein so weit aus der Arbeitsstellung herausgerückt, daß eine Entnahme des Werkstückes senkrecht zu seiner Längsachse ohne Behinderung durch den Honstein möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 einen weiteren, gegenüber dem Längsschnitt nach F i g. I um 90° gedrehten, teilweisen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig.l,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III nach Fig.l, einschließlich des schematisch dargestellten Schwingar.iriebs,

F i g. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels.

F i g. 1 zeigt einen Teil eines Ausführungsbeispiels. Die Einrichtung dient der Feinstbearbeitung eines Werkstückes, z.B. eines Kugellageraußenringes 1; die Lagerung des Kugellageraußenrings 1, die diesem eine Drehbewegung mitteilt, ist dabei nicht weiter dargestellt. Der der Aufnahme eines Honsteins 12

dienende Haller 13 hat die Form eines bogenförmig gerundeten Armes. Er erstreckt sich von der Seite her in den inneren offenen Raum des Kugellageraußenrings hinein. Mit Hilfe des Honsteins 12 wird, wie F ig.4 zeigt, die Kugellaufbahn des Kugellagerau-

ßenrings 1, also seine Innenfläche (Rille) 11, bearbeitet. An dem dem Kugellageraußenring 1 abgewendeten Ende läuft der Halter 13 in eine Gabe! aus, durch deren Arme ein Bolzen gesteckt ist, welcher durch einen von den Armen der Gabel flankierten Fortsatz einer Hohlwelle 20 durchsetzt ist. Die Hohlwelle 20 ist in Kugellagern eines an einem (nicht gezeigten) Maschinenständer angebrachten Gehäuses gelagert. Sie ist an ihrem, dem Halter 13 abgekehrten Ende, mit einem Kurbelarm 19 fest verbunden. Der zwisehen dem Kurbelarm 19 und dem die Hohlwelle 20 lagernden Gehäuse auf die Hohlwelle 20 aufgesteckte, nicht bezifferte ί eil, ist eine doppelreihig verzahnte Buchse zum Antrieo von Zahnriemen für die Übertragung der Schwingbewegung der Hohl-

2_S welle 20 auf weitere, ähnlich ausgestaltete Einrichtungen.

Auf die dieser Buchse abgewendeten Seite des Kurbelarms 19 ist, konzentrisch zur Hohlwelle 20, ein Gehäuse mit zwei gleichachsigen Zylindern aufgesetzt, in denen je ein Kolbon 16 bzw. 42 verschiebbar ist. Der Kolben 16 sitzt auf einer Steuerstange IS, die sich in den Innenraum der Hohlwelle 20 hinein erstreckt und in ihr an zwei Stellen gelagert ist. Diese Steuerstange 15 ist an ihrem, dem Kolben 16

abgewendeten Ende, abgewinkelt. Der abgewinkelte Teil ist durch ein seitliches Fenster in der Wandung der Hohlwelle 20 nach außen durchgeführt und endet in Form eines Gelenks, ar. dem ein Ende eines Verbindungsgliedes 14 angreift. Das andere Ende des Verbindungsgliedes 14 ist mit einem Fortsalz des Halters 13 ebenfalls gelenkig verbunden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, bewirkt eine Abwärtsverschiebung der Steuerstange 15 eine Schwenkung des Halters 13 im Uhrzeigersinn, so daß der Honstein 12 die in Fig.4 mit Λ bezeichnete Arbeitslage, in der er auf das kreisbogenförmige Profil der Innenfläche des Kugellageraußenrings 1 einwirkt, verläßt; er wird aus dieser Stellung herausgehoben und gelangt in die in F i g. 4 mit B bezeichnete, gestrichelt eingetragene Stellung. Diese Abwärtsbewegung der Steuerstange 15 findet statt, wenn oberhalb des Kolbens 16 über die Öffnung 40 dem Zylinder Druckmittel (Preßluft oder Preßöl) zugeführt wird. Gleichzeitig entweicht das in dem Raum unter dem Kolben

16 vorhandene Druckmittel über die öffnung 40« in einen (nicht gezeigten) Druckmittel vorratsbehälter. Der Kolben 16 wird von einem Anschlag 41 an seiner weiteren Abwärtsbewegung gehindert, sobald der Honstein 12 die Stellung B erreicht hat. Der An-

schlag 41 kann nach unten so lange nicht ausweichen, solange der Zylinderraum unter dem Kolben 42, der den Anschlag 41 trägt, mit Druckmittel beaufschlagt ist. Die Zu- bzw. Abführung von Druckmittel zum bzw. vom Raum unterhalb des Kolbens 42 erfolgt über die Öffnung 43. Sie bzw. eine mit ihr verbundene Leitung ist, solange die Begrenzung der Abwärtsbewegung der Steuerstange 15 und des mit ihr verbundenen Kolbens 16 durch den Anschlag 41

wirksam ist, durch eine (nicht gezeigte) Steuerung verschlossen.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, greift an dem Kurbelarm 19 eine Kurbelstange 18 an, die an ihrem entgegengesetzten Ende mit einem Exzenter 17 zusammenwirkt, der von einem Elektromotor angetrieben wird. Dieser ist auf einer Konsole 44 angeordnet, die um einen ortsfesten Drehpunkt am Maschinenständer in der Ebene des Kurbelarms 19 schwenkbar ist. Durch Schwenken der Konsole 44 kann die von dem Elektromotor, der Kurbelstange 18 und dem Kurbelarm 19 gebildete Antriebseinheit in die in Fig 3 gestrichelt eingezeichnete Stellung gelangen. Die Schwenkbewegung kann auch noch darüber hinaus im Uhrzeigersinn so weit fortgesetzt werden, daß der Winkel, den die Verbindungslinie zwischen der Achse der Hohlwelle 20 und der Achse des im oberen Kopf der Kurbelstange 18 gelagerten Kurbelzapfens mit der Horizontalen bildet (Schwcnkwinkei des Kurbelarms 19), gleich dem Winkel ist, den der Honstein 12 mit der Vertikalen einschließt, nachdem er aus der StellungB (Fig. 4) durch entsprechende Drehung der Hohlwelle 20 in die in F i g. 4 mit C bezeichnete schräge Stellung gelangt.

