DE3210559A1

DE3210559A1 - Schleifverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3210559A1
Application number: DE19823210559
Authority: DE
Inventors: Roderick L. 61107 Rockford Ill. Smith
Original assignee: ENERGY ADAPTIVE GRINDING Inc
Current assignee: ENERGY ADAPTIVE GRINDING Inc
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1983-02-10
Also published as: GB2095594B; CA1184991A; GB8407732D0; GB2095594A; SE8201948L; GB2143448A; GB2143447A; GB2143448B; GB8407733D0; JPS57173463A; GB2143447B

Description

fiz, Dr. Rjflfcs, Dr. Bar d
Postfach Vv-C^iS

D-esoo FYarsteuri em UhIn 70
*ίοη(ϋ$11} 617079

22. März 1982

Energy-Adaptive Grinding, Inc., Rockford, Illinois 61109/USA

Schleifverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen zum Schleifen von Werkstücken mit drehend angetriebenen Schleifscheiben bekannter Art, die hinsichtlich ihres Aufbaues Schleifkörner aufweisen, die in einer Trägermatrix eingebunden sind. Im Gebrauch werden die Schleifkörner abgeflacht und unter bestimmten Bedingungen abgestumpft und sie zerbrechen oder brechen aus der Trägermatrix heraus, so daß die Schleifscheibe sich unter anderen Bedingungen abnutzt, was nicht nur zu einer Verminderung des Schleifscheibenradius sondern auch zu einer Abweichung der Schleifscheibenstirnfläche von der gewünschten Gestalt oder Form führt. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Konditionieren einer Schleifscheibe, um einen gewünschten Grad der Schärfe und/oder die Form beim fortschreitenden Schleifen von Werkstücken aufrechtzuerhalten oder wieder herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geschwindigkeit, die Wirksamkeit und die Genauigkeit, mit der Werkstücke zu einer bestimmten Form, Größe und Oberflächen-

glätte geschliffen werden, bezüglich der Geschwindigkeit, der Wirksamkeit und der Genauigkeit, wie sie mit "bekannten herkömmlichen Schleifverfahren erreichbar sind, wesentlich zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die die selbständigen Patentansprüche kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, den Zustand, d.h. die Schärfe und/oder Form einer Schleifscheibenstirnflaehe zu steuern, trotz der normalen Tendenz der Schleifscheibe stumpf zu werden und die gewünschte Form zu verlieren, indem Verfahren und Vorrichtungen eingesetzt werden, die nicht nur radikal vom Bekannten abweichen, sondern auch eine größere Wirtschaftlichkeit und höhere Produktivität des Schleifvorganges gewährleisten.

Bezüglich des letztgenannten Aspektes ist mit der Erfindung eine Steuerung der Wirkung zwischen einem "Kondition!erelement", beispielsweise einer Abrichtrolle und der Stirnfläche einer Schleifscheibe möglich, um letztere auf eine gewünschte Schärfe oder in eine gewünschte Form zu bringen oder zu halten, wobei ein billigeres Konditionierelement erforderlich ist, mit einer relativ langen Lebensdauer, bei geringem Zeitaufwand und wobei wenig oder keine Zeit für das Schleifen von Werkstücken verlorengeht.

Insbesondere erfolgt bei der Erfindung das Schleifen von Werkstücken, wobei eine einzelne Schleifscheibe durch alle verschiedenen Arbeitsstufen am Werkstück hindurch gesteuert wird, um eine gewünschte Schärfe und Form

(Schleifscheibenstirnflächenform) zu erreichen. Auch wird eine Schleifscheibenfläche schnell abgerichtet (Aufrechterhalten der Form), wobei die Scheibenflächenkörner scharf bleiben.

Weiterhin wird eine Schleifscheibenfläche schnell abgerichtet (Beibehalten der Form), indem ein Konditionierelement verwendet wird, das billig ist, insbesondere verglichen mit den herkömmlichen Diamantabrichtrollen, das eine angemessene Standzeit aufweist und leicht austauschbar ist.

Auch wird ein schnelles Abrichten der Schleifscheibenfläche erreicht durch Verwendung eines Konditionierelementes, das aus demselben Material besteht und dieselbe Form aufweist wie die von der Schleifscheibe geschliffenen Werkstücke, und welches tatsächlich eines dieser Werkstücke selbst sein kann.

