DE2432856B2 - Vorrichtung zum profilieren einer schleifscheibe mittels eines diamanten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Profilieren der Ringfläche einer Schleifscheibe mittels eines Diamanten, mit einer in einem Gehäuse um eine tangential zu der Schleifscheibe verlaufende Achse spielfrei gelagerten Spindel, die durch eine Stellvorrichtung um einen vorbestimmten Winkelwert in beiden Drehsinnen verdrehbar ist und deren Gehäuse kippbar um eine der Drehachse der Schleifscheibe parallele Achse und verschiebbar quer zu der Drehachse der Schleifscheibe an einem Träger befestigt ist, wobei die Spindel an ihrem der Schleifscheibe zugewandten Ende einen Winkelstückträger für den Diamanten trägt.

Bei einer aus der DT-OS 15 02 354 bekannten Vorrichtung dieser Art ist das Gehäuse der Spindel mittels eines in einer entsprechenden Bohrung des Trägers geführten zylindrischen Schwenkzapfens an dem Träger schwenkbar gelagert, während der Träger selbst mittels eines Schwenkbolzens schwenkbar an einem feststehenden Maschinenteil gelagert ist.

Bei der Profilierung von Schleifscheiben, die zur Bearbeitung von Präzisionswerkstücken höchster Genauigkeit, wie etwa der inneren Lauffläche von Kugellageraußenringen bestimmt sind, werden an die Genauigkeit der Einstellung des Diamanten bezüglich der Schleifscheibe hohe Anforderungen gestellt, denen die bekannte Vorrichtung nicht genügt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrich- (& tung zum Profilieren von Schleifscheiben mittels eines Diamanten zu schaffen, die eine Feinverstellung des Diamanten mit hoher Präzision gegenüber der Schleifscheibe gestattet und sich dabei dennoch durch große Steifigkeit der Halterung des Diamanten auszeichnet, wie es zur Erzielung präziser gleichmäßiger Schleifscheibenprofilformen erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Spindel an dem Träger mittels einer U-förmigen Feder großer Steifigkeit und der Winkelstückträger mittels einer weiteren U-förmigen Feder großer Steifigkeit an der Spindel befestigt ist und daß die beiden U-förmigen Federn jeweils mittels einer Feingewindestellelemente aufweisenden Feineir.stelivorrichtung verstellbar sind und zwischen den Feingewindestellelementen der dem Winkelstuckträger zugeordneien Feineinstellvorrichtung und deren entsprechender U-förmiger Feder ein schwenkbar gelagerter Untersetzungshebel angeordnet ist.

Die U-förmigen Federn großer Steifigkeit mit den zugeordneten Feineinstellvorrichtungen gestatten es, den Diamanten äußerst feinfühlig bezüglich der Schleifscheibe zu verstellen und damit Maßabweichungen der Schleifscheibe sowie des später damit zu bearbeitenden Werkstückes zu korrigieren, während andererseits der Krümmungsradius der Schleifscheibe in gleich präziser Weise exakt maßhaltig eingestellt werden kann. Darüber hinaus wird durch die spezielle Art der Halterung des Diamanten eine große Steifigkeit der ganzen Vorrichtung bewirkt, wobei Spielfreiheil gewährleistet ist. weil die Federn unter Vorspannung gesetzt sind. Beim Profilieren der Schleifscheibe werden die von der Schleifscheibe über den Diamanten übertragenen Tangentialkräfte positiv abgestützt, so daß stets eine prä/.ise spielfreie Halterung de·, Diamanten gegeben ist.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im axialen Längsschnitt, in einer Seitenansicht und

F i g. 2 die Vorrichtung nach F i g. 1 in einer Ansicht längs der Linie A-B der F ig. 1.

In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Profilieren einer Schleifscheibe dargestellt, die eine schwenkbare Einheit großer Steifigkeit und großer Genauigkeit aufweist, weil sie aus einem zylindrischen Rohr 1 als Gehäuse und zwei Ringschräglagern 2 hoher Präzision besteht, die einander gegenüberliegend unter Vorspannung eingebaut, eine Zentrierung und Schwenklagerung ohne axiales und radiales Spiel einer Hohlwelle 3 gewährleisten.

Die neue Vorrichtung weist außerdem eine Stellvorrichtung für den Diamanten auf, die aus einem an sich bekannten, drehbar gelagerten hydraulischen Zylinder 4 oder einer anderen mechanischen Einrichtung besteht, die hinter der schwenkbaren Einheit angeordnet ist.

