DE2826169A1 - Ball race grinding machine - has gripping members shaped corresponding to machine face and with hydrostatic bearings - Google Patents
Ball race grinding machine - has gripping members shaped corresponding to machine face and with hydrostatic bearingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schleif- oder Honmaschine zur Bearbei-The invention relates to a grinding or honing machine for machining
tung der Laufbahn von Wölzlogerringen oder dergleichen, umfassend einen Werkstückträger mit drei gleichen inkelabstand voneinander aufueisenden, hydraulischen Spannorganen zum Halten des Ringes an seiner u3en- oder Innenumfangsfläche, eine Iitnehmerspindel, deren dem Ring zugezzandter Kopf mit der gegenüberliegenden Stirn flache des Ringes verbindbar ist, sowie einen auf das llerkstUck aufsetz -baren Schleifstein.tion of the career of Wölzlogerringen or the like, comprising a workpiece carrier with three equal angular distances from each other, hydraulic Clamping elements for holding the ring on its u3en- or inner circumferential surface, a Drive spindle, the head of which is facing the ring with the opposite forehead flat of the ring is connectable, as well as one on the llerkstUck -baren Grindstone.
Gewöhnlich wird die Laufbahn von Innen- oder Außenringen fur Blzlager so gehont, daß ein Schleifstein auf die Laufbahn aufgesetzt und der Lagerring dann um seine Achse in Rotation versetzt wird, wobei der S.hleifstein stöndig mit der Laufbahn in Beruhrung ist.Usually the raceway of inner or outer rings is used for ball bearings honed so that a grindstone is placed on the raceway and then the bearing ring is set in rotation about its axis, whereby the S.hleifstein is continuously with the Career is in touch.
Während der Rotation des Ringes, der von einer tiitnehmerspindel angetrieben wird, trägt der unter Druck mit der Laufbahn in Reib -kontakt stehende Schleifstein an den Uberstehenden Stellen kleine Metallpartikel ab, wodurch die Oberfläche der Laufbahn mit Präzi -sion geschliffen oder gehont wird.During the rotation of the ring, which is driven by a drive spindle is carried by the pressurized grindstone, which is in frictional contact with the raceway on the protruding places small metal particles, which make the surface of the Track is ground or honed with precision.
Wenn es sich bei der zu bearbeitenden Oberfläche um die Außenum -fangsfläche des Ringes handelt, wird dieser von innen, d.h. in seiner Bohrung, gehalten und gespannt; umgekehrt wird der Ring an seiner Außenumfangsfläche gehalten und gespannt, wenn die zu schleifende Oberfläche die Innenumfangsfläche des Ringes ist.If the surface to be machined is the outer circumferential surface of the ring, it is held from the inside, i.e. in its bore, and tense; conversely, the ring is held and tensioned on its outer circumferential surface, when the surface to be ground is the inner peripheral surface of the ring.
Damit der Ring in Drehung versetzt werden kann, ist es in beiden Fällen erforderlich, eine seiner beiden Stirnflächen gegen die gegenüberliegende Stirnfläche des Kopfes der Mitnehierspindel zu drücken. Diese Andruckwirkung kann dabei durch ein Druckorgan er -zeugt werden, welches gegen die andere Stirnfläche des Ringes drückt, so daß dieser gemeinsam mit der Mitnehrerspindel rotiert.So that the ring can be set in rotation, it is in both cases required, one of its two end faces against the opposite end face of the head of the driving spindle. This pressure effect can thereby a pressure member he -generated, which against the other face of the ring presses so that it rotates together with the Mitnehrerspindel.
Während der Drehbewegung des zu bearbeitenden Ringes oszilliert der Schleifstein um eine feste Schwingachse.During the rotation of the ring to be machined, the ring oscillates Whetstone around a fixed swing axis.
