DE2432856C3 - Vorrichtung zum Profilieren einer Schleifscheibe mittels eines Diamanten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Profilieren der Ringflächc 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 Winkelwcri in beiden Drehsinnen verdrehbar ist und deren Gehäuse kippbar um eine der Drehachse der Schleifscheibe parallele Achse und verschiebbar quer /u der Drehachse der Schleifscheibe an einem Träger befestigt ist. wobei dh Spindel an ihrem der Schleifscheibe zugewandten Ende einen Winkelstückträger für den Diamanten trügt.

Bei einer aus der DE-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 dom Träger schwenkbar gelagert, während der Träger selbst mittels eines Schwcnkbolzcns schwenkbar an einem feststehenden Maschinenteil gelagert ist.

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

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Profilieren von Schleifscheiben mittels eines Diamanten zu schaffen, die eine Feinverstellung des Diamanten mil hoher Präzision gegenüber der Schleifscheibe gestattet und sich dabei dennoch durch große Steifigkeit der I !aliening des Di imanten auszeichnet, wie es zur Erzielung präzise·" gleichmäßiger Schleifscheibenprofilformen erforderlich ist.

/iir Lösung dieser Aufgabe isl 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 Feingewindesteilelemente aufweisenden Feineinstellvorrichtung verstellbar sind und zwischen den Feingewindestellelementen der dem Winkelstücktnger zugeordneten 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,

is 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 Spielfreiheit 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 präzise spielfreie Halterung des Diamanten gegeben ist.

In der Zeichnung zeigt

Fig. I eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im axialen Längsschnitt, in einer Seitenansicht und

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. I in einer Ansicht längs der Linie A-Bacr Fig. 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 zylindiischen Rohr 1 als Gehäuse und zwei Ri-.igschräglagcrn 2 hoher Präzision besteht, die einander gegenüberliegend unter Verspannung eingebaut, eine Zentrierung und Scnwenklagerung 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, drehku gelagerten hydraulischen Zylinder 4 oder einer anderen mechanischen Einrichtung besteht.

die hinler der schwenkbaren Einheit angeordnet ist.

Der drehbare hydraulische Zylinder 4 verlügt 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 Zylindcrstifies 10 und einer Schraube Π 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 Ringdighningcn |5 der beiden Deckel gewährleistet ist.

An dem hinteren Deckel Π sind Endanschläge 16, 17 angeordnet, tlic symmetrisch zueinander auf einem Halbumfang angeordnet sind und die entsprechend ihrer jeweiligen Einstellung den Drehwinkel der Vorrichtung gemeinsam mit einem Anschlug 18 begrenzen, welcher auf einem Träger 19 -mgeordnci 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 (Fig.2) zusammenwirkt, erlaubt diesen die Auslösung von Elektroventilen, welche die Druckbeaufschlagung oder den ölablaß aus den Zylinderkammern des drehbarer, hydraulischen Zylinders 4 gestatten, die zu beiden Seiten des beweglichen Ringsektors 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 Schneiddiamanten mittels einer verformbaren, massiven, U-förmigen Feder gestattet, wobei im Inneren des sich drehenden Teiles der eigentliche Feinstellmechanismus für den Krümmungsradius der Schleifscheibe in der Schwenkachse angeordnet 'st.

Auf der Hohlwelle 3 ist ohne Spiel mittels einer ihrerseits auf der Hohlwelle 3 zentrierten Zentrierhuise 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 schmäleren Teil 26a au!. welcher zwei Arme 26i>, 26c miteinander verbindet, von denen der eine freie Arm266als Hebelarm dient und auf seiner seitlichen Außenfläche die Befestigung eines Trägerwinkelstückes 27 für die Halterung des Diamanten 28 mittels Schrauben 29 gestattet, während der andere Arm 26c als Befestigungsplattc wirkt und die Befestigung der derart ausgebildeten U formigen Feder mittels Schrauben 30 an der Zwischenplattc 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 Qucrvcrstellung des Winkelstückträgers 27 bcwirkl, der durch einen Paßkeil 30a geführ 1 ist, welcher seinerseits an dem Arm 26b der U-förmigen Feder 26 befestigt ist. Entsprechende in der F i g. I nicht dargestellte freie Räume zu beiden Seilen der Befestigungsschrauben 29 ermöglichen diese Einstellung. Die Feincinstell- oder Korrektureinrichtung für den Krümmungsradius der Schleifscheibe ist durch einen mit einer Diffcrentialgcwindespinde! ausgerüsteten Mechanismus gebildet, der handbetätigt ist und auf ein Ende eines Untcrsetzungshcbcls wirkt, sowie über einen an diesem in der Nähe des Drehpunktes angeordneten Anschlag, welcher geringe, von dem Mechanismus eingeführte Verstellbewegungen überträgt, es gestattet, die Vorspannung aufrechtzuerhalten und ohne jegliches Spiel den Krümmungsradius durch entsprechende Verformung der U-förmigcn Feder 26 fein einzustellen.

