DE1955493B2 - Einrichtung zum schleifen von rotationssymmetrischen werkstuecken mit kreisbogenfoermiger oder teilweise kreisbogenfoermiger erzeugender - Google Patents
Einrichtung zum schleifen von rotationssymmetrischen werkstuecken mit kreisbogenfoermiger oder teilweise kreisbogenfoermiger erzeugenderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schleifen
on rotationssymmetrischen Werkstücken mit kreisbogenförmiger oder teilweise kreisbogenförmiger Erzeugender,
beispielsweise von Wälzkörpern, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine solche Einrichtung
ist beispielsweise aus der CH-PS 9? 45t> bekannt.
■> Diese Einrichtung besitzt eine drehantreibbare, axial
verschiebbare und eine sphärisch-konkave Arbeitsfläche aufweisende Topfschleifscheibe. Die zu bearbeitenden
Werkstücke sind gleichmäßig über den Umfang verteilt in einem drehantreibbaren, kreisförmigen
ic. Milnehmerkäfig aufgenommen, dessen Drehachse die
Drehachse der Topfschleifscheibe im Krümmungsmittelpunkt ihrer Arbeitsfläche schneidet. Konzentrisch
zum Mitnehmerkäfig ist eine stillstehende Trägerbahn angeordnet, auf der sich die Werkstücke beim Drehen
i) des Mitnehmerkäfigs abwälzen. Während des Schleifvorgangs,
d. h. bei umlaufender Topfschleifscheibe und umlaufendem Mitnehmerkäfig rotieren damit die zu
bearbeitenden Werkstücke sowohl um die Achse des Mitnehmerkäfigs als auch um ihre eigene Achse. Die
.»ο Drehung der Werkstücke um ihre eigene Achse ist von
der Umlaufgeschwindigkeit des Mitnehmerkäfigs abhängig. Da diese Umlaufgeschwindigkeit relativ langsam
um ihre eigene Achse. Das bedeutet, daß die Werkstücke, um mit ihrer gesamten Mantelfläche in
->') Berührung mit der Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe
zu kommen, relativ lang mit dieser Topfschleifscheibe in Arbeitskontakt stehen müssen. Die zu bearbeitenden
Werkstücke befinden sich deshalb bei dieser Einrichtung nach der CH-PS sowie bei einer aus der DT-PS
ίο 3 89 064 bekannten Schleifeinrichtung entsprechenden
Aufbaus während des gesamten Umlaufs mit dem Mitnehmerkäfig in Berührung mit der Arbeitsfläche der
Topfschleifscheibe. Hieraus resultiert der Nachteil, daß zum Ein- und Ausführen der Werkstücke in den bzw. aus
i) dem Mitnehmerkäfig der Schleifvorgang unterbrochen
werden muß. Außerdem ist die Arbeitsgeschwindigkeit nicht optimal.
Aus der US-PS 27 54 635 ist es bekannt, zum Schleifen der Stirnflächen von rotationssymmetrischen Werkstük-
K) ken die Trägerbahn für die Werkstücke umlaufend
anzutreiben, um die Eigendrehung der Werkstücke anzuheben. Zur Halterung der Werkstücke sind zwei
Trägerbahnen und ein Mitnehmerkäfig verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
i) Schleifeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1
bezeichneten Bauart dahingehend zu verbessern, daß eine kontinuierliche Werkstückzu- und -abführung
möglich und eine wesentliche Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit erreichbar ist.
in Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den
Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Die umlaufend angetriebene Trägerbahn gibt den zu schleifenden Werkstücken eine solch hohe Eigendrehung,
daß es genügt, sie nur kurzzeitig mit der
Vj Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe in Kontakt zu
bringen. Der Mitnehmerkäfig mit den aufgenommenen Werkstücken kann also seitlich aus dem Bereich der
Topfschleifscheibe herausgeführt werden, um den Wechsel der Werkstücke vorzunehmen. Die Öcarbei-
)() tung der Werkstücke erfolgt in einem einzigen Durchgang, so daß eine gegenüber den bekannten
Schlcifeinrichtungen wesentlich erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit erzielt wird.
Durch die gewählten Drehrichtungen von Träger-
ir> bahn, Mitnehmerkäfig und Topfschleifscheibe tint
aufgrund des Kippens der Topfschleifscheibe wirt sichergestellt, daß der Schleifabrieb nach außer
abgeführt wird und damit nicht das Schlcifergebni
bceir.trächiigen kann. Während im vorliegenden Fall die
Schleifeinrichtung im wesentlichen radial nach außen ist. war die Schleifeinrichtung bei der Eiirichtung nach der
CH-PS 92 456 im wesentlichen tangential. Man hat also im vorliegenden Fall einen Kreuzschliff, der eine
bessere Schleifgüte ermöglicht als der ParallelschL'f bei
der bekannten Einrichtung.
Die im Arbeitsbereich auftretenden Schlcifkräfte beim Kontakt zwischen der Topfschleifscheibe und den
Werkstücken bewirken ein Anlegen der Werkstücke einerseits gegen einen mit der Trägerbahn umlaufenden
Kragen und andererseits gegen die Seitenfläche der Käfigausnehmungen. F.s ist dadurch eine stabile und
exakte Ausrichtung der Werkstücke gewährleistet, ohne daß zu weniger wirksamen und komplizierten Hilfseinrichtungen
zurückgegriffen werden müßt..
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Untcransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 mehrere Ausführungsformen von Wcrkslükkcn, die mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung
geschliffen werden können,
F i g. 2 eine Schemaskizze zur Erläuterung der geometrischen Beziehungen der einzelnen Einrich-Hingsteile,
F i g. 3 schematisch einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Schleifeinrichtung und
' Fig. 4 sehcmatisch in gegenüber Fig. 3 vergrößertem Maßstab eine Draufsicht des Mitnehmerkäfigs mil den zu bearbeitenden Werkstücken und der Schleifscheibe.
' Fig. 4 sehcmatisch in gegenüber Fig. 3 vergrößertem Maßstab eine Draufsicht des Mitnehmerkäfigs mil den zu bearbeitenden Werkstücken und der Schleifscheibe.
In Fig. I sind beispielsweise Ausführungsformen von
Werkstücken dargestellt, die mittels der Einrichtung gemäß der Erfindung hergestellt werden können. So
sieht man z. B. einen tonnenförmigen Wälzkörper <■) mit geringem Krümmungsradius, einen tonnenförmigen
Wälzkörper b mit ganz kreisförmiger Erzeugender und einen solchen c mit teilweise kreisförmiger Erzeugender,
kegelförmige Wälzkörper in zwei Ausführungsvarianten
c/und fund einen asymmetrischen Wälzkörper c.
Gemäß der Schemaskizze von F i g. 2 sind die zu bearbeitenden Werkstücke, beispielsweise Kegelrollen
P\ und Pi mit kreisförmiger Erzeugender mit großem Krümmungsradius, antriebsmäßig mit einem Mitnebmcrkäfig
mit der Drehachse OZ' verbunden, wobei ihnen zwei Bewegungen mitgeteilt werden, nämlich eine
Relativbewegung um ihre eigenen Achsen Ο'ΛΊ bzw. O'Xi und eine Antriebsdrehbewegung um die Achse
OZ/. Da die Werkstücke Pi, Pi eine kreisförmige
Erzeugende aufweisen, ist ihre äußere Mantelfläche eine Kugelfläche mit der Mittelachse OZ', dem Krümmungsradius
Wund dem Mittelpunkt O. Eine Topfschleifscheibe
M mit der Drehachse OZ hat eine Arbeitsfläche .S', welche eine sphärisch-konkave Fläche dargestellt,
deren Krümmungsradius gleichfalls der Radius R und deren Krümmungsmittclpunkt der Punkt O ist. Bei der
Drehung um ihre Achse tangiert die Schleifscheibe die äußere Mantelfläche der fertig bearbeiteten Wcrkstükke.
Die Darstcllungsebenc der F i g. 2 wird durch die
Drehachse OZ der Schleifscheibe und die Drehachse OZ' des Mitnehrnerkäfigs der Werkstücke Pi. lh
gebildet. In dieser Darstellung ist
f = IK = Ilohe des durch die Sehne feib>
abgeteilten Kreisabschnitts,
/. = ///, wobei
/ = Mitte der Sehne b\b: und
Ί // = senkrechte Projektion von /auf die Achse OZder
Ί // = senkrechte Projektion von /auf die Achse OZder
Schleifscheibe,
x = Winkel zwischen den Achsen OZund OZ'.
x = Winkel zwischen den Achsen OZund OZ'.
D = Länge der Sehne h\bi, welche die Mittelpunkte
der Erzeugenden <7i — ;i'i und ιη — ηΊ der beiden
Werkstücke P\ Pi verbindet,
F.s ergeben sich die Beziehungen
sin \ —
Ol
- r
Oh, =
2 + ΟΙ2 =
sin .