Der kritische Punkt dieses bekannten Systems, welches beispielsweise in der DE-AS 17 52 520 beschrieben und dargestellt ist, liegt in dem Abstand der Schwingachse des Schleifsteins zur Stirnfläche des Kopfes der Elitnehmerspindel, die mit der gegenUberliegenden Stirn fläche des Ringes kraftschlüssig verbunden ist, denn der Ab -stand zwischen dem Zentrum der zu bearbeitenden Laufbahn und der Stirnfläche des Ringes, die mit den Kopf der flitnehmerspindel in Beruhrung ist, muß ständig konstant gehalten werden.The critical point of this known system, which for example in DE-AS 17 52 520 is described and shown, lies in the distance of Swing axis of the grindstone to the face of the head of the elite spindle, which is positively connected to the opposite face of the ring is because the distance between the center of the career to be machined and the The face of the ring that is in contact with the head of the flitnehmerspindel, must be kept constant at all times.
Wenn alle in ihrer Laufbahn zu bearbeitenden Ringe einen gleichbleibenden Abstand zwischen dem Zentrum der Laufbahn und der er -wähnten Stirnfläche des Ringes hätten, wäre das bekannte System zum Schleifen oder Honen zufriedendstellend.t Die genannte Bedingung ist in der Praxis jedoch nicht vorhanden, weil zwischen den ein -zelnen Ringen zum Teil erhebliche Unterschiede in dem erläuterten Abstand und hinsichtlich der Parallelität festzustellen sind. Das wirkt sich auf den Schleifstein aus, der dann nicht mehr fehler -los arbeitet, so daß sich die bereits von Anfang an vorhandenen Fehler ungUnstig auf das Sihleifergebnis auswirken und eine schlechte Qualität des geschliffenen Ringes hervorrufen.If all rings to be machined in their career have a constant Distance between the center of the raceway and the face of the ring mentioned above the known system for grinding or honing would be satisfactory This condition does not exist in practice, however, because between the one -individual rings sometimes significant differences in the distance explained and in terms of the parallelism can be determined. That affects the grindstone that then no longer works without errors, so that the Errors have an unfavorable effect on the grinding result and poor quality of the the ground ring.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleif- oder Hon -maschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Ringe so eingespannt werden können, daß der Schleifvorgang in der Laufbahn nicht durch geometrische Fehler von Teilen beeinflußt wird, die am eigentlichen Schleifvorgang nicht beteiligt sind.The invention is based on the object of a grinding or honing machine of the type mentioned so that the rings are clamped that the grinding process in the raceway is not due to geometrical errors of Parts are influenced that are not involved in the actual grinding process.
Erfindungsgenäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die den Ring greifende Fläche der Spannorgane der Form der zu bearbeitenden Laufbahn entspricht und zum Halten und Lagern des Ringes in dessen Laufbahn einsetzbar ist, daß die Spannorgane mit hydrostatischen Lager -elementen zur Aufnahme der Radialkräfte und der von der Mitnehmer -spindel ausgeübten Axialkräfte versehen sind, und daß der Kopf be -zugleich der Drehachse der Mitnehmerspindel winkelbeweglich mit dieser verbunden ist Dieser Lösungsgedanke hat den großen Vorteil, daß die Positionierung, die Zentrierung und die Führung des Ringes in der Laufbahn erfolgt, in der gleichzeitig auch der Schleifstein die Bearbeitung ausfUhrt. Auf diese ..eis wird der Einfluß aller Abweichungen und Fehler, die der Ping vor dem Schleif- oder Honvorgang bereits aufwies, ausgeschaltet, während im Fall der herkömmlichen Einspannung des Ringes, der sich mit einer Stirn fläche gegen die gegenüber -liegende, in einer feststehenden Ebene liegende Stirnfläche der rotierenden blase der Mitnehmerspindel abstUtzt, alle geometrischen Abweicllungen auf die Laufbahn Uberiragen werden. Dadurch, daß bei der Schleif- oder Honmaschine gemäß der Erfindung der .Ring in seiner zu bearbeitenden Laufbahn zentriert ist, wirken sich die genannten Fehler lediglich auf die Stirn fläche des Enges aus, die an der winkelbeweglichen Nase der Mitnehmerspindel anliegt, was auf den Schleifvorgang keinen Einfluß hat.According to the invention this object is achieved in that the ring gripping surface of the clamping elements corresponds to the shape of the track to be machined and can be used to hold and store the ring in its raceway that the Clamping elements with hydrostatic bearing elements to absorb the radial forces and the axial forces exerted by the driver spindle are provided, and that the Head be -at the same as the axis of rotation of the drive spindle angularly movable with this tied together This solution idea has the great advantage that the positioning, the centering and the guidance of the ring in the career takes place in which at the same time also the Whetstone carries out the machining. The influence of all deviations is on this ... ice and errors that the ping already had before the grinding or honing process are switched off, while in the case of the conventional clamping of the ring, which deals with a forehead surface against the opposite end face lying in a fixed plane the rotating bladder of the drive spindle supports all geometric deviations be transferred to the career path. The fact that with the grinding or honing machine according to the invention of the .ring is centered in its track to be machined, the mentioned errors only affect the frontal area of the narrowness, the rests against the angularly movable nose of the drive spindle, which affects the grinding process has no influence.