Der mit einer Diffcrentialgewindespindel arbeitende, auf einer Schwenkachse sitzende Mechanismus weist eine Steucrwellc 31 auf, die an einem Ende 31 «1 geführt und mittels eines rechtsgängigen Außengewindes /> in einen vorderen Innenteil 3a der Hohlwelle 3 eingeschraubt ist. Das andere finde 31/uler Slcucrwelle 31 ist in dem hinterer: ipnentcil 3b der Hohlwelle 3 geführt, außerhalb der Hohlwelle 3 kann ein gerändelter Knopf Xl aufgesetzt sein, der \crkeilt und durch eine .Schraube fixiert zur Handverstellung dient. Außerdem verfügt der Mechanismus über eine Schubstange 33, die mit ihrem Mittelteil 33a in dem vorderen Innenieil 3a rier 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 Zenlrierbüchse 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 ρ — ρ' bei der Verdrehung des Rändelknopfcs 32 um ein^.· Umdrehung unter der Wirkung des Differentialspindelmechanismus verstellt. Der Untersetzungshebel ΐ gestauet es. über einen eingepreßten Anschlag 37, der in 'inem Abstund / näher an seiner Schwenkachse 36 sitzt, eine geringe Verstellung der Größe (ρ — ρ¹) χ IlL eines Anschlages 38 zu erzielen, welcher an dem Hebel 266 der U-för^rligen Feder 26 befesiigt ist. Dieser Federann 266 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 Anschlug 37 des entsprechenden Hebelarmes des Untersetzungshcbels 34 aus. welcher seinerseits auf die Schubstange 33 einwirkt; auf diese Weise wird in dem Differentialspindelmechanismus etwa vorhandenes Spiel ausgeschaltet, während die U-förn.igc- F;der 26 gespannt wird, so daß sie sich unter der Einwirkung der Tangentialkraft der Schleifscheibe nicht verformen k .1111. die über den Diamanten beim Abrichten übertragen wird.

Der Fcincinstellmeehanismus für den Krümmungsradius ist gegen das Eindringen von Kühlflüssigkeit oder Schleifstaub durch Ringdichtungen 39, 40, 41. 42 geschützt, die das Innere 3a der Hohlwelle 3 sowie die Ausnehmung der Zwischenplattc 25 vollständig abdichten.

Auf dem Rändelknopf 32 ist mittels einer Schraube 43 ein Ring 44 gehaltert und fixiert, dessen konische Außcni'mfangsflächc 44a in 25 Teilstriche (Hg. 2) unterteilt ist, von denen jeder Teilstrich einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Krümmungsradius um 0.005 mm entspricht. Die mit der Hohlwelle 3 lest verbundene Buchs; 20 trägt auf ihrer AuCcpumfangsfläche längs einer Erzeugenden eine Maßeinteilung mit 5 Teilstrichen (Pig. 2), von denen jeder Teilstrich 0,125 mm entspricht.

Die neue Voirichtung weist schließlich noch einen Mechanis.nus zur Korrektur der Durchmesser-Maßabweichung der Lauffläche auf. Über diesen Mechanismus ist die Vorrichtung an einem Träger 46 mittels einer U-förmigcn Feder 45 befestigt, wobei an dem Trager 46 die mit der Vorrichtung verbundene eigentliche Feincinstcllvorrichtiing angeordnet ist. die übe: einen DiffcicntialspindclmcLr.anismus es gestattet.'die U-iörmige Feder 45 unter Spannung /u setzen und die sich auf

der Laufbahn des Wälzlager·, ergebende Sollmaüabweicluing exakt und spielfrei durch Verformung der U-förmigen Feder auszugleichen, wobei diese Verformung eine geringfügige Qucrversielliing der Vorrichtung und genauer der Drehachse AV des Diamanten sowie der ganzen schwenkbaren Einheit bezüglich der Drehachse Oder .Schleifscheibe ergibt.

Die U-förmigc leder 45. deren durch entsprechende Hearbeitung eines sehr breiten massiven Teils erhaltene (iestalt ihr eine große Steifigkeit verleiht, weist einen schmaleren und deformierbaren Teil 45;i auf. der zwei Arme 45b. 45c miteinander verbindet, von denen der Arm 45/; als Defcstigiingsplatle dient und in einer l.ängsnut des Trägers 46 mittels Schrauben 47 befestigt ist. Der andere Arm 45i\ der langer ist. ist mit seinem Finde über einen Unterlcgklotz 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 lireitc 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 Arm 45c'hindurchgeht.

