DE2852844C2

DE2852844C2 - Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines Werkstücks

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Publication number: DE2852844C2
Application number: DE19782852844
Authority: DE
Inventors: Arkadij Aleksandrovi&ccaron;; Iosif Davydovi&ccaron;; Mendel Semenovi&ccaron; Klibanov; Vladimir Mikhailovi&ccaron; Lvov; Askold Ivanovi&ccaron; Nefedov; Viktor Ivanovi&ccaron; Par&scaron;ikov; Aleksandr Samuilovi&ccaron; Leningrad Ryss; Marina Yakovlevna Starkina
Original assignee: LENINGRADSKOE SPECIAL'NOE KONSTRUKTORSKOE BJURO SLIFOVAL'NOGO OBORUDOVANIJA LENINGRAD SU; Leningradskoe Special'noe Konstruktorskoe Bjuro &scaron lifoval'nogo Oborudovanija Leningrad
Current assignee: Leningradskoe Special Noe Konstruktorskoe Bjuro Sl
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE2852844A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /ur Abstützung und Drehung eines die Form eines Rotationskörpers mit ebenen Stirnflächen aufweisenden Werkstücks mit einer radialen und einer axialen Auflüde unj einem am Werkstück mittels ReibungsschliiU av/rcih .«Jen rotierenden Antriebsclcmeni und mindestens einem Generator /ur Erzeugung von im Ultraschallbcrcich liegenden Schwingungen zur Einleitung derselben in die ihm zugehörige Auflage. Eine solche Vorrichiung itt aus dem SU-Erfmdcr-schcin 2 80 262 bekannt.

Vorrichtungen dieser Art ditncn L B zur Abstützung und Drehung von Rir/cn fur Minuiur· oder i-f bei <kren ιςν/inioicr mechanischer Nachbearbeitung durch Schleifen oder Läppen, aber auch bei der Kontrolle der geometrischen Abmessungen und der Form solcher Wälzlagerringe oder dergl.
Bei einer solchen Abstützung und Drehung runder Werkstücke ist einerseits eine sichere Festlegung ihrer Lage, andererseits aber auch eine sichere Einleitung eines Drehmoments wesentlich. Dabei hat die Reibung zwischen dem getriebenen Werkstück und den Auflagen einen großen Einfluß auf die Umlaufgeschw.ndigkeit des Werkstücks, und die Reibung zwischen Antriebselement und Werkstück ist entscheidend für das in dieses einleitbare Drehmoment, welches größer sein muß als die Summe der Momente sämtlicher Widerstandskräfte, die der Drehung des Werkstücks entgege:iwirken, wobei den Hauptwiderstand die Reibungskräfte an den radialen and axialen Auflagen leisten.

Zur Verringerung dieser Reibungskräfte dient bei der bekannten Ausbildung die Einleitung der Ullrsschallschwingungen in die Auflagen, welche an einem einstükkigen Element angeordnet sind, in das die Schwingungen des Generators in Axialrichtung eingeleitet werden. Auf diese Weise führt die radiale Auflage Schwingungen parallel zu ihrer Berührungsfläche mit dem Werkstück aus, aber die axiale Auflage, die gegenüber der Kontaktzone des Werkstücks mit dem Antriebselement liegt, leitet Schwingungen in das Werkstück ein, die normal zu ihrer Berührungsfläche mit dem Werkstück gerichtet sind.

Die letzteren Schwingungen werden, weil sie dem Werkstück unmittelbar mitgeteilt werden, auch an der Berührungsfläche zwischen diesem und dem Antriebselement wirksam und verringern das übertragbare Drehmoment.
Wegen der axialen Schwingungen auch des Werk-Stücks ist auch dessen stabile Lage nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines die Form eines Rotationskörpers mit ebener Stirnfläche aufweisenden Werkstücks zu schaffen, die rne hochgenaue Drehung und Abstützung dieses Werkstücks durch eine wesentliche Reibungsverringerung zwischen dem Werkstück und den Auflagen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Reibung zwischen dem Werkstück und dem Antriebselement gewährleistet.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelost, daß die radiale und die axiale Auflage getrennt voneinander ausgeführt sind und die Schwingungen parallel zur Berührungsfläche des Werkstücks mit der Auflage oder höchstens um 10° abweichend von dieser Richtung in die gegenüber der Kontaktzonc 1es Werkstücks mit dem Antriebselement liegende Auflage eingeleitet werden

Bei einer solchen Ausbildung schwingt jedes Auflager parallel oder fast para IeI zu seiner Berührungsfläche mit dem Werkstück, so daß dieses von Schwingungen frei bleibt, während aber doch das Gleiten zwischen Auflagern und Werkstück im Sinne eines fast vollständigen Verschwindens der Reibung wTkt.