Aufgrund dieser Anordnung paßt sich der Kopf der tiitnehmerspindel während seiner Potation ständig an die erläuterten Fehler und Ab -weichungen an, da er mit der Mitnehmerspindel winkelbeweglich ver -bunden ist.Because of this arrangement, the head of the follower spindle fits constantly on the explained errors and deviations during its potentiation, because it is connected to the drive spindle so that it can move at an angle.
Dadurch, daß die mit hydrostatischen Lagerelementen ausgerüsteten Spannorgane die erfindungsgemäße Form aufweisen, die es erlaubt, in das Profil der Laufbahn des zu schleifenden langes exakt einzugreifen und diese an drei Stellen ihres Umfanges zu umfassen, wird der jing auch in axialer Richtung festgehalten, wodurch er gezwungen ist, so zu rotieren, daß die Mittelebene der zu schleifenden Lauf -bahn ihre Lage ständig beibehält.The fact that the equipped with hydrostatic bearing elements Clamping organs have the shape according to the invention, which allows in the profile of the To intervene precisely in the track of the length to be ground and to do this in three places to encompass its circumference, the jing is also held in the axial direction, whereby it is forced to rotate so that the center plane of the to be ground Career maintains its position at all times.
Vorzugsweise ist eines der Spannorgane radial einstellbar. Das hat den Vorteil, daß über den Druck des radial einstellbaren Spannorgans an allen drei mit den hydrostatischen Lagerelementen ausgestatteten Spannorganen ein konstanter Lagerspalt zu der Oberfläche der Laufbahn des ringes eingestellt werden kann, unabhängig von den Durchmessertoleranzen dieser Laufbahn. Auf diese Weise wird die Beharrung des Ringes in seiner Lage und damit seine Schwingungsfestigkeit während der Bearbeitung sichergestellt.One of the tensioning members is preferably radially adjustable. That has the advantage that on the pressure of the radially adjustable clamping member on all three equipped with the hydrostatic bearing elements Tensioning organs a constant bearing gap is set to the surface of the raceway of the ring can be, regardless of the diameter tolerances of this raceway. To this Way is the persistence of the ring in its position and thus its vibration resistance ensured during processing.
ttacil einem weiteren llerkmal der Erfindung ist das einstellbare Spannorgan an einem L-förniigen Bügel angeordnet, dessen Fuß den Ring zum Absetzen auf den feststehenden Spannorganen und zum Abheben von diesen untergreift.Another feature of the invention is that it can be adjusted Clamping organ arranged on an L-shaped bracket, the foot of which has the ring to set it down engages under on the fixed clamping members and to lift them off.
feitere iierkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von ».usfUhrungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind.Further characteristics and advantages of the invention emerge from The following description of the examples shown in the drawing are.