Der drehbare hydraulische Zylinder 4 verfügt über eine Zentrierhülse 5, die auf die Hohlwelle 3 aufgekeilt ist und als Kolben dient; mit der Zentrierhülse 5 ist mittels eines Zylinderstiftes 7 und nicht dargestellter Schrauben ein beweglicher Ringsektor 6 starr verbunden, während mit dem Gehäuseteil 9 des Zylinders mittels eines Zylinderstiftes 10 und einer Schraube 11 ein Ringsektor 8 starr verbunden ist. Ein vorderer Deckel 12 und ein hinterer Deckel 13, die den umlaufenden Zylinder 4 abschließen, bewirken die Zentrierung und Halterung des Zylinders an der schwenkbaren Einheit mittels Schrauben 14, wobei die Abdichtung durch Ringdichtungen 15 der beiden Deckel gewährleistet ist.

An dem hinteren Deckel 13 sind Endanschläge 16,17 angeordnet, die symmetrisch zueinander auf einem Halbumfang angeordnet sind und die entsprechend ihrer jeweiligen Einstellung den Drehwinkel der Vorrichtung gemeinsam mit einem Anschlag 18 begrenzen, welcher auf ;inem Träger 19 angeordnet ist.

der seinerseits starr mit einer Büchse 20 verbunden ist, die mit der Hohlwelle 3 verkeilt ist. Der Anschlag 18 wirkt im einen Drehsinne als Drehbegrenzung mit dem Endanschlag 16 und im anderen Drehsinne ebenfalls als Drehbegrenzung mit dem Endanschlag 17 zusammen. Der obere Teil des Trägers 19, der mit Annäherungsfühlern 21, 22 (F i g. 2) zusammenwirkt, erlaubt diesen die Auslösung von Elektroventilen, welche die Druckbeaufschlagung oder den Ölablaß aus den Zylinderkammem des drehbaren, hydraulischen Zylinders 4 gestatten, die zu beiden Seiten des beweglichen Rir.gsektors 6 und des festen Ringsektors 8 ausgebildet sind.

Die Vorrichtung weist außerdem einen Mechanismus zur Korrektur des Krümmungsradius der Schleifscheibe auf, die die zweckmäßige Einstellung und Halterung des '5 Schneiddiamanten mittels einer verformbaren, massiven. U-förmigen Feder gestattet, wobei im Inneren des sich drehenden Teiles der eigentliche FeinstellmechanisiTjus für den Krümmungsradius der Schleifscheibe in der Schwenkachse angeordnet ist.

Auf der Hohlwelle 3 ist ohne Spiel mittels einer ihrerseits auf der Hohlwelle 3 zentrierten Zentrierhülse 23, mittels einer Schraube 24 fixiert, eine Zwischenplatte 25 angeordnet, auf deren Vorderseite eine verformbare. U-förmige Feder 26 sitzt.

Die verformbare, U-förmige Feder 26, deren Gestalt durch entsprechende Bearbeitung eines breiten massiven Teils geschaffen wurde und ihr eine große Steifigkeit verleiht, weist einen schmaleren Te^;l 26.·; auf. welcher zwei Arme 26b, 26c miteinander verbindet, von denen der eine freie Arm 26b als Hebelann dient und au! seiner seitlichen Außenflache die Befestigung eines Trägerwinkelstückes 27 für die Halterung des Diamanten 28 mittels Schrauben 29 gestaltet, während der andere Arm 26c als Befesligungsplaite wirkt und die Befestigung der derart ausgebildeten U-förmigen Feder mittels Schrauben 30 an der Zwischenplatte 25 ermöglicht; er bildet gleichzeitig den Abschluß eines Hohlraumes der Zwischenplatte 25, die auf diese Weise dicht verschlossen ist.

Die Grobeinstellung des Krümmungsradius wird durch eine Querverstellung des Winkelstückträgers 27 bewirkt, der durch einen Paßkeil 30,·? geführt ist, welcher seinerseits an dem Arm 26b der U-förmigen Feder 26 befestigt ist. Entsprechende in der Fig. 1 nicht dargestellte freie Räume zu beiden Seiten der Belestigungsschrauben 29 ermöglichen diese Einstellung. Die Feineinstell- oder Korrektureinrichtung für den Krümmungsradius der Schleifscheibe ist durch einen mit einer Differentialgewindespindel ausgerüsteten Mechanismus gebildet, der handbetätigt ist und auf ein Ende eines Untersetzungshebels wirkt, sowie über einen an diesem in der Nähe des Drehpunktes angeordneten Anschlag, welcher geringe, von dem Mechanismus eingeführte Verstelibewegungen überträgt, es gestattet, die Vorspannung aufrechtzuerhalten und ohne jegliches Spiel den Krümmungsradius durch entsprechende Verformung der U-förmigen Feder fein einzustellen.