Der Differcntialspindelmechanismus zur Nachstellung der Maßabweichung ist auf einer rechtwinklig zur Schwenkachse A'V'dcr Vorrichtung verlaufenden Achse angeordnet. Er weist eine zylindrische Büchse 52 auf. w eiche den Träger 46 durchdringt und an diesem mittels eines äußeren Ringflansches 52;) und Schrauben 53 befestigt ist. In die zylindrische Büchse 52 ist eine Einstellwelle 54. welche an ihrem vorderen F.nde ein rechtsgängiges Außengewinde der Steigung p\ aufweist, eingeschraubt, wobei die F.instcllwelle 54 im Bereiche ihres größten Durchmessers geführt ist und mit ihrem hinteren Teil aus der zylindrischen Büchse 52 vorragt. Auf den vorragenden hinteren Teil ist ein Rändelknopf 55 aufgesetzt, der mit der Einstelle eile 54 verkeilt und durch eine Schraube fixiert ist sowie zur Handnachstellung dient. Der Mechanismus verfügt s'jSerderr: iibe^r "·"" S"h^ljb^cl.2ⁿ"" 56 Ί'·^Λ "" '"··"· llalbwellcn 57, 58 besteht, welche mittels eines Zylinderstiftes 59 gelenkig miteinander verbunden und stirnseitig zweckentsprechend ausgebildet sind. Die vordere Halbwelle 57. die an ihrem anderen F.nde ein rechtsgängiges Gewinde der Steigung p2<p\ trägt, ist in eine Gewindebohrung der Einstcllwelle 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 ν erbunden 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 /ur Drehachse .VV des Diamantentnigers verläuft, um damit der Halbachse 58 tue notwendige Winkclbeweghchkcit zu geben und damit die ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten, ohne daß die Gefahr besteht, dall die Schubstange 56 sich verklemmt. Bei einer I imdrehung des Rändelkiopfes 55 wird durch die in einem Abstand /. 1 von der Achse des deformierbaren Teiles 45;/ der U-förmigen Feder 45 befindliche Schubstange 56 in deren Achsrichtung die Vorrichtung um einen kleinen Betrag (p\ - p2) verstellt, womit in der I lohe des Diamanten 28, tier in einem Abstand /. 2 von der Achse des deformierbaren Teiles 45,-f der U-förmigen Feder 45 angeordnet ist. die Drehachse VV der schwenkbaren Einheit in der Querrichtung um einen Wert

(p\~p2)x ~γ bezüglich der Drehachse O der

Schleifscheibe verstellt wird: dadurch werden mit hoher Genauigkeit der Durchmesser der Schleilsclieibe und demgemäß die Maßabweichung korrigiert.

Die U-förmige Feder 45 wird durch den Mechanismus zur Korrektur der Schnittabweichung, der auf die an dem Arm 45e der Feder 45 befestigte Vorrichtung einwirkt, vorgespannt, wodurch infolge der entsprechenden Verformung jegliches Spiel in dem Diffcrentialspindelmechanismus eliminiert und der U-förmigen Feder 45 eine zusätzliche Spannung erteilt wird, so daß die /oder unter der Einwirkung der von der .Schleifscheibe über den Diamanten 28 auf die Abrichtvorrichtung während der Bearbeitung übertragenen Tangentialkraft nicht vcrforml werden kann.

Der Korrektiirmechanismus für die Maßabweichung ist gegen das Eindringen von Kühlflüssigkeit und .Schleifstaub durch zweckentsprechende Ausbildung und Anordnung von Ringdichtungen 61,62 abgedichtet die das Innere der zylindrischen Büchse 52 abdichten Auf dem Rändelknopf 55 ist ein Ring 64 gehalten und mittels einer Sehraube 63 fixiert, der auf seiner konischen Außenurnfangsflächc 64;i eine Maßeinteilung von 42 Teilstrichen enthält, von welchen jeder einem Vorschub oder einer Rückbewcgung des Diamanten um fin! ivirri Ko >i iirj loh Acr Γ1γι.Ιι·ιι·Ι«,. Anr

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entspricht, während der Ringflansch 52.·) der zylindrischen Büchse 52 an seiner Außenumfangsfläehe Wings einer Erzeugenden eine Unterteilung in 3 Teilstriche trägt, von denen jeder Teilstrich 0,42 mm entspricht.

Die Grobeinstellung des Durchmessers der Schleifscheibe geschieht durch entsprechende Qucrverstellung des Trägers 46 bezüglich der Drehachse der Schleifscheibe. Ein an der Maschine vorgesehener verstellbarer Anschlag gestattet diese Grobeinstellung.

Die Handverstellung der Einrichtungen zum Einregeln des Krümmungsradius und zur Korrektur der Maßabweichung kann auch durch eine automatische Steuervorrichtung ersetzt werden, die mit einem Klinkenrad, einem Schrittmotor oder anderen an sich 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 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) großer Steifigkeit an der Spmdel (3) befestigt ist und daß die beiden ü-iörmigen Federn (45, 26) jeweils mittels einer Feingewindestellelcmente (52,57; 31,33) aufweisende Feineinstellvorrichtung (55 bzw. 32) verstellbar sind und zwischen den Feingewindesteilelementen (31, 33) der dem Winkelslückträger (27) zugeordneten Feineinstellvorrichtung und deren entsprechender U-förmiger Feder (26) ein schwenkbar gelagerter Untersetzungshebel (34) angeordnet ist.