Es zeigen: Figur 1 - einen Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Honmaschine, entlang der Linie I-I in Figur 2, Figur 2 - einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1, Figur 3 - einen Schnitt entlang der Linie III-III der Figur 2 und Figur 4 - einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt zur Darstellung einer abgeänderten Mitnehmerspindel.They show: FIG. 1 - a vertical section of an inventive Honing machine, along the line I-I in Figure 2, Figure 2 - a section along the Line II-II of Figure 1, Figure 3 - a section along the line III-III of the figure 2 and FIG. 4 - a section corresponding to FIG. 2 to show a modified one Drive spindle.
Wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, ist ein Innenring 10 für ein lklzlagert dessen Laufbahn 12 gehont werden soll, in radialer und axialer Richtung durch zwei feststehende Spannorgane 14 und ein radial einstellbares Spannorgan 16 fixiert. Zur Bearbeitung der Laufbahn 12 ist ein Schleifstein 1u vorgesehen, der auf die Laufbahn 12 aufsetzbar ist und Schwingbewegungen um die vertikale Achse J: ausfUhren kann.As shown in Figures 1 to 3, an inner ring 10 is for a lklzlagert whose raceway 12 is to be honed, in the radial and axial directions by two fixed clamping elements 14 and a radially adjustable clamping element 16 fixed. To edit the career 12 is a grindstone 1u provided, which can be placed on the track 12 and oscillating movements around the vertical axis J: can perform.
Die den Ring 10 greifende Fläche der Spannorgane 14 und 16, die untereinander einen Ilinkelabstand von 1200 haben, ist der Form der zu bearbeitenden Laufbahn 12 angepaßt. Auf diese Weise erfassen die Spannorgane 14 und 16 den Ring 10 dadurch, daß sie sozusagen form~ schlüssig in die Laufbahn 12 eingreifen. Aus den Figuren 1 und 2 ergibt sich ferner, daß jedes der Spannorgane 14 und 16 mit einem hdrostatischen Lagerelement ausgerUstet ist, das im wesentlichen aus einer Lagertasche 20 besteht, die über einen Kanal 22 mit Drucköl versorgt wird, welches von einer nicht dargestellten Pumpe zu -geführt wird, so daß sich in der Lagertasche 20 ein Flussigkeitskissen bildet.The surface of the clamping elements 14 and 16 which grips the ring 10 and which are mutually have an angular distance of 1200 is the shape of the track to be machined 12 adapted. In this way, the clamping elements 14 and 16 grip the ring 10 by that they intervene positively in the raceway 12, so to speak. From the figures 1 and 2 also shows that each of the clamping elements 14 and 16 with a hdrostatic Storage element is equipped, which consists essentially of a storage pocket 20, which is supplied with pressure oil via a channel 22, which is supplied by a not shown Pump is supplied so that there is a liquid cushion in the storage pocket 20 forms.
Das in den Figuren obere Spannorgan 16 ist entlang der Winkelhalbierenden des zwischen den beiden feststehenden Spannorganen 14 gebil -deten Winkels radial verschiebbar. Hierzu ist das Spannorgan 16 in einer Führung 24, die in einem Lagergehäuse 26 vorgesehen ist, ra -dial beweglich angeordnet. An dem in eine Druckkammer 28 des Lagergehduses 26 ragenden Ende des Spannorgans 16 ist ein Kolben 30 be -festigt, der von zwei Seiten mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden kann, die entweder durch einen oberen Zuführkanal 32 oder durch einen unteren Zuführkanal 34 in die Druckkammer 28 gelangt.The tensioning element 16, which is upper in the figures, is along the bisector of the angle formed between the two stationary clamping members 14 radially movable. For this purpose, the clamping member 16 is in a guide 24 in a bearing housing 26 is provided, arranged radially movable. At which in a pressure chamber 28 the end of the clamping member 16 protruding from the bearing housing 26, a piston 30 is fastened, which can be acted upon with hydraulic fluid from two sides, either through an upper feed channel 32 or through a lower feed channel 34 into the Pressure chamber 28 arrives.
In Figur 2 ist zu erkennen, daß mit dem Lagergehäuse 26 ein L-förmiger Bügel 36 verbunden ist, dessen Fuß 38 den Ring 10 untergreift.In Figure 2 it can be seen that with the bearing housing 26 is an L-shaped Bracket 36 is connected, the foot 38 of which engages under the ring 10.
