DE2260884B2

DE2260884B2 - Messteuereinrichtung an einer schleifmaschine zum feinbearbeiten der stirnseiten von waelzlagerringen

Info

Publication number: DE2260884B2
Application number: DE19722260884
Authority: DE
Inventors: Roland 8721 Schwebheim Brand Winfried 8720 Schweinfurt Huttner
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1978-02-23
Also published as: GB1443020A; DE2260884A1; FR2210919A5; DE2260884C3; IT999973B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen die stirnseitig auf einem drehantreibbaren Tisch der Maschine aufgespannt sind, wobei an der zu bearbeitenden Stirnseite der Wälzlagerringe ein Meßtaster angreift, der an einem in bezug auf die Wälzlagerringe axial beweglichen Arm angebracht ist.

Bisher war es üblich, die beiden Stirnseiten von w) Wälzlagerringen gleichzeitig planparallel zu schleifen. Der Bearbeitungsvorgang war dann beendet, wenn der Ring eine bestimmte Soll-Breite erreicht hatte. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß, etwa bei Rillenkugellagern, die Lage der Laufbahn in bezug auf die Stirnseiten ^h"> unberücksichtigt bleibt, so daß diese nach dem Schleifprozeß z. B. außenmittig liegen kann. Dieser Lauibahnversatz hat zur Folge, daß beim anschließenden Schleifen der Laufbahn die Schleifscheibe deformiert wird und dadurch auch die nachfolgend zu bearbeitenden Laufbahnen unsymmetrisch werden. Bei Präzisionswälzlagern ist es ja in der Regel erforderlich, daß die Laufbahnen, die als Rille oder Einstich ausgebildet sind, eine genaue Lage zu den Seitenflächen haben, um einerseits im eingebauten Zustand des Lagers unerwünschte Zwangskräfte auszuschließen und andererseits eine genaue axiale Führung der zu lagernden Teile zu erreichen.

Es ist eine Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Bearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen, die stirnseitig auf einem drehantreibbaren Tisch der Maschine aufgespannt sind, bekannt, wobei an der zu bearbeitenden Stirnseite der Ringe ein Taster angreift, der an einem in bezug auf die Lagerringe axial beweglichen Arm angebracht ist (DT-PS 3 23 873). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist zur Verhinderung der dauernden Berührung zwischen der Tastvorrichtung und dem Werkstück an der Welle des schwenkbar in einem Träger gelagerten Tasters ein weiterer Arm vorgesehen, der an seinem freien Ende eine Rolle trägt, welche unter Federvorspannung auf einer am Umfang des Schleiftisches vorgesehenen, kreisförmigen Führungsbahn läuft. Diese Führungsbahn ist längs des größten Teils des Umfangs eben gestaltet und am übrigen ^Teil mit einer Vertiefung versehen. Wenn die Rolle in diese Vertiefung gelangt, kommt der Taster in Berührung mit den Werkstücken. Auf der gleichen Welle ist noch ein weiterer Arm befestigt, der bei Erreichen des Endmaßes der Werkstücke einen Kontakt schließt und damit den Vorschub der Schleifmaschine unterbricht. Bei dieser bekannten Einrichtung wird nur das gewünschte Endmaß, d. h. die Breite des Lagerringes, gemessen und der Vorschub der Schleifmaschine bei Erreichen dieses Endmaßes unterbrochen, es wird jedoch in keiner Weise gewährleistet, daß darüber hinaus eine im Lagerring befindliche ringförmige Nut oder Rille eine genau definierte Lage in bezug auf die Seitenflächen des Lagerringes hat.

Weiterhin ist eine Meßeinrichtung für eine Schleifmaschine zur Bearbeitung der Laufbahn von in einem Futter eingespannten Rillenkugellager-Außenringen bekannt, die aus einem an einem Ende einer Spindel schwenkbar angeordneten Taster besteht, der an der zu bearbeitenden Fläche stetig zur Anlage kommt (US-PS 16 62 213). Am anderen Ende der in Umfangsrichtung unter Federvorspannung stehenden Spindel greift der Taststift eines Meßindikators an, auf dessen Skala der jeweilige Durchmesser der zu bearbeitenden Laufbahn angezeigt wird. Diese Anordnung dient lediglich zur Anzeige des Durchmessermaßes und nicht zum automatischen Steuern der Feinbearbeitung der Stirnseiten von mit einer Laufbahnrille o. dgl. versehenen Lagerringen.

Schließlich ist noch ein mit zwei Feinzeigern ausgerüstetes Gerät zum Messen der Laufbahn — und Bodenbreite von Rollenlagerringen während der Bearbeitung bekannt, bei dem jeder Feinzeiger einen beweglichen und einen Festpunkttaster besitzt und die Festpunkttaster beider Feinzeiger zu einem einzigen vereinigt sind, wobei zur Erzielung fortlaufender Maßanzeigen an dem Werkstück der gemeinsame Festpunkttaster dauernd durch Federkraft in Anlage auf der Innenfläche des einen Ringbordes gehalten wird (DT-PS 5 75 979). Hierbei handelt es sich wiederum nur um ein Anzeigegerät und nicht um eine Steuereinrichtung und darüber hinaus um ein Gerät, das bei der

Bearbeitung der Innenflächen von Borden der in einem Futter eingespannten Rollenlagerringen und nicht der Stirnseiten von Wälzlagerringen eingesetzt wird. Bei den hier zu bearbeitenden Rollenlagerringen ist die Breite des Lagerrings, d. h. sind die Stirnflächen, bereits fertig bearbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen mit in der Bohrungs- oder Mantelfläche angeordneten Laufbahnen zu schaffen, die in wirtschaftlicher Weise eine planparallele und maßgerechte Bearbeitung der Stirnseiten gestattet wobei die genaue Lage der Laufbahn zu den Stirnseiten gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Meßsteuereinrichtung is der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Laufbahn des um seine Achse durch den drehantreibbaren Tisch rotierenden Wälzlagerringes ein rotationssymmetrischer Meßkörper anliegt, der an einem in bezug auf den Wälzlagerring axial beweglichen Tastarm befestigt ist, und daß der an der Stirnseite des Wälzlagerrings während des Schleifvorgangs stetig anliegende Meßtaster über seinen axial beweglichen Arm und über den axial beweglichen Tastarm des Meßkörpers sowie über einen mit den Armen verbundenen Feintaster mil dem Meßkörper in Wirkverbindung steht.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Stirnseiten von Wälzlagerringen in Abhängigkeit von der Lage der Laufbahn genau parallel geschliffen Jo werden, wobei, etwa bei Rillenkugellagern, ein Rillenversatz ausgeschlossen ist. Durch die Wirkverbindung zwischen dem in der Laufbahn des Wälzlagerringes anliegenden Meßkörper und dem die Stirnseite des Wälzlagerringes berührenden Taster wird der Bearbeitungsvorgang durch eine geeignete Steuerung dann abgebrochen, wenn die bearbeitende Stirnseite einen definierten Abstand von der Mitte der Laufbahn erreicht hat Der in der Laufbahn anliegende Meßkörper kann beispielsweise eine Kugel oder auch eine zylindrische Scheibe sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind der Tastarm ur,d der Arm an je einem Federparallelogramm aufgehängt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Tastarm in bezug zum Wälzlagerring in im wesentlichen radialer Richtung schwenkbar am entsprechenden Federparallelogramm aufgehängt ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Feintaster- an einem der beiden Federparallelogramme angeordnet, während an dem anderen Federparallelogramm eine dem Feintaster gegenüberliegende Stellschraube vorgesehen ist. Der Feintaster kann dabei von pneumatischer, mechanischer oder induktiver Bauart sein. Mit der Stellschraube wird der gewünschte Abstand der Stirnfläche von der Laufbahnmitte eingestellt, bei dem die Zustellung der Schleifmaschine abgebrochen werden soll.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt «> ist. Diese zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansjcht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht in Richtung A der Fig. 1, hi

Fig. 3 eine schematische Teilansicht in Richtung B der F i g. 1 und

Fig.4 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des in F i g. 3 näher gezeigten Meßkörpers.

Der zu schleifende Lagerring 1 eines Radial-Rülenkugellagers ist mit einer Stirnseite auf einem rotierenden Tisch 2 magnetisch oder in anderer geeigneter Weise aufgenommen. Ein zylindrischer Meßkörper 3 liegt in der Laufbahn 4 des Lagerrings 1 an, während die zu schleifende Stirnseite 5 des Lagerrings 1 von einem Taster 6 berührt wird.

Der Meßkörper 3 ist an einem Tastarm 7 befestigt, welcher in bezug auf den Lagerring 1 in axialer Richtung beweglich an einem Federparallelogramm 8 aufgehängt ist. Im Verbindungsstück 9 des Federparallelogramms 8 mit dem Tastarm 7 ist ein pneumatischer Feintaster 10 angeordnet.

Der Taster 6 ist ebenfalls an einem Arm 11 befestigt, der in axialer Richtung beweglich an einem Federparallelogramm 12 aufgehängt ist. Der Arm 11 ist mit einer Stellschraube 13 ausgerüstet. Diese ist im Verbindungsstück 14, das das Federparallelogramm 12 mit dem Arm H starr verbindet, koaxial zum Feintaster 10 eingeschraubt und liegt diesem gegenüber.

Die beiden Federparallelogramme 8 und 12 sind an einer Platte 15 befestigt. Diese ist mit einer Kolbenstange 16 verbunden, welche in einem Zylinder 17 parallel zur Achse des Lagerrings 1 verschiebbar ist. Über der Platte 15 sind zwei Endschalter 18 und 19 angebracht, die durch eine Steuerfahne 20 an der Platte 15 betätigt werden.

Zur Einstellung der Meßkraft des Tasters 6 dient eine Einstellvorrichtung 21. Diese besteht aus einer in eine Nut 22 des Verbindungsstücks 14 eingreifende Blattfeder 23, die an einem Bolzen 24 befestigt ist. Der Bolzen 24 kann über eine Stellschraube 25 von außen um seine senkrecht auf der Zeichenebene stehende Drehachse verdreht werden. Auf diese Weise wird die Spannung der Blattfeder 23 verändert und damit die Meßkraft des Tasters 6 reguliert. Die gleiche Einstellvorrichtung 21 ist auch — in einer anderen Ebene — an der Aufhängung des Tastarms 7 vorgesehen.

Zur Begrenzung der Axialbewegung des Federparallelogramms 8 mit dem daran hängenden Tastarm 7 dient eine Stellschraube 26, die in eine Keilnut 27 des Verbindungsstückes 9 eingreift. In Abhängigkeit von der Eindringtiefe der Spitze der Stellschraube 26 in die Keilnut 27 kann die axiale Begrenzung festgelegt werden. Die gleiche Einstellmöglichkeit besteht auch am benachbarten Federparallelogramm 12; dort ist ebenfalls — in einer anderen, nicht gezeichneten Ebene — eine derartige Stellschraube 26 angeordnet.

Wie aus Fig.2 hervorgeht, ist der Tastarm 7 am Federparallelogramm 8 in einem Federkreuzgelenk 27 aufgehängt und auf diese Weise in bezug auf den Lagerring 1 radial schwenkbar. In Arbeitsstellung wird der Tastarm 7 mit dem daran angeordneten Meßkörper 3 durch Federdruck in die Laufrille 4 gedrückt (in Fi g. 2 mit durchgehenden Linien angedeutet). Im Abstand s vom Tastarm 7 in dessen Arbeitsstellung ist ein Abhebezylinder 28 angeordnet, dessen Kolbenstange 29 über Steuerfahnen 30 und 31 mit Endschaltern 32 unu 33 zusammenwirkt.

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:

Nachdem der Lagerring 1 auf dem Tisch 2 aufgespannt ist, wird die gesamte, an der Platte 15 aufgehängte Vorrichtung über den Zylinder 17 in Meßstellung gefahren. In der Endlage betätigt die Steuerfahne 20 den Endschalter 18. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Steuerfahne 30 noch unter dem Endschalter 32, wodurch der Tastarm 7 von der

Kolbenstange 29 in der gestrichelt dargestellten Lage gehalten wird. Über den Endschalter 18 wird der Kolbenstange 29 das Signal erteilt, den wartenden Tastarm 7 zur Zentrierung freizugeben. Hierzu zieht sich die Kolbenstange 29 zurück, so daß der Tastarm 7 mit dem Meßtaster 3 in die Laufbahn 4 eingreift. Um zu gewährleisten, daß die nicht weiter dargestellte Schleifscheibe erst dann zugestellt wird, wenn sich der Meßkörper 3 in der Laufbahn 4 angelegt hat, legt die Kolbenstange 29 anschließend noch einen zusätzlichen Weg s zurück und betätigt in der Endstellung mit der Steuerfahne 31 den Endschalter 33, der die Schleifscheibenzustellung auslöst.

In Arbeitsstellung ist, wie bereits erwähnt, der zylindrische Meßkörper 3 durch Federdruck in die '5 Laufbahn 4 gedruckt. Der Meßkörper 3, der aufgrund der Aufhängung im Federparallelogramm 8 in bezug auf den Lagerring 1 axial beweglich ist, zentriert sich dabei so in der Laufbahn 4, daß die Verbindungslinie der beiden Berührungspunkte zwischen dem Meßkörper 3 und der Laufbahn 4 die Sehne eines Kreises bilden (F i g. 3), womit auch die Mitte der Laufbahn 4 bekannt ist. Nachdem der Meßkörper 3 in der beschriebenen Weise die Lage der Laufbahn 4 fixiert hat, bildet dieser die Basis zur Messung des Abstandes a der zu schleifenden Stirnseite 5 von der Mitte der Laufbahn 4. Zur Messung des Abstandes a selbst dient der Taster 6, der unter Meßkraft an der Stirnseite 5 anliegt.

Beim Schleifvorgang wird von der Stirnseite 5 Werkstoff abgetragen. Die Werkstoffabnahme wird über den Taster 6 überwacht, so daß bei Erreichen einzelner Meßpunkte unterschiedliche Vorschübe der Schleifscheibe eingeschaltet und bei Erreichen des Ist-Maßes a der Vorschub abgeschaltet werden können. Das gewünschte Soll-Maß für die Werkstoffabnahme kann durch die Stellschraube 13 eingestellt werden, deren zum Feintaster 10 gerichtete Stirnfläche als Prallplatte dient. Während des Meßvorganges strömt Luft durch den pneumatischen Feintaster 10 gegen die genannte Prallplatte, und der an dieser Stelle herrschende Druck, der in einem mit dem Feintaster 10 verbundenen Anzeigegerät festgestellt werden kann, ist ein Maß für den Abstand a.

Wenn der Abstand a sein Soll-Maß erreicht hat, wird der Vorschub der Schleifscheibe abgeschaltet. Dies kann sowohl manuell als auch durch eine mit dem Feintaster 10 verbundene Einrichtung automatisch erfolgen. Der Abhebezylinder 28 hebt nun mittels der Kolbenstange 29 den Tastarm 7 aus der Laufbahn 4 und betätigt den Endschalter 32, wodurch das Signal zum Ausfahren der gesamten Meßvorrichtung gegeben wird. Nach Betätigung des Endschalters 19 durch die Steuerfahnc 20 ist der Arbeitszyklus beendet.

Im Anschluß an den beschriebenen Bearbeitungsvorgang der einen Stirnseite 5 des Lagerringes 1 wird die andere Stirnseite in der gleichen Weise bearbeitet. Hierzu wird der Lagerring 1 entweder um 180° gedreht auf dem Tisch 2 aufgespannt oder in einer nachfolgenden Vorrichtung derselben Bauart an der anderen Stirnseite bearbeitet.

Wie Fig.4 zeigt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Bearbeitung von Lagerringen 1 für Zylinderrollenlager. Für diesen Anwendungsfall muß lediglich der zylindrische Meßkörper 3 durch einen teilkonischen Meßkörper 3' ausgetauscht werden, dessen konisches Ende in die Laufbahn 4 des Lagerringes 1 ragt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ändert sich hierbei nicht.

