DE19846335A1 - Schleifkörper zum Innenschleifen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Schleifkörper (10) zum Innenschleifen beschrieben, der zwischen zwei Stirnflächen (12, 14) eine Schleifmantelfläche (16, 16') aufweist, die mit Längsnuten ausgebildet ist. Um Schwingungen des Schleifkörpers (10) und hierdurch bedingte Rattermarken am geschliffenen Werkstück zu vermeiden, gehen von jeder der beiden Stirnflächen (12, 14) Längsnuten (20, 22) aus, deren Länge (11, 12) kleiner ist als die Mantellinienlänge (L) der Schleifmantelfläche (16, 16'). Die von der einen Stirnfläche (12) ausgehenden Längsnuten (20) können gegen die von der anderen Stirnfläche (14) ausgehenden Längsnuten (22) in Umfangsrichtung des Schleifkörpers (10) versetzt sein.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper zum Innenschleifen mit einer zwischen zwei Stirnflächen vorgesehenen Schleifmantelfläche, die mit Längsnuten ausgebildet ist.

Derartige Schleifkörper oder Schleifstifte, nachfolgend als Schleifkörper bezeichnet, kommen bspw. bei der Herstellung von Kraftstoff-Einspritzsystemen, hydraulischen Motorelementen, Hydraulikzylindern, Wälz- und Kugellagern usw. zur Anwendung. Bei bekannten Schleifkörpern der eingangs genannten Art - mit oder ohne Schaft - erstrecken sich die verschiedene Profilformen besitzenden Längsnuten über die gesamte Schleifmantelfläche, d. h. von einer Stirnfläche des Schleifkörpers bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche. Die lichte Breite der sich über die gesamte Schleifmantelfläche erstreckenden Längsnuten resultiert in einer der Sehnenhöhe über der Nutenbreite entsprechenden Durchmesserreduktion. Das führt im Schleifeinsatz, d. h. während des Innenschleifens, zu Schwingungen des Schleifkörpers und daraus resultierenden Verschlechterung der Oberflächengüte, nachfolgend "Rattermarken" genannt, die sich am entsprechenden Werkstück in nachteiliger Weise bemerkbar machen. Diese Rattermarken resultieren insbes. aus Schlägen der in Drehrichtung jeweils hinteren Kante der jeweiligen Längsnut. Außerdem ist nach einer entsprechenden Einsatzdauer bei solchen bekannten Schleifkörpern mit durchgehenden Längsnuten eine verstärkte Abnutzung des Schleifkörpers an den zuletzt erwähnten in Drehrichtung hinteren Kanten kaum vermeidbar. Es kommt also an diesen in Drehrichtung hinteren Kanten der Längsnuten zu Abrundungen derselben, wodurch die Schleifeigenschaften des Schleifkörpers verschlechtert werden.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schleifkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem bei einem relativ einfachen Aufbau Rattermarken durch Schläge bzw. Schwingungen am jeweiligen zu schleifenden Werkstück vermieden werden, und der optimale Schleifeigenschaften auch nach einer langen Einsatzdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Schleifkörper der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von jeder der beiden Stirnflächen des Schleifkörpers Längsnuten ausgehen, deren Länge kleiner ist als die Mantellinienlänge der Schleifmantelfläche. Dabei können die von der einen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten gegen die von der anderen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten in Umfangsrichtung des Schleifkörpers versetzt sein. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schleifkörpers wird erreicht, daß der Schleifkörper in der Kontaktzone mit dem zu bearbeitenden Werkstück jederzeit am vollen Durchmesser der Schleifmantelfläche abgestützt wird, so daß Schleifkörper-Schwingungen, die zu den erwähnten Nachteilen führen, in vorteilhafterweise mit konstruktiv einfachen Mitteln vermieden werden. Dadurch, daß der Schleifkörper mit seiner Schleifmantelfläche in der Kontaktzone mit dem zu bearbeitenden Werkstück jederzeit am vollen Durchmesser der Schleifmantelfläche abgestützt wird, ergibt sich außerdem der Vorteil, daß ein verstärkter Verschleiß an der in Drehrichtung hinteren Kante der jeweiligen Nut, d. h. Abrundungen darstellen, vermieden bzw. zumindest reduziert wird, so daß die Schleifeigenschaften des Schleifkörpers auch nach einer langen Einsatzdauer quasi unverändert aufrechterhalten bleiben. Der erfindungsgemäße Schleifkörper eignet sich folglich in optimaler Weise auch zur Durchführung von Schleifprozessen, bei welchen technisch bedingt ungünstige Verhältnisse von Schleifkörperdurchmesser zu Werkstück-Innendurchmesser gegeben sind, die bislang sowohl bezüglich der Kühl- bzw. Schmiermittelzufuhr als auch bezüglich der Abfuhr der Schleifspäne und des Schleifmittelabriebs Probleme aufgeworfen haben.

Bei dem erfindungsgemäßen Schleifkörper können die Längsnuten eine Länge besitzen, die kleiner ist als die halbe Länge der Schleifmantelfläche. Bei einer derartigen Ausbildung des Schleifkörpers ergibt sich zwischen den mit Längsnuten versehenen Abschnitten der Schleifmantelfläche ein nicht genuteter Mittelabschnitt, was bedeutet, daß der Schleifkörper auch entlang dieses nicht genuteten Mittelabschnittes jederzeit mit seinem vollen Umfang entlang der jeweiligen Kontaktzone am innen zu schleifenden Werkstück anliegt. Bei einer solchen Ausbildung der zuletzt genannten Art brauchen die von der einen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten gegen die von der anderen Stirnseite ausgehenden Längsnuten in Umfangsrichtung nicht versetzt zu sein.

Die Längsnuten können bei dem erfindungsgemäßen Schleifkörper auch eine Länge besitzen, die der halben Länge der Schleifmantelfläche entspricht. Auch bei einer solchen Ausbildung wird erreicht, daß der Schleifkörper in der Kontaktzone mit dem innen zu schleifenden Werkstück jederzeit am vollen Durchmesser des Schleifkörpers abgestützt wird, so daß zu Rattermarken führende Schwingungen des Schleifkörpers vermieden werden. Das gilt selbst dann, wenn bei dem erfindungsgemäßen Schleifkörper die Längsnuten eine Länge besitzen, die größer ist als die halbe Länge der Schleifmantelfläche. Von Wichtigkeit ist primär, daß die von der einen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten gegen die von der anderen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten in Umfangsrichtung des Schleifkörpers versetzt sind, wobei es im Extremfall ausreichend ist, die Längsnuten mindestens um die lichte Breite der Längsnuten in Umfangsrichtung zu versetzen. Auf die Form des Profils der Längsnuten kommt es nicht an, d. h. die Längsnuten können jede beliebige Profil-Form besitzen.

Der erfindungsgemäße Schleifkörper kann eine zylindrische Schleifmantelfläche oder eine kegelstumpfförmige Schleifmantelfläche aufweisen. Desgleichen ist es möglich, daß der Schleifkörper nicht kegelstumpfförmig sondern spitzkegelig ausgebildet ist. Desgleichen ist eine Kombination zylindrischer und/oder stumpfkegeliger und/oder spitzkegeliger Schleifmantelflächen möglich. Von Wichtigkeit ist insbesondere, daß die Längsnuten in Längsnuten-Gruppen unterteilt sind, die in axialer Richtung, d. h. an der Schleifmantelfläche, gegeneinander axial versetzt sind.

Erfindungsgemäß kann der Schleifkörper einteilig ausgebildet sein, er kann jedoch auch aus wenigstens zwei Teilkörpern zusammengesetzt sein. Besteht der Schleifkörper aus wenigstens zwei Teilkörpern, so sind diese zweckmäßigerweise an einer gemeinsamen Welle vorgesehen.

Der erfindungsgemäße Schleifkörper weist vorzugsweise kubisches Bornitrid und/oder Diamant in kermischer Bindung auf. Auf diese Weise wird ein superharter Schleifkörper realisiert. Der Schleifkörper kann jedoch auch aus herkömmlichen Korund- oder Sinterkorund bestehen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schleifkörpers sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausbildung des Schleifkörpers in einer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Ansicht des Schleifkörpers gemäß Fig. 1 in einer Vorderansicht,

Fig. 3 in einer der Fig. 1 ähnlichen Seitenansicht eine zweite Ausbildung des Schleifkörpers,

Fig. 4 den Schleifkörper gemäß Fig. 3 in einer Ansicht von vorne,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer dritten Ausbildung des Schleifkörpers,

Fig. 6 eine Vorderansicht des Schleifkörpers gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform des Schleifkörpers in einer Seitenansicht,

Fig. 8 eine Stirnansicht des Schleifkörpers gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform des Schleifkörpers,

Fig. 10 eine sechste Ausführungsform des Schleifkörpers in einer Seitenansicht, und

Fig. 11 eine Stirnansicht des Schleifkörpers gemäß Fig. 10.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausbildung des Schleifkörpers 10, der zum Innenschleifen eines Werkstücks vorgesehen ist. Der Schleifkörper 10 weist zwischen zwei Stirnflächen 12 und 14 eine zylindrische Schleifmantelfläche 16 auf. Von der Stirnfläche 12 steht zentral ein Schaft 18 weg. Der Schleifkörper 10, d. h. seine Schleifmantelfläche 16, weist eine axiale Länge L und einen Durchmesser D auf. Der Durchmesser D kann bspw. im Bereich zwischen 1 mm und 80 mm und die Länge L kann z. B. im Bereich zwischen 0,5 mm und 50 mm liegen. Selbstverständlich sind auch andere Abmessungen denkbar.

Von der Stirnfläche 12 des Schleifkörpers 10 gehen Längsnuten 20 und von der gegenüberliegenden Stirnfläche 14 gehen Längsnuten 22 aus. Die Längsnuten 20 besitzen eine axiale Länge 11 und die Längsnuten 22 besitzen eine axiale Länge 12. Die Längen 11 und 12 können gleich groß oder voneinander verschieden sein. Bei dem in Fig. 1 gezeichneten Ausführungsbeispiel des Schleifkörpers 10 sind die Längen 11 und 12 gleich groß. Die Summe der Längen 11 und 12 ist geringfügig kleiner als die axiale Länge L der Schleifmantelfläche 16, so daß in der Mitte der Schleifmantelfläche 16 ein ungenuteter Flächenbereich 24 verbleibt.

Die von der einen Stirnfläche 12 ausgehenden Längsnuten 20 sind gegen die von der anderen Stirnfläche 14 ausgehenden Längsnuten 22 in Umfangsrichtung des Schleifkörpers 10, d. h. in Umfangsrichtung der Schleifmantelfläche 16, gegeneinander versetzt. Dieser Versatz ist in Fig. 2 mit V bezeichnet. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Schleifmantelfläche 16 des Schleifkörpers 10 in der Kontaktzone mit dem zu bearbeitenden, d. h. innen zu schleifenden Werkstück, jederzeit am vollen Durchmesser D der Schleifmantelfläche 16 anliegt, so daß unerwünschte Schwingungen des Schleifkörpers 10 und hieraus resultierende Rattermarken an der geschliffenen Innenfläche des Werkstücks vermieden werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform des Schleifkörpers 10, die sich von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausbildung des Schleifkörpers 10 insbes. dadurch unterscheidet, daß die Summe der Längen 11 und 12 der Längsnuten 20 und 22 genau der Länge L der zylindrischen Schleifmantelfläche 16 des Schleifkörpers 10 entspricht.

Gleiche Einzelheiten sind in den Fig. 3 und 4 mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet, so daß es sich erübrigt, in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 alle diese Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.

Die Fig. 5 und 6 verdeutlichen eine dritte Ausbildung des Schleifkörpers 10 mit einer zylindrischen Schleifmantelfläche 16 zwischen einer Stirnfläche 12 und einer gegenüberliegenden Stirnfläche 14. Von der Stirnfläche 12 steht ein Schaft 18 mittig weg. Die Schleifmantelfläche 16 besitzt eine axiale Länge L und einen Durchmesser D. Von der Stirnfläche 12 gehen Längsnuten 20 aus, die eine Länge 11 besitzen. Von der gegenüberliegenden Stirnfläche 14 gehen Längsnuten 22 aus, die eine Länge 12 besitzen. Bei dieser Ausbildung des Schleifkörpers 10 ist die Summe der Längen 11 und 12 größer als die axiale Länge L der Schleifmantelfläche 16, so daß die Längsnuten 20 und 22 in einem mittleren Bereich 26 der Schleifmantelfläche 16 gleichsam ineinandergreifen. Auch das ist nicht erheblich, weil auch bei dieser Ausbildung die Schleifmantelfläche 16 in der Kontaktzone mit dem innen zu bearbeitenden Werkstück stets am vollen Durchmesser der Schleifmantelfläche abgestützt wird, so daß Schwingungen des Schleifkörpers 10 und hierdurch bedingte Rattermarken vermieden bzw. verhindert werden.