Aufgrund dieser Ausbildung kann der L-förmige Bügel 36 den Ring 10 auf den feststehenden Spannorganen 14 absetzen oder ihn von diesen abheben.Due to this design, the L-shaped bracket 36 can form the ring 10 Set down on the fixed clamping members 14 or lift it off from them.
Während des Hon- oder S-.hleifvorgangs ist eine Stirn fläche des Ringes 10 mit der gegenüberliegenden Stirn fläche des Kopfes 40 einer Mit -nehmespindel 42 kraftsclüsig verbunden. Zu diese Zweck ist der Kopf 40 mittels eines Elektromagneten 44 magnetisierbar, so daß er bei flotation der Mitnehmerspindel 42 um die Achse f3 den Ring 10 in Drehung versetzt. Die Nase 40 ist durch Schrauben 46 an einem Ku -gelzapfen 48 befestigt, der durch eine Zugfeder 50 in einen sphb -rischen Sitz 52 der Mitnehmerspindel 42 gedrückt ist. Die Zugfe -der 50 ist dabei einerseits durch einen quer verlaufenden Stift 54 im Kugelzapfen 4B und andererseits durch einen in derselben ichtvng verlaufenden Stift 55 in der Mitnehmerspindel 42 aufgehängt.During the honing or S-grinding process there is a face of the ring 10 with the opposite end face of the head 40 of a driving spindle 42 forcefully connected. For this purpose the head 40 is by means of an electromagnet 44 magnetizable, so that it flotation of the drive spindle 42 about the axis f3 the ring 10 rotates. The nose 40 is by screws 46 on one Ball pin 48 attached, which by a tension spring 50 in a spherical seat 52 of the driving spindle 42 is pressed. The Zugfe -der 50 is on the one hand through a transverse pin 54 in the ball stud 4B and on the other hand through a pin 55 running in the same direction is suspended in the driver spindle 42.
Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind an dem Kugelzapfen 42 zwei kugelförmige Fortsätze 56 ausgebildet, die einander diametral ge -genuberliegen und in je eine im Querschnitt rechtwinklige Längs -nut 58 eines Lagerblockes 60 eingreifen. Der vierkantige Lagerblock 60 ist auf hydrostatischen Lagerschuhen 62, die in der Mitnehmer -spindel 42 angeordnet sind, axial verschiebbar gelagert.As FIGS. 2 and 3 show, there are two spherical pins on the ball stud 42 Projections 56 formed which lie diametrically opposite each other and each in one Engage longitudinal groove 58 of a bearing block 60, which is rectangular in cross section. Of the square bearing block 60 is on hydrostatic bearing shoes 62, which are in the driver -spindle 42 are arranged, axially displaceable.
Das aus dem Kugelzapfen 4w und dessen sphärischem Sitz 52 bestehende Kugelgelenk weist zwei Schwenkachsen auf, die rechtwinklig zueinander und rechtwinklig zur Drehachse B der Mitnehmerspindel 42 verlau -fen. Die erste Schwenkachse C fällt mit der Achse des Stiftes 54 zu -sammen, und die zweite Schwenkachse D läuft durch die Mittelpunkte der beiden kugelförmigen Fortsätze 56.The one consisting of the ball stud 4w and its spherical seat 52 Ball joint has two pivot axes that are at right angles to each other and at right angles to the axis of rotation B of the drive spindle 42 run. The first pivot axis C falls with the axis of the pin 54 together, and the second pivot axis D runs through the centers of the two spherical extensions 56.
Wie in Figur 2 dargestellt ist, sind in die Mitnehmerspindel 42 zwei Axialbohrungen 64 eingearbeitet, durch die ein Schmiermittel in den sphtlrischen Sitz 52 des Kugelzapfens 4o geleitet wird.As shown in Figure 2, there are two in the drive spindle 42 Axial bores 64 incorporated through which a lubricant in the spherical Seat 52 of the ball stud 4o is passed.