Weiter ist es auch möglich, den Meßkörper 3 kugelförmig zu gestalten.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann statt des pneumatischen Feintasters 10 auch ein mechanischer oder induktiver Feintaster Verwendung finden. Außerdem liegt es im Rahmen des Erfindungsgedankens, den Feintaster 10 und die Stellschraube 13 umgekehrt einzubauen, d. h. den Feintaster 10 in das Verbindungsstück 14 und die Stellschraube 13 in das Verbindungsstück 9.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Zustellung von Schleifscheiben oder ähnlichen Werkzeugen zur Feinbearbeitung in Abhängigkeit vom Abstand der Stirnseite 5 von der Mitte der Laufbahn 4 bei Lagerringen in einfacher Weise gesteuert. Damit ist die Vorrichtung auch zum Einsatz in einer Fließfertigung geeignet. Die Vorrichtung ist leicht einzustellen ermöglicht eine sehr große Meßgenauigkeit und isl unempfindlich gegen Schleifwasser und Schleifstaub Die Gefahr einer Beschädigung der Laufbahn 4 durch den während der Bearbeitung darin gleitenden Meßkörper 3 ist nicht gegeben, weil im Anschluß an die Bearbeitung der beiden Stirnseiten 5 die Laufbahn 4 feinbearbeitet wird.

Bei entsprechender Modifizierung der Vorrichtung können mit dieser anstatt Innenringe auch Außenringe bearbeitet werden. Hierzu müssen nur die Anpreßkrafl des Tastarms 7 und die Wirkungsrichtung des Abhebezylinders 28 umgekehrt werden.

Es ist schließlich auch möglich, mit einer geringfügig abgeänderten Vorrichtung die Stirnseiten von Wälzlagerringen in Abhängigkeit von einer außermittig liegenden Bezugsebene, beispielsweise der achsnormalen Seitenwand einer Ringnut für die Aufnahme von Sicherungsringen, zu bearbeiten. Für dieser Anwendungsfall kann der Meßkörper eine andere geeignete Form annehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen, die stirnseitig auf einem drehantreibbaren Tisch der Maschine aufgespannt sind, wobei an der zu bearbeitenden Stirnseite der Wälzlagerrinne ein Meßtaster angreift, der an einem in bezug auf die Wälzlagerringe axial beweglichen Arm angebracht ι ο ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Laufbahn (4) des um seine Achse durch den drehantreibbaren Tisch (2) rotierenden Wälzlagerringes (5) ein rotationssymmetrischer Meßkörper (3) anliegt, der an einem in Bezug auf den Wälzlagerring

(I) axial beweglichen Tastarm (7; befestigt ist. und daß der an der Stirnseite (S) des Wälzlagerringes (1) während des Schleifvorganges stetig anliegende Meßtaster (6) über seinen axial beweglichen Arm

(II) und über den axial beweglichen Tastarm (7) des Meßkörpers (3) sowie über einen mit den Armen (7, 11) verbundenen Feintaster (10) mit dem Meßkörper (3) in Wirkverbindung steht.

2. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastarm (7) und der Arm (11) an je einem Federparallelogramm (12, 8) aufgehängt sind.

3. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feintaster (10) an einem der Federparallelogramme (8) angeordnet ist, während an dem anderen Federparallelogramm (13) eine dem Feintaster (10) gegenüberliegende Stellschraube (13) vorgesehen ist.

4. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastarm (7) in bezug zum Wälzlagerring (1) in im wesentlichen radialer Richtung schwenkbar am Federparallelogramm (8) aufgehängt ist.

5. Meßsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zur Einstellung der Meßkraft des Tasters (6) und/oder des Tastarms (7) dienende Einstellvorrichtung (21), bestehend aus einer an einem durch eine Stellschraube (25) verstellbaren Bolzen (24) befestigten Blattfeder (23), die mit ihrem freien Ende in eine Nut (22) eines Verbindungsstücks (9,14) eingreift, das mit dem Federparallelogramm (8,12) verbunden und an dem der Arm (11) bzw. der Tastarm (7) befestigt ist.