Die Längsnuten 20 und 22 können gleich lang oder mit unterschiedlichen Längen 11, 12 ausgebildet sein.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausbildung des Schleifkörpers 10, die sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Ausbildung des Schleifkörpers 10 insbes. dadurch unterscheidet, daß der Schleifkörper 10 keine zylindrische Schleifmantelfläche 16 sondern eine kegelstumpfförmige Schleifmantelfläche 16' aufweist. Im übrigen ist der Schleifkörper 10 gemäß den Fig. 7 und 8 dem in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Schleifkörper 10 prinzipiell ähnlich, d. h. von der einen Stirnfläche 12, von der mittig ein Schaft 18 wegsteht, gehen Längsnuten 20 aus, die eine axiale Längenabmessung 11 besitzen und von der gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche 14 gehen Längsnuten 22 aus, die gegen die Längsnuten 20 in Umfangsrichtung des Schleifkörpers 10 versetzt sind und die eine Länge 12 besitzen. Der Versatz der Längsnuten 20 und 22 ist in Fig. 8 mit V bezeichnet. Die Summe der Längen 11 und 12 der Längsnuten 20 und 22 ist kleiner als die axiale Längsabmessung L des Schleifkörpers 10 bzw. seiner Schleifmantelfläche 16', so daß zwischen den Längsnuten 20 und 22 ein ungenuteter Flächenbereich 24' verbleibt.

Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform des Schleifkörpers 10 mit einer zylindrischen Schleifmantelfläche 16. Während in den Fig. 1 bis 8 einteilige Schleifkörper 10 dargestellt sind, verdeutlicht die Fig. 9 einen Schleifkörper 10, der aus zwei Teilkörpern 28 zusammengesetzt ist. Durch die beiden Teilkörper 28 erstreckt sich eine Achse 30 hindurch, an der Fixierelemente 32 vorgesehen sind, mit welchen die beiden Teilkörper 28 zum Schleifkörper 10 zusammengesetzt werden. Die Achse 30 erstreckt sich einseitig aus dem mehrteiligen Schleifkörper 10 mit einem Schaft 18 heraus. Jeder der beiden Teilkörper 28 ist mit Längsnuten 20 bzw. 22 ausgebildet, die eine axiale Länge 11 bzw. 12 besitzen, wobei die axiale Länge L des zusammengesetzten Schleifkörpers 10 der Summe der axialen Längen 11 und 12 der Längsnuten 20 und 22 entspricht. Bezüglich der Ausbildung des Schleifkörpers 10 mit Längsnuten 20 und 22 entspricht der in Fig. 9 dargestellte Schleifkörper 10 folglich dem in Fig. 3 gezeichneten einteiligen Schleifkörper 10.

Die Fig. 10 und 11 zeigen einen Schleifkörper 10 mit einer kegelstumpfförmigen Schleifmantelfläche 16', der - wie der Schleifkörper 10 gemäß Fig. 9 - aus zwei Teilkörpern 28 zusammengesetzt ist. Gleiche Einzelheiten sind in den Fig. 10 und 11 mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 9 bezeichnet, so daß es sich erübrigt, in Verbindung mit den Fig. 10 und 11 alle diese Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.

Bezugsziffernliste

10

Schleifkörper

12

Stirnfläche (von

10

)

14

Stirnfläche (von

10

)

16

,

16

' Schleifmantelfläche (von

10

)

18

Schaft (von

10

)

20

Längsnuten (in

16

,

16

')

22

Längsnuten (in

16

,

16

')

24

,

24

' ungenuteter Flächenbereich (an

16

,

16

')

26

mittlerer Bereich (von

16

,

16

')

28

Teilkörper (von

10

)

30

Achse (durch

28

)

32

Fixierelemente (an

30

)

Claims (11)

1. Schleifkörper zum Innenschleifen mit einer zwischen zwei Stirnflächen (12, 14) vorgesehenen Schleifmantelfläche (16; 16'), die mit Längsnuten ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder der beiden Stirnflächen (12, 14) Längsnuten (20, 22) ausgehen, deren Länge (11, 12) kleiner ist als die Mantellinienlänge (L) der Schleifmantelfläche (16; 16')

2. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der einen Stirnfläche (12) ausgehenden Längsnuten (20) gegen die von der anderen Stirnfläche (14) ausgehenden Längsnuten (22) in Umfangsrichtung des Schleifkörpers (10) versetzt sind.

3. Schleifkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (20, 22) eine Länge (11, 12) besitzen, die kleiner ist als die halbe Länge (L) der Schleifmantelfläche (16; 16').

4. Schleifkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (20, 22) eine Länge (11, 12) besitzen, die der halben Länge (L) der Schleifmantelfläche (16; 16') entspricht.

5. Schleifkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (20, 22) eine Länge (11, 12) besitzen, die größer ist als die halbe Länge (L) der Schleifmantelfläche (16; 16').

6. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (10) eine zylindrische Schleifmantelfläche (16) aufweist.

7. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (10) eine kegelstumpfförmige Schleifmantelfläche (16') aufweist.

8. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (10) einteilig ausgebildet ist.

9. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (10) aus wenigstens zwei Teilkörpern (28) zusammengesetzt ist.

10. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper kubisches Bornitrid aufweist.

11. Schleifkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (10) Diamant aufweist.