Nach Erreichen der Stellung C gelangt, von einer nicht näher beschriebenen Programmsteuerung gesteuert. Druckmittel über die Öffnung 45 in den Zylinderraum oberhalb des Kolbens 42. Währenddessen ist die an die öffnung 43 angeschlossene Leitung geöffnet, so daß sich der Zylinderraum unterhalb des Kolbens 42 entleeren kann. Der Anschlag 41 bewegt sich jetzt also mit dem Kolben 42 nach unten. Durch Einführung von Druckmittel über die Öffnung 40 in den Zylinderraiim oberhalb des Kolbens 16 wird nun der Halter 13 noch weiter ausgeschwenkt, jetzt aber in einer Ebene, die um den obengenannten Winkel gegen die Vertikale (Fig. 4) im Uhrzeigersinn geneigt ist. Dadurch gelangt der Honstein 12 in die in Fig. 4 mit D bezeichnete Stellung. In dieser Stellung ist der Honstein 12 vollkommen aus dem Bereich des Werkstückes entfernt, so daß dies in Richtung senkrecht zu seiner Längsachse aus der (nicht gezeigten) Aufnahmevorrichtung herausgenommen und ein neues Werkstück in diese eingelegt werden kann.

Zur Erzielung eines einwandfreien Arbeitsergebnisses ist es unerläßlich, daß die Achse, um die die Hohlwelle 20 schwingt, (also ihre eigene Achse), durch den Mittelpunkt des kreisbogenförmigen Profils der bearbeiteten inneren Kugellaufbahn des Kugellageraußenringes 1 geht, bzw. daß sie den Kreis tangiert, auf dem die unendlich vielen Mittelpunkte der kreisbogenförmigen Querschnitte der Rille liegen.

ίο Ein Vorteil der Erfindung besteht ferner darin, daß die Schwingbewegung des Honsteins 12 in den Stellungen B. C und D nicht unterbrochen zu werden braucht.

Es ergibt sich also folgender Arbeitsablauf:

Stufe I

Bearbeitung der Innenfläche (Rille) des Kugellageraußenrings 1 durch Schwingen des Honsteins 12 im Halter 13 um die Achse der Hohlwelle 20. Mittelstellung der Schwingbewegung = Stellung A (F i g. 4):

Stufe II

Herausheben des Halters 13 und mit ihm des Honsteins 12 aus der Stellung A in Stellung B durch Veta₅ Schiebung des Kolbens 16 bis zum Auftreffen auf den Anschlag 41 (dieser wird nicht verschoben):

Stufe III

Schwenken der den Antrieb für die Schwingbewcgung des Honsteins 12 tragenden Konsole 44 derart, daß die Halbierende des Schwingwinkels eiiu Schrägstellung zur radial zum Kugellageraußenring J verlaufenden Mittelebene der Rille 11 einnimmt iin<! damit Schwenken des Honsteins 12 in die Stellung (':

Stufe IV

Verschieben des Anschlags 41 nach unten und d;; durch ermöglichte weitere Verschiebung des Kolben 16 nach unten über die in Stufe I erreichte Stellun. hinaus derart, daß der Honstein 12 in Richtung de: schräglicgenden Halbierenden des Schwingwinkel hinaus in die Stellung D geschwenkt wird.

Die Rückführung des Honsteins 12 aus Stellung/· in die Stellung A erfolgt in umgekehrter Reihenfolge

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Feinstbearbeitung von Umfangsrillen mit kreisbogenförmigem Profil in ringförmigen Werkstücken, insbesondere von in Kugellagerringen eingearbeiteten Kugellaufbahnen, die einen das der Bearbeitung dienende Werkzeug tragenden Halter aufweist, der unter der Wirkung eines Antriebs eine Schwenkbewegung um den Mittelpunkt des Profils ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (13) an einer Hohlwelle (20), der von dem Antrieb (17, 18, 19) die Schwenkbewegung erteilt wird, in Andrückrichtung des Honsteins (12) an das Profil schwenkbar angelenkt und mittels einer im Inneren der Hohlwelle (20) angeordneten, am Halter (13) gelenkig angreifenden Steuerstange (15) und eines auf diese bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel einwirkenden, in Richtung der Achse der Hohlwelle (20) gegenüber dieser verschiebbaren Kolben (16) verschwenkbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Werkstücke nach Arbeitsende senkrecht zu ihrer Längsachse aus der Arbeitsstellung abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (20) gemeinsam mit der Steuerstange (15), dem auf sie einwirkenden Kolben (16) und dem die Schwenkbewegung bewirkender Antrieb (17, 18, 19) um ihre Achse verschwenkbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschwenkun der Hohlwelle (20) und des — wie an sich bekannt — aus einem motorisch angetriebenen, mit einem Exzenter versehenen Kurbeltriebs (17), einer Kurbelstange (18) und einem auf sie einwirkenden Kurbelarm (19) bestehenden Antrieb eine den Kurbeltrieb (17) tragenden Konsole (44) vorgesehen ist, die um eine parallel zur Achse der Hohlwelle (20) verlaufende Achse drehbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (16) durch einen axial verschiebbaren Anschlag (41) begrenzt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (41) durch einen zur Hohlwelle koaxial angeordneten und bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel verschiebbaren weiteren Kolben (42) in seiner Lage veränderbar ist.