Der mit einer Differentialgewindespindel arbeitende, auf einer Schwenkachse sitzende Mechanismus weist eine Steuerwelle 31 auf, die an einem Ende 31a geführt und mittels eines rechtsgängigen Außengewindes ρ in einen vorderen Innenteil 3a der Hohlwelle 3 eingeschraubt ist. Das andere Ende 31b der Steuerwelle 31 ist in dem hinteren Innenteil 3b der Hohlwelle 3 geführt; außerhalb der Hohlwelle 3 kann ein gerändelter Knopf 32 aufgesetzt sein, der verkeilt und durch eine Schraube fixiert zur Handverstellung dient. Außerdem verfügt der Mechanismus über eine Schubstange 33, die mit ihrem Mittelteil 33a in dem vorderen Innenteil 3a der Hohlwelle 3 geführt und mit einem hinteren rechtsgängigen Außengewinde mit einer Steigung p'<p in die Gewindeausnehmung der Steuerwelle 31 eingeschraubt ist. Der Vorderteil 33c der Schubstange 33 ragt durch die Zentrierbüchse 23 hindurch und ist mit seiner abgerundeten Stirnfläche auf dem Untersetzungshebel 34 abgestützt.

Die Schubstange 33 und die Zentrierbüchse 23 sind durch einen in die Zwischenplatte 25 eingefügten Zylinderstift 35 drehfest gehalten. Der Mechanismus wird durch den Untersetzungshebel 34 vervollständigt, der als Schwenkachse eine Büchse 36 aufweist, die in die Zwischenplatte 25 eingefügt ist. Das in einem Abstand L von der Schwenkachse befindliche Ende 34a des Untersetzungshebels 34 wird um p — p' bei der Verdrehung des Rändelknopfes 32 um eine Umdrehung unter der Wirkung des DiI! jrenüalspindelmechanismus verstellt. Der Untersetzungshebel 34 gestattet es. über einen eingepreßten Anschlag 37, der in einem Abstand / näher an seiner Schwenkachse 36 sitzt, eine geringe Verstellung der Größe (ρ — ρ) χ IlL eines Anschlages 38 /u erzielen, welcher an dem Hebel 26£> de; U-förmigen Feder 26 befestigt ist. Dieser Federarm 26b wird dadurch verschwenkt, wobei er den an ihm befestigten Winkelstückträger 27 des Diamanten mitnimmt. Auf diese Weise wird die Spitze des Diamanten 28 bezüglich der Drehachse XV um einen sehr kleinen Betrag verstellt, womit der Krümmungsradius mit hoher Präzision korrigiert wird.

Der Arm 26b der U-förmigen Feder 26 übt. da er unter Vorspannung gehalten ist. eine Druckkraft auf den Anschlag 37 des entsprechenden Hebelarmes des Uniersetzungshebels 34 aus. welcher seinerseits auf die Schubstange 33 einwirkt; auf diese Weise wird in dem Differentialspindelmechanismus etwa vorhandenes Spiel ausgeschaltet, während die U-förmige Feder 26 gespannt wird, so daß sie sich unter der Einwirkung der Tangentialkraft der Schleifscheibe nicht verformen kann, die über den Diamanten beim Abrichten übertragen wird.

Der Feineinstellmechanismus für den Krümmungsradius ist gegen das Eindringen von Kühlflüssigkeit oder Schleifstaub durch Ringdichtungen 39, 40, 41, geschützt, die das Innere 3a der Hohlwelle 3 sowie die Ausnehmung der Zwischenplatte 25 vollständig abdichten.

Auf dem Rändelknopf 32 ist mittels einer Schraube ein Ring 44 gehaltert und fixiert, dessen konische Außenumfangsfläche 44a in 25 Teilstriche (Fig. 2) unterteilt ist, von denen jeder Teilstrich einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Krümmungsradius um 0,005 mm entspricht. Die mit der Hohlwelle 3 fest verbundene Büchse 20 irägt auf ihrer Außenumfangsfläche längs einer Erzeugenden eine Maßeinteilung mit Teilstrichen (Fig. 2), von denen jeder Teilstrich 0,125 mm entspricht.

Die neue Vorrichtung weist schließlich noch einen Mechanismus zur Korrektur der Durchmesser-Maßabweichung der Lauffläche auf. Über diesen Mechanismus ist die Vorrichtung an einem Träger 46 mittels einer U-förmigen Feder 45 befestigt, wobei an dem Träger die mit der Vorrichtung verbundene eigentliche Feineinstellvorrichtung angeordnet ist, die über einen Differentialspindelmechanismus es gestattet, die U-förmige Feder 45 unter Spannung zu setzen und die sich auf

der Laufbahn des Wälzlagers ergebende Sollmaßabweichung exakt und spielfrei durch Verformung der U-förmigen Feder auszugleichen, wobei diese Verformung eine geringfügige Querverstellung der Vorrichtung und genauer der Drehachse XY des Diamanien sowie der ganzen schwenkbaren Einheit bezüglich der Drehachse Oder Schleifscheibe ergibt.

Die U-förmige Feder 45, deren durch entsprechende Bearbeitung eines sehr breiten massiven Teils erhaltene Gestalt ihr eine große Steifigkeit verleilu, weist einen schmäleren und deformierbaren Teil 45a auf. der zwei Arme 45£>, 45c miteinander verbindet, von denen der Arm 45b als Befestigungsplatte dient und in einer Längsnut des Trägers 46 mittels Schrauben 47 befestigt ist. Der andere Arm 45c, der langer ist, ist mit seinem Ende über einen Unterlegklotz 48 und eine Schraube 49 an dem Träger 46 befestigt; er wirkt somit als Blattfeder und bewirkt die Halterung der Vorrichtung über das Gehäuse 9 des drehbaren hydraulischen Zylinders 4, welcher in Längsrichtung dadurch festgelegt ist, daß sein Oberteil über die Breite des Armes 45c ausgenommen ist, während die Fixierung in der Querrichtung durch einen Keil 50 erfolgt und die starre Befestigung mittels Schrauben 51 geschieht, deren Kopf frei durch den Arm45chindurchgeht.

Der Differentialspindelmechanismus zur Nachstellung der Maßabweichung ist auf einer rechtwinklig zur Schwenkachse XTder Vorrichtung verlaufenden Achse angeordnet. Er weist eine zylindrische Büchse 52 auf. welche den Träger 46 durchdringt und an diesem mittels eines äußeren Ringflansches 52a und Schrauben 53 befestigt ist. In die zylindrische Büchse 52 ist eine Einstellwelle 54, welche an ihrem vorderen Ende ein rechtsgängiges Außengewinde der Steigung p\ aufweist, eingeschraubt, wobei die Einstellwelle 54 im Bereiche ihres größten Durchmessers geführt ist und mit ihrem hinteren Teil aus der zylinc'- ;schen Büchse 52 vorragt. Auf den vorragenden hinteren Teil ist ein Rändelknopf 55 aufgesetzt, der mit der Einstellwelle 54 verkeilt und durch eine Schraube fixiert ist sowie zur Handnachstellung dient. Der Mechanismus verfügt außerdem über eine Schubstange 56, die aus zwei Halbwellen 57, 58 besteht, welche mittels eines Zylinderstiftes 59 gelenkig miteinander verbunden und stirnseitig zweckentsprechend ausgebildet sind. Die vordere Halbwelle 57, die an ihrem anderen Ende ein rechtsgängiges Gewinde der Steigung p2<p\ trägt, ist in eine Gewindebohrung der Einstellwelle 54 eingeschraubt, während die hintere Halbwelle 58 mit ihrem ein Gewinde tragenden anderen Ende an dem zylindrischen Gehäuse 1 der schwenkbaren Einheit befestigt ist, womit die Vorrichtung mit dem Nachstellmechanismus für die Maßabweichung verbunden ist

Die Schubstange 56, die durch einen an der zylindrischen Büchse 52 befestigten Zylinderstift 60 drehfest gehalten ist, wird durch den Zylinderstift 60 außerdem derart gehaltert daß der die beiden Halbachsen 57, 58 miteinander verbindende Zylinderstift 59 ebenfalls rechtwinklig zur Drehachse XV de Diamantenträgers verläuft, um damit der Halbachse 5 die notwendige Winkclbeweglichkeit zu geben un damit die ordnungsgemäße Funktion zu gewährleistet ohne daß die Gefahr besteht, daß die Schubstange 5' sich verklemmt. Bei einer Umdrehung des Rändelknop fes 55 wird durch die in einem Abstand L 1 von dr Achse des deformierbaren Teiles 45a der U-förmige Feder 45 befindliche Schubstange 56 in dere Achsrichtung die Vorrichtung um einen kleinen Bctraj (p\ - p2) verstellt, womit in der Höhe des Diamanten 2ί der in einem Abstand A. 2 von der Achse de defo.-mierbaren Teiles 45a der U-förmigen Feder 4 angeordnet ist, die Drehachse XY der schwenkbare: Einheit in der Querrichtung um einen Wer

(p\-p2)x -»*- bezüglich der Drehachse O de

Schleifscheibe verstellt wird; dadurch werden mit hohe Genauigkeit der Durchmesser der Schleifscheibe um demgemäß die Maßabweichung korrigiert.

Die U-förmige Feder 45 wird durch den Mechanisms zur Korrektur der Schnittabweichung, der auf die ar dem Arm 45c der Feder 45 befestigte Vorrichtung einwirkt, vorgespannt, wodurch infolge der entspre chenden Verformung jegliches Spiel in dem Differen tialspindelmechanismus eliminiert und der U-förmigen Feder 45 eine zusätzliche Spannung erteilt wird, so daP die Feder unter der Einwirkung der von dei Schleifscheibe über den Diamanten 28 auf die Abrichtvorrichtung während der Bearbeitung übertra genen Tangentialkraft nicht verformt werden kann.

Der Korrekturmechanismus für die Maßabweichung ist gegen das Eindringen von Kuhlflüssigkeit unt: Schleifstaub durch zweckentsprechende Ausbildung und Anordnung von Ringdichlungen 61,62 abgedichtet die das Innere der zylindrischen Büchse 52 abdichten Auf dem Rändelknopf 55 ist ein Ring 64 gehaltert unc mittels einer Schraube 63 fixiert, der auf seiner konischen Außenumfangsfläche 64a eine Maßeinteilung von 42 Teilstrichen enthält, von welchen jeder einen: Vorschub oder einer Rückbewegung des Diamanten un 0.01 mm bezüglich der Drehachse der Schleifscheibe entspricht, während der Ringflansch 52a der zylindri sehen Büchse 52 an seiner Außenumfangsfläche läng' einer Erzeugenden eine Unterteilung in 3 Teilstriche trägt, von denen jeder Teilstrich 0.42 mm entspricht.

Die Grobeinstellung des Durchmessers der Schleif scheibe geschieht durch entsprechende Querverstellung des Trägers 46 bezüglich der Drehachse der Schleif scheibe. Ein an der Maschine vorgesehener verstellba rer Anschlag gestattet diese Grobeinstellung.

Die Handverstellung der Einrichtungen zum Einre geln des Krümmungsradius und zur Korrektur dei Maßabweichung kann auch durch eine automatische Steuervorrichtung ersetzt werden, die mit einerr Klinkenrad, einem Schrittmotor oder anderen an sicr bekannten Mitteln arbeitet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Profilieren der Ringfläche einer Schleifscheibe mittels eines Diamanten, mit einer in einem Gehäuse um eine tangential zu der Schleifscheibe verlaufende Achse spielfrei gelagerten Spindel, die durch eine Stellvorrichtung um einen vorbestimmten Winkelwert in beiden Drehsinnen verdrehbar ist und deren Gehäuse kippbar um eine to der Drehachse der Schleifscheibe parallele Achse und verschiebbar quer zu der Drehachse der Schleifscheibe an einem Träger befestigt ist, wobei die Spindel an ihrem der Schleifscheibe zugewandten Ende einen Winkelstückträger für den Diamanten trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) der Spindel (3) an dem Träger (46) mittels einer U-förmigen Feder (45) großer Steifigkeit und der Winkelstückträger (27) mittels einer weiteren U-förmigen Feder (26) g oßer Steifigkeit an der Spindel (3) befestigt ist und daß die beiden U-förmigen Federn (45, 26) jeweils mittels einer Feingewindestellelemente (52, 57; 31,33) aufweisende Feineinstellvorrichtung (55 bzw. 32) verstellbar sind und zwischen den Feingewindestellelementen (31, 33) der dem Winkelstückträger (27) zugeordneten Feiiieinstellvorrichtung und deren entsprechender U-förmiger Feder (26) ein schwenkbar gelagerter Untcrsetzungshebel (34) angeordnet ist.

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