Zweckmäßigerweise finden zwei Generaloren Anwendung. von denen der eine auf die radiale und der andere auf die axiale Auflage wirkt. Auf diese Weise wird es möglich, die mechanischen Ultraschallschwingungen der radialen und der axialen Auflage optimal zu verteilen, wodurch die Reibung gesteuert nur zwischen dem Werkstück und den Auflagen vermindert wird, während sie zwischen dem Werkstück und dem Antriebselement beibehalten bleibt.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung haben die me-

chanischen Ultraschallschwingungen wenigstens während eines Teils des Arbeitszyklus eine asymmetrische Form. z. B. eine sägezahnartige Form. Dadurch werden zusätzliche Arbeitsgänge möglich, die unter Umständen in bestimmten Phasen des Abstütz- und Drehvorgangs des Werkstücks durchzuführen sind, z. B. Verschiebungen des Werkstücks in bezug auf die radiale und axiale Auflage.

Die im Zusammenhang mit der Erfindung zweckmäßig einzusetzenden Antriebselemente können verschiedenartig ausgebildet sein; in einer Ausgestaltung ist das Antriebselement eine mit der Umfangsfläche des Werkstücks in Berührung stehende Rolle mit elastischem Reifen, der Borde aufweisen kann, zwischen denen das Werkstück elastisch eingespannt ist Eine weitere Möglichkeit ist die Ausbildung dps Antriebselements als eine mit der Außenphase des Werkstücks in Berührung stehende RdIe mit elastischem Reifen, wobei es zur Erhöhung des übertragbaren Drehmoments zweckmäßig sein kann, wenn dieser zwei Lippen aufweist, die sowohl mit der Umfangs- als auch mit der siirnseitigen Fläche des Werkstücks in Berührung stehen.

Alle erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind von großer Genauigkeit der Abstützung des Werkstücks und Sicherheit seiner Drehung. Es ergeben sich universelle Ausgestaltungsmöglichkeiten, da z. B. beim Schleifen von Ringen für Wälzlager die Hauptabstützung an der stirnseitigen, an der inneren oder an der äußeren zylindrischen Fläche des Werkstücks möglich ist, da die Werkstücke sowohl aus magnetischen als auch aus nichtmagnetischen Werkstoffen bestehen können, da sowohl die Innen- als auch die Außenfläche der Lagerringe einschließlich der Oberflächen der Laufbahnen bearbeitet werden können, und da Lagerringe aller Großen, auch für Miniaturlager bearbeitet werden können.

Dabei bietet die Vorrichtung eine gute Übersichtlichkeil und Zugänglichkeit der Bearbeitung des Werkstucks, was bei der Überwachung des Bearbeitungsvorgangs, beim F'nrichten und Rüsten der Maschine sowie bei deren Reparatur wichtig ist. Die Abhängigkeit der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks von der Betriebs- und Feriigungsgenauigkeit der Antriebselemente ist gering, insbesondere wenn eine Dämpfung der schädlichen Schwingungen durch die Umrandung der antreibenden Reibscheibe mit einem elastischen Werkstoff, z. B mit Gummi gegeben ist. Dann wird ein ruhiger Lauf des Werkstücks und eine Absehwächung der Einwirkung unvermeidlicher Vibrationen des Antnebselements auf das zu bearbeitende Werkstück erreicht.

Fi ergibt sich weiterhin die Möglichkeit einer wesentlichen Herabsetzung der Drehzahl des Antriebsele· menls im Vergleich /ur Drehzahl des Werkstücks durch einfache Vergrößerung des Durchmessers der treibenden Reibscheibe, was die Konstruktion des Antriebs unkritisch macht. Auch ergibt sich eine Verbesserung der Geometrie der bearbeiteten Oberfläche des Werk-Stucks, was auch ziemlich einfach erreicht wird, da man zwischen den Auflegen schleifen und dabei Auflagen nut einem großen Umfassungswinkel des Werkstucks un jeder Auflage verwenden kann.

Bedingt durch eine gute Reibung zwischen dem Werkstück und den Auflagen ist die Bearbeitung eine sehr schonende. In gleichem Sinne wirkt die relativ geringe Kraft, mit der das Werkstück nur an das Antriebselement angedrückt werden muß.

Es darf jede beliebige Schmier- und Kühlflüssigkeit verwendet werden; die Drehung und Bearbeitung des Werkstücks ist aber auch ohne irgendwelche Schmier- und Kühlflüssigkeit möglich.

Da die Vorrichtung keine hochtourigen Elemente oder Elemente aufweist, deren Verschleiß in direkter Weise die geometrische Genauigkeit der zu bearbeitenden Flächen beeinflußt, ist das Einrichten und Rüsten der Vorrichtung einfach sowie die Sicherheit und gleichbleibende Qualität des Betriebs hoch.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreito bung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig.! schematisch eine Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines Werkstücks mit Antrieb an der Stirnfläche:
F i g. 2 den Schnitt nach der Linie H-II in F i g. 1;

Fig. 3 verschiedene Formen der vom Generator in die Auflagen eingeleiteten mechanischen Schwingungen;

F i g. 4 schematisch eine Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines Werkstücks mit *ntrieb an dessen Umfangsfläche;

F i g. 5 eine Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines Werkstücks in einem horizontalen Schnitt;

F i g. 6 die Ansicht nach Pfeil A in F i g. 5; F i g. 7 eine andere Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines Werkstücks in einem horizontalen Schnitt;

F i g. 8 die Ansicht nach Pfeil B in F i g. 7;

Fig.9 eine weitere Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines Werkstücks in einem horizontalen Schnitt;

Fig. 10 die Ansicht nach Pfeil Cin Fig. 9:

Fig. 11 die Ansicht nach Pfeil D in F ig. 9;

Fig. 12 den Wellenleiter eines Schwingungsgenerators mit einem Durchbruch für eine Beschickungseinrichtung;

Fig. 13 den Querschnitt nach der Linie XIII-XIII in Fig. 12:

Fig. 14 eine weitere Vorrichtung mit auf einem zusätzlichen Wellenleiter befestigter axialer Auflage:

F ^:g. 15 ein Antriebselement in Form einer Rolle mit elastischer Felge und zwei Bunden;

Fig. 16 ein Antriebselement mit einem stirnseitigen Reibbelag;

F i g. 17 den Querschnitt nach der Linie XVII-XVII in Fig. 16;

Fig 18 eine weitere Vorrichtung in perspektivischer Darstellung;

Fig 19 ein Antriebselement in Form einer mit der Umfangsfläche des Werkstücks in Berührung stehenden Rolle;

Fig 20 die Ansicht nach Pfeüfin F ig. 19:

Fig. 21 eine Vorrichtung, bei der der Wellenleiter des Schwingungsgenerator unter einem Winkel zur Berührungsfläche des Werkstücks mit der zugehörigen Auflage verläuft;

F i g. 22 ein Antriebselement in Form einer elastischen Felge mit Borden.

Das vereinfachte ' !nematische Schema gemäß F i g. I zeigt, wie ein Werkstück 1 an einer radialen Auflage 2 und einer axialen Auflage 3 abgestützt ist und durch die Reibung zwischen seiner Stirnfläche 4 und rinem rotierenden Antriebselement 5 in Drehung versetzt wird.

Zur sicheren Festlegung des Werkstücks 1 hat die radiale Auflage 2 zwti unter einem Winkel zueinander stehende Stützvorsprünge 6 und 7, deren Berührungsflächen der Form der zylindrischen Umfangsfläche 8 des Werkstücks 1 entsprechen.

Das Antriebselement 5 wird durch ein elastisches Kraftelement 9 über eine Kugel 10 an die Stirnfläche 4 des Werkstücks 1 angedrückt und mittels eines an einer Scheibe Jl angreifenden Riemens in Drehung versetzt. Dadurch wird das Werkstück 1 mit seiner Stirnfläche 12 an die axiale Auflage 3 mit der Kraft des elastischen Elements 9 über das Antriebselement 5 angedrückt. Die sichere Anlage des Werkstücks 1 an der radialen Auflage 2 wird durch eine gegenseitige Versetzung der Drehachsen des Antriebselemcnts 5 und des Werkstücks 1 um den Ex/entriziiätswen e(F i g. 2) erzielt.

Der radialen Auflage 2 und der axialen Auflage 3 werden von einem (nicht dargestellten) Schwingungsgenerator mechanische Schwingungen im Ultraschallbereich zugeleitet. Die Richtung dieser Schwingungen liegt dabei jeweils im wesentlichen oder vollständig parallel der gemeinsamen Berührungslinie des Werkstücks 1 mit der jeweiligen Auflage, wie dies in Fig. 1 durch jeweils gegensinnige Pfeile angedeutet ist. Dabei ist ein Abweichungswinkel α zwischen der Richtung der Schwingungen und der gemeinsamen Berührungslinie des Werkstücks 1 mit der entsprechenden Auflage gezeigt, welcher höchstens 10° beträgt.

Es ist ausreichend, die mechanischen Ultraschallschwingungen in die Auflage einzuleiten, die gegenüber dem Antriebselement 5 liegt, im Falle der Fig. 1 also der axialen Auflage 3, jedoch können die mechanischen Schwingungen auch gleichzeitig in beide Auflagen einstellt).

Die Schwingungen können im Laufe eines Arbeitszyklus ihren Charakter wechseln. Wenn z. B. das abgestützte und drehangetriebene Werkstück zu schleifen ist, so können sie eine beliebige symmetrische Form, beispielsweise eine Sinusform (F i g. 3a) aufweisen. Eine besondere asymmetrische Form, nämlich eine Sägezahnform (F i g. 3b, c) wird zur Verschiebung des Werkstücks 1 längs der radialen Auflage 2 verwendet. Dabei ίο wirken die Schwingungen der in Fig.3b dargestellten Form, bei der die Dauer der Vorderflanke jedes siigezahnartigen Impulses die Dauer der Hinteiflankc dieses Impulses überschreitet, im Sinne des Anlegens und eines zusätzlichen Andruckens des Werkstücks 1 an die axinlc Auflage 3, und die Schwingungen der in F ι g. Jc d.ngestellten Form, bei der die D;iuer der Hmtcrfl.inke jedes sägezahnartigen Impulses die Dauer von dessen Vorderflanke überschreitet, bewirken eine Entfernung des geschliffenen Werkstücks 1 aus der Bearbeitungszone.

Fig.4 zeigt ein weiteres kinematisches Schema zur Abstutzung und Drehung eines Werkstücks 1, wobei die axiale Auflage unbeweglich ist und ein rotierendes Antriebselement 5 an der Umfangsfläche 8 des Werkstücks 1 angreift.

Die Schwingungen werden in diesem Fall nur in die radiale Auflage 2 eingeleitet, der gegenüber das Antriebselement 5 angreift.

Dabei erfolgt das Andrücken des Werkstücks 1 an die radiale Auflage 2 durch das Antriebselement 5 und an

geleitet werden.

Sowohl die Parj.-neter (Frequenz, Amplitude, Form) 30 die axiale Auflage 3 wieder durch eine sägezahnartige der einzuleitenden mechanischen Schwingungen als Form der in die radiale Auflage eingeleiteten Schwinauch der Grenzwert des Winkels λ ergeben sich aus gungen. bei denen die Dauer der Vorderflanke des Imfolgenden Überlegungen: Im allgemeinen Fall werden pulses die Dauer der Hinterflanke überschreitet, sowie die mechanischen Ultraschallschwingungen der radialen zusatzlich durch die axiale Komponente der Wechsel- und der axialen Auflage in einem gewissen Maß auch in 35 Wirkungskräfte zwischen dem Werkstück 1 und der radas Werkstück 1 gelangen und an dessen Berührungsflä- dialen Auflage 2. die durch die Einleitung der Schwinehe itiü dem Ariif icbicierncnt 5 wirksam werden. Die gungen unter einem spitzen winkei zur Berünrungsiinie Reibung zwischen dem Werkstück 1 und dem Antriebs- des Werkstücks 1 mit der radialen Auflage 2 entsteht,
element 5 sowie zwischen dem Werkstück 1 und den Die wesentliche Verminderung der der Drehung entradialen Auflagen hängen dabei wesentlich von der 40 gegenwirkenden Reibungskräfte macht relativ geringe Größ d bi di Shi fttd RI W d Dh d di i i

Größe der bei diesen Schwingungen auftretenden ReIa tivbewegungen an den jeweiligen Berührungsflächen ab. Die nützliche Reibung zwischen dem Antriebselement 5 und dem Werkstück 1 bewirkt die Übertragung des Drehantriebsmoments, während die Reibung zwischen dem Werkstück 1 und der radialen Auflage 2 oder der axialen Auflage 3 schädlich ist und möglichst klein sein soll.

Der Grenzwert des Winkels λ wird so gewählt, daß sich ein optimales Verhältnis zwischen den Komponenten der eingeleiteten Schwingungen ergibt, um eine minimale schädliche Reibung zwischen dem Werkstück 1 und den Auflagen, eine minimale Beeinträchtigung der nützlichen Reibung zwischen dem Werkstück 1 und

Werte des Drehmoments und damit eine geringe Anpreßkraft des Antriebselements 5 an das Werkstück 1 möglich, was wiederum die Verwendung von Mitteln zur Dämpfung der unvermeidlichen Schwingungen des

« Antriebselements 5 ermöglicht.

In Fig.5 ist eine konkrete Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines runden Werkstücks an einer Schleifmaschine gezeigt, wobei es um das Schleifen der Bohrung im Innennng eines Wälzlagers geht Die Schleifmaschine hat ein Maschinenbett 13, auf der Baugruppen 14 zur Abstützung und Drehung des zu bearbeitenden Werkstücks I. der Schlitten 15 einer Beschikkungsvorrichtung 16 und der Arbeitskopf angeordnet

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sind. Der letztere ist eine Spindel 17 mit einem Spanndem Antriebselement 5 und eine möglichst vollkomme- 55 futter 18. in das eine Schleifscheibe 19 zum Schleifen der ne Unbeweglichkeit des Werkstücks 1 in Richtung der Bohrung des Innenrings eines Lagers eingespannt ist
Schwingungen der Auflagen zu erzielen. Dies wird auch Zur Baugruppe 14 zur Abstützung und Drehung des

durch die differenzierte Vorgabe der Schwingungen der Werkstücks 1 gehört ein feststehend angeordneter Ulradialen 2 und der axialen 3 Auflagen erreicht Insbeson- traschall-Schwingungsgenerator 20, der in einem Gedere wird die Frequenz und Amplitude der Schwingun- 60 häuse 21 mit Rohrstutzen 22 für die Zuleitung von Kühlgen unter Berücksichtigung der Form, der Abmessun- flüssigkeit untergebracht ist Der Generator 20 hat eigen und der Masse des Werkstücks 1 vorgegeben. nen geschichteten Kern 23 mit einer Wicklung 24 und In der Praxis liegt die Frequenz der in die radiale und einen Wellenleiter 25, dessen Form eine Energiekonzenaxiale Auflage eingeleiteten Schwingungen im Bereich tration der erzeugten Schwingungen gewährleistet, und von ! 5 bis 35 Kilohertz, ihre Amplitude in der Größen- es der mit dem geschichieten Kern 23 starr verbunden ist Ordnung von 1 bis 3 Mikrometer und der Winkel a be- Am freien Ende des Wellenleiters 25 ist die radiale trägt höchstens 10° (in der Zeichnung ist dieser Winkel Auflage 2 zur radialen Abstützung des Werkstücks 1 zwecks besserer Anschaulichkeit übertrieben darge- angeordnet, und durch ihn hindurch verläuft ein axialer

Kanal 26 zum Durchtritt der Stange 27 eines Lehrdorns 28. Durch eine Seitenöffnung 29 ragt die axiale Auflage 3 zur axialen Abstützung des Werkstücks 1.

Der Wellenleiter 25 ist parallel zur gemeinsamen Berührungslinie des Werkstücks 1 und der radialen Auflage 2 angeordnet. Die axiale Auflage 3 ist an einem in der Nut 31 einer Baugruppe 32 verstellbaren Halter 30 befestigt «und kann in den Grenzen, die durch Begrenzungsbolzen 33 gegeben sind, eingestellt werden. Dabei ist der Halter 30 in der Nut 31 durch eine Andrückschraube 34 befestigt, die den Halter 30 gegen die rechte Wand dieser Nut 31 preßt.

Zur Baugruppe 14 gehört auch eine bewegliche Grundplatte 35 mit Ausschnitten 36. die ihre Positionierung bezüglich der Berührungsstellen zwischen dem Werkstuck 1 und den Auflagen 2 und 3 ermöglichen; die Lage der Grundplatte wird durch Schrauben 37 festgelegt Die Grundplatte trägt eine Andrückvorrichtung 38 zum Andrucken des Antnebseiements 5 an das werkstück 1.

Die Andrückvorrichtung 38 enthält eine Spindel 39, in der in Lagern 40 eine Welle 41 gelagert ist. Diese trägt an einem Ende ein treibendes Reibelement 5 in Form einer scheibenartigen Rolle mit einem Reifen 42 aus einem elastischen Werkstoff, z. B. Gummi, und am anderen Ende eine mittels eines Riemens 43 antreibbare Scheibe 11. Die Achse der Welle 41 ist unter einem spitzen Winkel, bevorzugt unterhalb 45°, zur Achse des Werks'ücks 1 eingestellt, und der Reifen 42 des Antriebselements 5 drückt mit einer gewissen Kraft auf einen bereich des Werkstücks 1, der gegenüber der radialen Auflage 2 und der axialen Auflage 3 liegt. Die Andrückkraft wird mittels eines Widerlagers 44 mit einer Gegenmutter 45 in einer Konsole 46 bestimmt.

Der Schlitten 15 ist auf Wälzführungen 47 mit Rollen 48 verschieblich. Die Wälzführungen 47 liegen recht-

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fenden senkrechten Ebene und sind mit einem nicht dargestellten Antrieb zur Verstellung im Arbeitszyklus verbunden. Auf dem Schlitten 15 ist die Beschickungsvorrichtung 16 mit einer senkrechten Zuleitungsrinne 49 angeordnet. In dieser sind saulenartig die ringförmigen Rohlinge 50 der Werkstücke 1 gestapelt.

Die Zuleitungsrinne 49 ist vorne mit einem durchsichtigen Deckel 51 abgedeckt. In der Beschickungsvorrichtung 16 ist senkrecht zur Zuleitungsrinne 49 und parallel zur Ebene des Schlittens 15 eine Nut 52 ausgeführt, in der ein Zuteilerschieber 53 gleitet. Dieser hat einen Dorn 54. mit dem er in die Bohrungen der Rohlinge 50 greift.

Das Verstellungswerk des Zuteilerschiebers hat eine Zahnleiste 55. die mit einem Zahnrad 56 zusammenwirkt. An der Beschickungsvorrichtung 16 ist auch eine Einheit 57 zum Abziehen der Schleifscheibe 19 angebracht, die aus einem in Führungen 58 verschieblichen Schlitten 59 besteht. Dieser ist mi» einer Mikrometerschraube 60 verbunden und trägt einen in einem Halter befestigten Diamanten 61 zum Abrichten der Schleifscheibe 19. An der Mikrometerschraube 60 ist eine Skala 63 zur Anzeige der Verstellung des Diamanten 61 befestigt. Die in der Zeichnung strichpunktiert dargestellte Lage der Beschickungsvorrichtung 16 entspricht der Arbeitslage.

Die Baugruppe 14 zur Abstützung und Drehung des Werkstücks 1 ist am Maschinenbett 13 mit Schrauben befestigt, von denen in der Zeichnung nur eine gezeigt ist.

Die in F i g. 7 und Fig. 8 dargestellte Schleifmaschine dient zur Bearbeitung der inneren Laufbahn des äußeren Rings eines Kugellagers und ist von grundsätzlich gleichem Aufbau wie die vorstehend betrachtete Schleifmaschine. Ihr Wellenleiter 25 ist jedoch massiv ausgeführt und trägt an seinem freien Ende die radiale Auflage 2 in Form einer mit Hilfe einer Schraube 65 befestigten Scheibe mit Profilausschnitt, der die Stützvorsprünge 6 und 7 ausbildet. Die an einem Halter 30 befestigte axiale Auflage 3 hat die Form einer Schale,

ίο die an der Stirnfläche des Werkstücks 1 anliegt.

Die Schleifscheibe 19 hat eine toroidale Arbeitsfläche, die dem Profil der Laufbahn des Lageraußenrings (Werkstücks) 1 entspricht. Der Halter 62 des Diamanten 61 zum Abrichten der Schleifscheibe 19 ist hier drehbar ausgeführt.

Die Beschickungsvorrichtung 16 ist um eine durch Spitzen 66 definierte A:hse seitlich aus der Bearbeitungszone des Werkstucks 1 wegschwenkbar. Sie hat hierzu an einem tnde einen Zahnkranz ό/. der mit einer Zahnstange 68 zusammenwirkt, welche zum Schwenken der Beschickungsvorrichtung 16 durch einen Kraftzylinder 69 bewegt wird. Die Lage der Beschickungsvorrichtung 16 in der Beschickungsposition wird durch einen Anschlag 70 festgelegt. Diese Lage der Beschickungsvorrichtung 16 ist in der Fig. 7 mit strichpunktierten Linien gezeigt.

Die Leiste 55 auf dem Zuteilerschieber 53 ist schrägverzahnt ausgeführt und steht in Wechselwirkung mit der schrägverzahnten Stangenleiste 71 eines Beschikkungszylinders 72. Die Beschickungsvorrichtung 16 ist am Maschinenbett Ij durch Schrauben befestigt.

