DE2050662C3 - Maschine zum Schleifen oder Läppen von Kugeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen oder Läppen von Kugeln mit einer umlaufenden und einer mit einer Axialkraft beaufschlagten stillstehenden Stirnschleif- oder -Läppscheibe, wobei die stillstehende Scheibe mit einem sektorartigen Ausschnitt versehen ist, in den eine Leiteinrichtung hineinragt, an deren einer Seite die Kugeln, z. B. aus einem Magazin, in den Arbeitsspalt zwischen den Scheiben eingeführt und an deren anderer Seite die bearbeiteten Kugeln aus dem Arbeitsspalt herausgeführt werden.

Bei den bislang bekanntgewordenen Maschinen der vorstehend genannten Art (vgl. z. B. DTPS 3 21 237) besteht die Schwierigkeit, daß beim Schleifen oder Läppen der Kugeln mit möglichst engen Toleranzgrenzen praktisch nicht verhindert werden kann, daß die Kugeln beim Einführen in den Arbeitsspalt und beim Herausführen aus dem Arbeitsspalt beschädigt werden. Durch den plötzlichen starken Druckangriff beim Kugeleinlauf werden die Kugeln deformiert. Beim Auslauf werden sie vielfach mit hoher Geschwindigkeit aus dem Arbeitsspalt hinausgeschleudert, so daß sie auf andere, bereits herausgeführte Kugeln aufprallen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Maschine so weiterzubilden, daß die Druckbelastung der Kugeln beim Ein- und Auslauf so weit reduziert ist, daß Deformationen nicht auftreten.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vektor der Axialkraft durch den Schwerpunkt der stillstehenden Scheibe verläuft oder im — vom Ausschnitt aus gesehen — hinter dem Schwerpunkt liegenden Teil der durch den Schwerpunkt verlaufenden Symmetrieebene des Ausschnitts liegt.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß die Probleme mit den bislang bekannten Anordnungen in erster Linie darauf beruhen, daß bei ihnen die auf die stillstehende Schleif- oder Läppscheibe wirkende Axialkraft im geometrischen Mittelpunkt dieser Scheibe angreift Durch den sektorförmigen Ausschnitt dieser Scheibe führt dies aber zu einer ungleichen Druckverteilung zwischen den Scheiben derart, daß im Bereich des Kugeleinlaufs und des Kugelauslaufs zwischen den Scheiben eine besonders hohe Flächenpressung wirksam ist, die bis etwa zur Mitte des von den Kugeln zu durchlaufenden Weges zwischen den Scheiben kontinuierlich abnimmt, dort ihr Minimum erreicht und

anschließend wieder kontinuierlich ansteigt

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Maschine läßt sich dagegen erreichen, daß die auf die im Arbeitsspalt befindlichen Kugeln wirkende Flächens pressung vom Kugeleinlauf zunächst bis auf ein Maximum kontinuierlich ansteigt und von diesem Maximum bis zum Kugelauslauf wieder kontinuierlich abnimmt. Die Kurve der Flächenpressung kann symmetrisch gekrümmt sein, es ist aber auch möglich,

,„ daß die Kurve in ihrem mittleren Bereich eine der maximalen Fiächenpressung entsprechende Gerade aufweist

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme erreicht man zum einen eine außerordentlich schonende Behandlung der Kugeln auf ihrem Durchgang zwischen den Schleif- oder Läppscheiben, wobei im allgemeinen Fall der von diesen ausgehende Kraftangriff zunehmend erfolgt und in gleichem Maße wieder abnimmt, so daß die Kugeln ebenso schonend in den Arbeitsspalt ein- wie

₂„ auch herausgeführt werden. Im Grenzfall, d. h. bei Lage des Kraftangriffspunktes im Schwerpunkt der stillstehenden Scheibe, wirkt auf die Kugeln vom Einlauf bis zum Auslauf hingegen praktisch die gleiche Flächenpressung sin. Außer einer verbesserten Bearbeitung der Kugeln ergibt sich durch die erfindungsgemäße Maßnahme auch eine gleichmäßigere Abnützung der Schleif- oder Läppscheiben.

Das Maß, um welches der Kraftangriffspunkt über den Schwerpunkt der stillstehenden und mit dem sektoi artigen Ausschnitt versehenen Scheibe hinausgelegt werden kann, ist abhängig von der Größe des jeweiligen Ausschnittes und vom Durchmesser der Scheibe.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Maschine zum Schleifen oder Läppen im Axialschnitt,

F i g. 2 den Grundriß der beiden Schleif- oder Läppscheiben und des Magazins der Maschine nach F i g. 1 und

F i g. 3 bis 5 drei Druckverteilungsdiagramme entsprechend unterschiedlichen Kraftangriffspunkten.

Bei der in F i g. 1 schematisch wiedergegebenen Maschine sind die beiden Stirnschleif- oder -Läppscheiben, nämlich die umlaufende untere Scheibe 1 und die feststehende obere Scheibe 2 mit vertikalem Achsenverlauf angeordnet. Die untere Scheibe 1 wird von einem Aufnahmeteller 3 getragen, der an einer Welle 4 befestigt ist, die über ein Kegelradgetriebe 5 und einen Keilriemenantrieb 6 von einem Elektromotor 7 angetrieben wird. Die obere Scheibe 2 ist ebenfalls an einem Aufnahmeteller 8 befestigt. Zwischen diesem und

_ss einer Druckplatte 9 sind in kreisförmiger Anordnung Druckfedern 10 vorgesehen, die die von der Kolbenstange 11 einer Kolben-Zylindereinheit 12 ausgeübte Kraft, deren Vektor mit ν bezeichnet ist, auf die obere Scheibe 2 übertragen. Die beiden konzentrisch angeord-

ho neten Scheiben 1, 2 sind von einem ringförmigen Magazin 13 in exzentrischer Anordnung umgeben. Dieses wird durch einen Motor 14 angetrieben, dessen Antriebsritzel 15 mit dem Zahnkranz 16 an der Unterseite des Magazins 13 in Eingriff steht. Die

ds Bewegungsrichtung 17 des umlaufenden Magazins 13 ist der Bewegungsrichtung 18 der umlaufenden Scheibe 1 entgegengesetzt.

Die obere Scheibe 2 weist gemäß Fig. 2 einen

sektorartigen Ausschnitt 19 auf, der beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel etwa einen Winkel von 45° einnimmt Dieser Winkel kann jedoch auch größer oder kleiner sein, ohne daß dies von Einfluß auf die Erfindung ist

Im Berührungsbereich von Magazin 13 und Ausschnitt 19 der stillstehenden Scheibe 2 ist eine etwa radial verlaufende Leiteinrichtung 30 vorgesehen, die sich quer durch das Magazin 13 und den Ausschnitt 19 erstreckt. Durch entsprechende Leitflächen 31 führt sie auf der einen Seite die Kugeln 25 in den Kugeleinlauf 23 hinein und auf seiner anderen Seite aus dem Kugelauslauf 24 heraus.

Durch den Ausschnitt 19, der dem Kugelein- und Kugelauslauf dient, ist nun jedoch der Schwerpunkt 20 der oberen Scheibe 2 auf der durch den Ausschnitt 19 und den Mittelpunkt 21 der Scheiben 1 und 2 verlaufenden Symmetrieebene 26 um das Maß χ verschoben. Würde die auf die obere Scheibe 2 wirkende Kraft im Mittelpunkt 21 dt; Scheibe 2 angreifen, so ergäbe sich daher das Druckverteilungsdiagramm nach Fig.3. Dort ist auf der Abszisse der Weg der Kugeln 25 durch den Arbeitsspalt 22 zwischen den beiden Scheiben 1, 2 vom Kugeleinlauf 23 bis zum Kugelauslauf 24 aufgetragen, während die Ordinate die von der Scheibe 2 auf die Kugeln 25 wirkende Flächenpressung wiedergibt. Durch eine leichte Abschrägung 27 am Kugeleiniauf 23 der Scheibe 2 steigt der Druck ρ in diesem Bereich s_t von 0 auf ein Maximum an. Dann vermindert sich der Druck bis zum Scheitelpunkt 28 der Kurve, um von dort aus wieder bis zum Maximum am Kugelauslanf 24 anzusteigen. Im Bereich der Abschrägung 27 am Kugelauslauf der stillstehenden Scheibe 2 sinkt er dann auf dem Weg 52 auf 0 ab.

Liegt dagegen der Kraftangriffspunkt im Schwerpunkt 20 der stillstehenden Scheibe 2, so ergibt sich ein Druckverteilungsdiagramm entsprechend Fig.4 mit gleichbleibendem Druck ρ vom Kugeleinlauf 23 bis zum Kugelauslauf 24. Je weiter man nun den Kraftangriffspunkt in der Symmetrieebene 26 über den Schwerpunkt 20 hinaus verlegt z. B. um das Maß yin den Punkt 29, um so mehr wölbt sich die Kurve der Flächenpressung entsprechend F i g. 5 nach unten durch. Daraus folgt ein schonenderer Kraftangriff im Bereich des Kugeleinlaufs 23 und ein ebenso schonenderer Austritt der Kugeln 25 in Kugelauslauf 24, während dazwischen die Flächenpressung kontinuierlich bis zum Scheitelpunkt 28 ansteigt um sodann in gleicher Weise kontinuierlich wieder abzufallen. Dies hat neben der Schonung der Kugeln 25, insbesondere beim Finiauf in den und beim Auslauf aus dem Arbeitsspalt 22 außerdem eine gleichmäßigere Abnutzung der Schleif- oder Läppscheiben 1,2 zur Folge.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 20 50 682

   Patentanspruch:

   Maschine zum Schleifen oder Läppen von Kugeln mit einer umlaufenden und einer mit einer Axialkraft beaufschlagten stillstehenden Stirnschleif- oder -Lappscheibe, wobei die stillstehende Scheibe mit einem sektorartigen Ausschnitt versehen ist, in den eine Leiteinrichtung hineinragt, an deren einer Seite die Kugeln, z. B. aus einem Magazin, in den Arbeitsspalt zwischen den Scheiben eingeführt und an deren anderer Seite die bearbeiteten Kugeln aus dem Arbeitsspalt herausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Vektor (v) der Axialkraft durch den Schwerpunkt (20) der stillstehenden Scheibe (2) verläuft oder im — vom Ausschnitt (19) aus gesehen — hinter dem Schwerpunkt (20) liegenden Teil der durch den Schwerpunkt (20) verlaufenden Symmetrieebene (26) des Ausschnitts (19) liegt.