Daraus ergibt sich, daß R von folgenden Variablen
abhängt: sin nc, L und D. Um den Wert von R zu
verändern, braucht also nur eine dieser Veränderlichen beeinflußt zu werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung ist in den F" i g. 3 und 4
dargestellt. In dieser Einrichtung sind die zu bearbeitenden Werkstücke 8 in Ausnehmungen 9 eines Mitnehmerkäfigs
10 angeordnet. Sie erhalten durch das Zusammenwirken einer Trägerbahn 11 und des
Mitnehmerkafigs 10 eine Drehbewegung um ihre eigene Achse O'Xin der Richtung /Ί. Die Trägerbahn 11 dreht
sich in der Drehrichtung Λ, und zwar mit höherer
Geschwindigkeit, als der in gleicher Richtung umlaufende Mitnehmerkäfig 10. Die Werkstücke 8 werden
mittel<; elastischer Elemente 12 (-/. B. mittels einer Feder
oder eines Druckmittelstrahls) gegen den Mitnehmerkäfig 10 und durch die Fliehkraft gegen einen kreisringförmigen
Kragen 13 der Trägerbahn 11 gedrückt. Sie werden somit durch den Käfig 10 in den Arbeitsbereich
14 der Schleifscheibe 6 gebracht, welche in der Richtung Λ, entgegengesetzt zur Drehrichtung fr, umläuft. Die
Bearbeitung erfolgt in einem einzigen Durchgang. In F i g. 4 ist die automatische Zuführung der Werkstücke 8
schematisch durch einen Pfeil Λ und das Ausstoßen durch einen Pfeil Ξ angedeutet.
Die Einstellmöglichkciten und Einzelheiten der Einrichtung sind in der F' i g. 3 dargestellt. Die
Schleifscheibe 6 ist zusammen mit ihrem Träger 7 drehbar im Schleifscheibensupport '7 gelagert und wird
über die Transmission 15 von einem Motor Id angetrieben. Der Support 17 kann zusammen mit der
Schleifscheibe 6 und ihrem Träger 7, /. B. mittels eines durch eine Handkurbel 19 bctiitigbaren Schraubspindeltriebs
18, in fest mil dem Maschinengestell 21 verbundenen Gleilführunijcn 20 in Axialrichtung verschoben
werden.
Die Welle 22 des Mitnehmerkafigs 10 ist innerhalb der Welle 24 der Trägerbahn 11 angeordnet und wird
durch einen Motor 23 angetrieben, während die Welle 24 ihrerseits über eine Transmission 25 von einem im
Support 27 angeordneten Motor 26 angetrieben wird. Das gesamte, aus dem Mitnehmerkäfig 10, der
Trägerbahn 11 und dem Support 27 bestehende Aggregat ist um eine Achse 28 schwenkbar, die fest mit
einer Platte 29 verbunden und senkrecht /ii der durch
die Achse OZder Schleifscheibe und die Achse OZ'des Käfigs 10 gebildeten Ebene angeordnet ist. Die Plane 29
kann mittels der Kolbenstange 31 des Kolbens 32 eines Hydraulikzylinders 33 in Querrichtung in Gleitfülmm-
gen 30 verschoben werden, welche lest mit dem
Maschinengestell 21 verbunden sind.
Die Einstellung des Radius R kann nach dem vorstehend bereits im Zusammenhang mit F i g. 2
beschriebenen Prinzip erfolgen, und zwar mittels dreier, einzeln oder zusammen durchzuführender Hinstellvorgänge:
1. Das Einstellen des Winkels λ erfolgt durch
Schwenken des Supports 27 um die Achse 28. wobei der Support unter Zwischenschaltung eines
Distanzstückes 35 gewünschter Dicke gegen einen Anschlag 34 der Platte 29 zur Anlage kommt. Der
Support 27 wird sodann auf der Platte 29 mittels Feststellorganen 36 festgelegt, welche sich durch
Schlitze 37,38 in seiner Grundplatte erstrecken.
2. Zum Einstellen von /. wird die Platte 29 mittels des Hydraulikzylinders 33 unter Zwischenlage eines
Distanzstückes 40 gewünschter Dicke gegen einen fest mit dem Maschinengestell 21 verbundenen
Anschlag 39 zur Anlage gebracht.
3. D ist, unter Berücksichtigung der Länge der zu bearbeitenden Werkstücke, durch die Abmessungen
des Kragens 13 gegeben.
]e nach Art der herzustellenden Werkstücke kann es auch erforderlich sein, die Trägerbahn 11 und den
Mitnehmerkäfig 10 auszuwechseln oder zu ändern.