Während der Bearbeitung der Laufbahn 12 des Ringes 10, der von den drei Spannorganen 14 und 16 in der zu bearbeitenden Laufbahn 12 ge -halten und gelagert und der vom Kopf 40 der Mitnehmerspindel 42 in Rotation versetzt wird, arbeitet der Schleifstein 18 ständig im Zentrum der Laufbahn 12, weil die Spannorgane 14 und 16 den fling 10 in eben dieser Laufbahn halten und fUhren und weil der Kopf 40 alle Wi elbewegungen der ihn gegenüberliegenden Stirnfläche des Ringes 10 mitmacht, auch wenn diese Stirnfläche Fornfehler aufweist und nicht parallel zur Mittelebene der Laufbahn 12 läuft.During the machining of the raceway 12 of the ring 10, which is of the three clamping elements 14 and 16 in the track to be machined 12 ge-held and stored and which is set in rotation by the head 40 of the drive spindle 42, works the grinding stone 18 is always in the center of the track 12 because the clamping elements 14 and 16 hold and guide fling 10 in this same career and because of the head 40 all Wi el movements of the face opposite it of the ring 10 participates, even if this end face has shape defects and not runs parallel to the central plane of the track 12.
Dann; der Tatsache, daß der Lager-Block 60 in der Mitnehmerspindel 42 Ilydrostatisch gelagert ist, d.h. nahezu reibungsfrei in axialer Richtung, kann er sich in axialer Richtung auf alle Breitenschwankungen der zu bearbeitenden ringe 10 anpassen.Then; the fact that the bearing block 60 in the drive spindle 42 Ilydrostatically mounted, i.e. almost frictionless in the axial direction, can he is in the axial direction on all width fluctuations of the rings to be machined 10 customize.
Bei der in Figur 4 dargestellten Variante der Erfindung ist die Mase 40 mit der Mitnehmerspindel 42 Über eine Federmembran 66 verbunden, die vorzugsweise aus elastischem Blech besteht. Auch bei dieser Lösung wird der Kopf 40 von einem Elektromagneten 44, der außerhalb der Mitnehmerspindel 42 angeordnet ist, magnetisiert.In the variant of the invention shown in Figure 4, the Mase 40 connected to the driver spindle 42 via a spring membrane 66, which is preferably consists of elastic sheet metal. In this solution, too, the head 40 is of a Electromagnet 44, which is arranged outside of the driver spindle 42, is magnetized.
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Schleif- oder Honmaschine weist den großen Vorteil auf, daß als Bezugsgröße für die Bearbeitung ge -nau dieselbe Oberfläciie benutzt wird, die bearbeitet werden soll. Auf diese leise können geometrische und Abmessungs-Fehler des Ringes 10 die präzise Positionierung des ringes in keiner Phase der Bearbeitung beeinflussen. ueberdies hat auch das Antriebssystem für den zu be -arbeitenden l'ing keine nachteiligen Auswirkungen auf die Bearbeitungsgenauigkeit.A grinding or honing machine designed according to the invention has the great advantage that the reference value for the machining is exactly the same Surface is used that is to be processed. Geometric can be used on this quietly and dimensional errors of the ring 10, the precise positioning of the ring in none Influence the processing phase. In addition, the drive system for the l'ing to be machined no adverse effects on the machining accuracy.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke kann sowohl bei der Feinbearbeitung der Laufbahn 12 von Innenringen als auch von Außenringen angewendet werden. Im zweiten Fall mUssen lediglich die Spannorgane 14 und 16 so abgeändert werden, daß der Ring 10 in seiner Bohrung aufgenommen wird, wobei aus PlatzgrUnden die Grenze bei einem Mindest -durchmesser der Bohrung besteht.The idea on which the invention is based can be applied both to fine machining the raceway 12 of inner rings as well as of outer rings can be used. In the second If only the clamping elements 14 and 16 have to be modified so that the ring 10 is added in its bore, the limit for space reasons with one Minimum diameter of the hole.
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Claims (7)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |