DE1955493B2

DE1955493B2 - Einrichtung zum schleifen von rotationssymmetrischen werkstuecken mit kreisbogenfoermiger oder teilweise kreisbogenfoermiger erzeugender

Info

Publication number: DE1955493B2
Application number: DE19691955493
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Current assignee: NTN SNR Roulements SA
Priority date: 1968-11-06
Filing date: 1969-11-04
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE1955493A1; DE1955493C3; SE369489B; FR1590855A; GB1247762A; US3664067A

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-

i^r> 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.

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

Schleifscheibe,
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

Patentansprüche:

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