Das Antriebselement 5 ist von einer Feder 74 beaufschlagt. Sein Drehantrieb kommt von einem Motor 75 an einer Konsole 76, und zwar über einen Riemen 43 der eine auf der Achse 77 des Motors sitzende Scheibe 78 umschlingt.

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zum Schleifen der äußeren Laufbahn des Innenringes eines Kugellagers und unterscheidet sich nicht grundsätzlich von den oben beschriebenen Ausbildungen. Hier ist der Wellenleiter 25 massiv ausgeführt, und an seinem freien Ende ist mit einer Schraube 65 die radiale Auflage 2 befestigt. Diese hat die Form einer Scheibe mit Profilausschnitt, der die Stützvorsprünge 6,7 ausbildet (vergl. Fig. 10). Außerdem ist in dieser Ausbildung die Spindel 17 mit einer Schleifscheibe größeren Durchmessers bestückt, welche die äußere Umfangsfläche des Werkstücks 1 bearbeitet.
Die Beschickungsvorrichtung 16 ist neben dem WeI-lenleiter 25 angeordnet, und der Antrieb des Zuteilerschiebers 53 enthält einen an diesem befestigten Bolzen 79, der mit einer Gabel 80 zusammenwirkt. Die Gabel 80 ist mk einer Walze 81 verbunden, an der ein Zahnrad 82 befestigt ist, das mit der Stangenleiste 71 des Beschikkungszylinders 72 mit Rohrstutzen 83 für die Zuleitung eines Arbeitsmediums in Wechselwirkung steht. F i g. 11 zeigt die Ansicht der Beschickungsvorrichtung 16 in Richtung des Pfeils D in F i g. 9 mit entferntem Deckel 51.

Zur Entfernung des bearbeiteten Werkstücks 1 von der radialen Auflage 2 nach Abschluß von dessen Bearbeitung ist ein Strahlausstoßer 84 in Form einer Düse vorgesehen, durch die in die Bearbeitungszone Luft, eventuell auch eine Schmier- und Kühlflüssigkeit zuge-ΐϊΐιΐΓΐ w'£Tu£u £3ΩΠ.

In den Fig. 12 -=- 17 sind mögliche Ausgestaltungen einzelner Baugruppen und Elemente der Schleifmaschine gemäß der betrachteten Ausbildung dargestellt.

Fig. 12 und 13 zeigt einen Wellenleiter 25 mit einem Durchbruch 85, durch den die Beschickungsvorrichtung 16 mit der Zuleitungsrinne 49 hindurchragt. Dabei bildet die Achse des Zuteilerschiebers 53 und des Dorns 54 mit der Achse des Werkstücks 1 einen kleinen Winkel/?von etwa 2 + 5°.

In der F i g. 14 ist die axiale Auflage 3 an einem bevorzugt parallel zur Ebene der Stirnfläche 12 des Werkstücks 1 verlaufenden Wellenleiter 86 eines zusätzlichen Schwingungsgenerator 87 befestigt. Das Antriebbelement 5 ist dabei in Form einer Rolle mit elastischem Reifen 42 ausgeführt, der an einer Randschulter des zu bearbeitenden Werkstücks 1 angreift.

In der Fig. 15 ist das Antriebselement 5 eine Rolle mit elastischem Reifen 42 mit zwei Bunden 88 und 89, u von denen einer an der Stirnfläche 4 und der andere an der Umfangsfläche 8 des Werkstücks 1 angreift und die am Umfang des Antriebselements 5 eine Winkelrille 90 bilden. Dabei kann der durch die Seitenflächen der Winkelrille 90 gebildete Winkel y kleiner als 90" sein, wodurch es zu einer Klemmwirkung dieser Seitenflächen und damit zu einer Steigerung des übertragenen Drehmoments kommt.

In Fig. 16 wirkt das Antriebselement 5 auf eine Stirnfläche des Werkstücks entsprechend dem Schema gemaß Fig. 1/2 und hat hierzu einen stirnseitigen Reibbelag 91. Dabei ist die Drehachse des Antriebselements 5 zur Achse des Werkstücks 1 parallel und gegenüber dieser um die Exzentrizität e versetzt.

Fig. 18 zeigt in Perspektive die bevorzugte Ausbildung der Einrichtung zur Abstützung und Drehung eines runden Werkstücks mit ebener Stirnfläche für eine Maschine zum Schleifen der Laufbahnen der Innenringe von Kugellagern. Hier hat der Wellenleiter 25 einen rechteckigen Querschnitt, ebenso auch die an seinem freien Ende mit Hilfe von Schrauben 92 und 93 befestigte radiale Auflage 2. Die axiale Aufiage 3 ist feststehend und berührt die Stirnfläche 12 des Werkstücks 1. Die Bearbeitung geschieht mittels einer Schleifscheibe 19 großen Durchmessers.

In der Ausbildung der Einrichtung zur Abstützung und Drehung gemäß Fig. 19/20, die für eine Maschine zum Schleifen der Bohrung des Innenrings von Wälzlagern bestimmt ist. ist das Antriebselement 5 eine Rolle, die an der Umfangsfläche des Werkstücks 1 angreift. Die axiale Auflage 3 ist starr angeordnet, und die radiale Auflage 2 ist am Wellenleiter 25 befestigt, der parallel zur gemeinsamen Berührungslinie des Werkstücks 1 mit der radialen Auflage 2 verläuft, wobei die Symmetrieachse des Wellenleiters 25 mit der Drehachse des Werk- so Stücks 1 zusammenfällt. Das Antriebselement 5 ist um einen Winkel ό in der Größenordnung von 2 bis 4° bezüglich der Drehachse des Werkstücks 1 verschränkt, wodurch im Betrieb das Werkstück 1 an die axiale Auflage 3 angedrückt wird.

In F i g. 21 ist der Wellenleiter 25 mit der an ihm befestigten radialen Auflage 2 unter einem (übertrieben dargestellten) geringen Winkel in der Größenordnung von 5 bis 10° in bezug auf die gemeinsame Berührungslinie des Werkstücks 1 mit der radialen Auflage 2 angeordnet, wodurch desgleichen eine gewisse zusätzliche Andrückung des Werkstücks 1 an die axiale Auflage 3 zustandekommt.

F i g. 22 zeigt ein Antriebselement 5 in Form einer Rolle mit einem Reifen 42 aus einem elastischen Werkstoff mit Borden 94 und 95, deren Abstand geringer als die Breite des Werkstücks 1 ist, so daß es zu einer gewissen Einspannwirkung kommt Dabei verläuft die Drehachse des Antriebselements 5 parallel zur Achse des Werkstücks 1, und es greift sowohl an der Umfangsfläche 8 als auch mit seinen Borden an den Stirnflächen 4 und 12 des Werkstücks 1 an. Dadurch wird das auf das Werkstück 1 übertragbare Drehmoment vergrößert.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Abstützung und Drehung eines die Form eines Rotationskörpers mit ebenen Stirnflächen aufweisenden Werkstücks (1) mit einer radialen und einer axialen Auflage (2,3) und einem am Werkstück mittels Reibungsschluß angreifenden rotierenden Antriebselement (5) und mindestens einem Generator zur Erzeugung von im Ultraschallbereich liegenden Schwingungen zur Einleitung derselben in die ihm zugehörige Auflage, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale (2) und die axiale (3) Auflage getrennt voneinander ausgeführt sind und die Schwingungen parallel zur Berührungsfläche des Werkstücks (1) mit der Auflage (2,3) oder höchstens um 10° abweichend von dieser Richtung in die gegenüber der Kontaktzone des Werkstücks (1) mit dem Antriebselement (5) liegende Auflage (2, 3) eingeleitei v»erden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch zwei Generatoren, von denen der eine (20) auf die radiale (2) und der andere (87) auf die axiale (3) Auflage wirkt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine asymmetrische Form der mechanischen Ultraschallschwingungen wenigstens während eines Teils des Arbeitszyklus.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine sägezahnartige Form der mechanischen Ultraschallsch ■ isigungen.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (5) eine mit der Umfangsfläche (8) des We-kstücks (1) in Berührung stehende Rolle mit elastischem Reifen (42) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Reifen (42) Borde (94, 95) aufweist, zwischen denen das Werkstück (1) elastisch eingespannt ist (F i g. 22).

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (5) eine mit der Außenphase des Werkstücks (1) in Berührung stehende Rolle mit elastischem Reifen (42) ist.

8. Vo-nchtung nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (5) eine Rolle mit elastischem Reifen (42) mit zwei Lippen (88, 89) ist. die sowohl mit der Umfangs- (8) als auch mit der stirnseitigen (4) Fläche des Werkstücks (1) in Berührung stehen (F i g. 15).