Nachdem diese Einstelioperaüoncn durchgeführt -> worden sind, wird die Schleifscheibe mit dem Radius R
abgerichtet. Dazu wird z. B. ein Abrichtdiamant so an dem Käfig 10 angeordnet, daß seine Spitze sich auf der
gewünschten Erzeugenden befindet (z. B. auf einem der Punkte 6i, toder Fig. 2).
κι Damit die Bearbeitung nur im Bereich 14 erfolgt, wird
die Schleifscheibe leicht angekippt, indem man ihre Achse OZ um einen sehr geringen Betrag um die Linie
Hl schwenkt, die senkrecht zu ihr verläuft und sich in einer durch die Achse OZ' des Mitnehmerkäfigs 10
Ii verlaufenden Ebene befindet (siehe Fig. 2) Dadurch
kann das Werkstück unter dem ersten Bereich der Schleifscheibe durchlaufen, ohne diese zu berühren.
Ein derartiges Vorgehen ist an sich bekannt und wird beispielsweise beim Stirnschleifen häufig angewendet.
:ti Ein Ausgleich für die Abnutzung der Schleifscheibe
erfolgt durch die Verringerung des Abstandes zwischen Schleifscheibe und Werkstückträger, wobei jegliches
Abrichten der Schleifscheibe unnötig ist, weil die Bearbeitung im »Abwälzverfahren« erfolgt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Einrichtung zum Schleifen von rotationssymmetrischen Werkstücken mit kreisbogenförmiger oder
teilweise kreisbogenförmiger Erzeugender, beispielsweise von Wälzkörpern, mit einer drehantreibbaren,
axial verschiebbaren und eine sphärisch-konkave Arbeitsfläche aufweisenden Topfschleifscheibe,
mit einem drehantreibbaren, kreisförmigen Mitnehmerkäfig, dessen Drehachse die Drechachse
der Topfschleifscheibe im Krümmungsmittelpunkt ihrer Arbeitsfläche schneidet und der über seinen
Umfang gleichmäßig verteilt die zu bearbeitenden Werkstücke derart aufnimmt, daß die Hüllfläche von
deren Mantellinien nach Fertigbearbeitung gleichen Radius besitzt wie die Arbeitsfläche der Topfschleifscheibe,
mit einer konzentrisch zum Mitnehmerkäfig angeordneten Trägerbahn, auf der sich die Werkstücke
beim Drehen des Mitnehmerkäfigs abwälzen, sowie mit einem den Mitnehmerkäfig umschließenden,
umlaufenden Kragen zur äußeren Abstützung der Werkstücke, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trägerbahn (11) in gleicher Drehrichtung (Fx)
wie der Mitnehmerkäfig (10), jedoch mit höherer Geschwindigkeit umlaufend angetrieben ist, daß die
Drehrichtung (h) der Topfschleifscheibe (6) entgegengesetzt
der Drehrichtung des Mitnehmerkäfigs (10) ist, wobei durch den Mitnehmerkäfig (10) die
Werkstücke (8) seitlich aus dem Bereich der Topfschleifscheibe (6) herausführbar und die Topfschleifscheibe
(6) um eine Achse (Hl), die senkrecht zur Topfschleifscheibenachse (OZ) steht und sich in
einer durch die Achse (OZ') des Mitnehmerkäfigs (10) verlaufenden Ebene befindet, leicht gekippt ist,
so daß die Werkstücke unter einem ersten Bereich der Topfschleifscheibe (6) frei durchlaufen und erst
in einem zweiten Bereich (14) in Berührung mit deren Arbeitsfläche (S) kommen, und daß der
Kragen (13) am äußeren Rand der Trägerbahn (11) angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (8) durch elastische
Elemente (.12) seitlich gegon die Wandungen des Mitnehmerkäfigs (10) drückbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Mitnehmerkäfig (10) und
Trägerbahn (U) bestehende Aggregat auf einer Platte (29) um eine Achse (28) schwenkbar
angeordnet ist, welche senkrecht zur Drehachse (OZ'Jdes Mitnehmerkäfigs angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (29) des aus Milnehmerkäfig
(10) und Trägerbahn (U) bestehenden Aggregats quer zur Drehachse (OZ) der Topfschleifscheibe (6)
verschiebbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Platte (29) ein Anschlag (34)
angeordnet ist, durch den über /wischen dem Anschlag (34) und dem aus Mitnehmerkäfig (10) und
Trägerbahn (11) bestehenden Aggregat einsehbare Distanzstücke (35) der Milnehmerkäfig (10) samt
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