Weiterhin wird mit der Erfindung die Standzeit eines Diamantabrichtelementes durch einen bisher unbekannten Faktor verlängert, der jedoch das 10- bis 20-fache der gegenwärtig mit Diamantscheiben-Abrichtelementen oder -Rollen erzielten Standzeit erreicht.

Insbesondere wird mit der Erfindung auch die Konditionierung einer Schleifscheibenfläche bezüglich der Schärfe und/oder Form in einer reproduzierbaren Weise ermöglicht, so daß die Schleifwirkung vorbestimmt und bekannt ist, wenn die Schleifscheibe weiter läuft oder wieder in Schleifkontakt mit dem Werkstück·gebracht wird.

-v-4 -

Die Erfindung schafft auch Verfahren und Vorrichtungen, durch die eine Schleifscheibenfläche beim oder für das Grobschleifen schnell scharf gemacht werden kann, wodurch die Effizienz des Schleifvorganges gefördert wird, und mit der eine Schuß ifScheibenfläche beim abschließenden Feinschliff schnell geglättet werden kann, wodurch eine wenige Mikrometer hohe (glatte) Oberfläche am Werkstück erzielt wird.

Die vorstehenden Vorteile werden dabei durch den Schleifscheiben-Konditioniervorgang erreicht, der ausgeführt wird, entweder intermittierend oder kontinuierlich, während die Schleifscheibe am Werkstück schleift, wodurch Zeit gespart wird und die Produktivität einer bestimmten Schleifmaschine erhöht wird.

Auch wird die "spezifische Schleifenergie" (SGE) zwischen einem Werkstück und einer Schleifscheibe gesteuert, indem die Zustände des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibe und einem Konditionierelement gesteuert werden.

Ein weiterer Vorteil, der mit der Erfindung erreicht wird, besteht darin, daß dünne oder flexible Werkstücke ohne Oberflächenverbrennungen oder anderer metallurgischerBeSchädigungen geschliffen werden können, trotz der Tatsache, daß die verwendete Schleifscheibe sonst nur mit einer so geringen Kraft und Geschwindigkeit an das Werkstück zugestellt werden kann, dass die Schleifscheibe dazu neigt, schnell stumpf zu werden.

Außerdem ermöglicht es die Erfindung, daß während des Schleif Vorganges eine "in-process" Werkstückgrößenmessung vorgenommen wird, wodurch trotz der Schleifscheibenabnutzung eine Werkstücksgrößenkontrolle möglich ist, durch Verfahren und Vorrichtungen, die (a) in manchen Fällen keine Abfühlmessung beinhalten oder (b) die eine Konditionierelement-Abfühlmessung vornehmen, die weniger teuer und komplex ist und die über einen geringeren Abstandsbereich arbeitet, verglichen mit herkömmlichen Werkstück-Abfühlmessungen.

Diese und andere Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen noch deutlicher. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Schleifmaschine mit Dreh- und Vorschubantrieben für die verschiedenen beweglichen Bauteile und mit Sensoren für die Werte verschiedener physikalischer Parameter, wie Geschwindigkeiten, Vorschübe, Stellungen und Drehmomente.

Fig. 1A eine allgemeine Darstellung eines Steuersystems, das in Verbindung mit der Vorrichtung der Fig. 1 bei der Ausführung der Erfindung in einer ihrer zahlreichen Ausgestaltungen Verwendung findet.

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer Flächenschleifmaschine (im Gegensatz zu der Zylinderschleifmaschine der Fig. 1)_f wobei die verschiedenen Relativbewegungen zum Flächenschleifen und Abrichten der Schleifscheibe dargestellt sind.

-4k -

Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer Flächenschleifmaschine mit Schleifscheibenzuführbewegungen, die sich von denen der Fig. 2 unterscheiden.

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer Rollenschleifmaschine zur Darstellung der verschiedenen Bewegungen.

Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer Zylinderschleifmaschine, die in vereinfachter Form der der Fig. entspricht.

Fig. 6 eine Draufsicht entlang der Linie 6-6 der Fig. 5, wobei die Stirnfläche einer zylindrischen Schleifscheibe dargestellt ist, die von der gewünschten Form abweicht und die eine Erneuerung durch Abrichten erfordert.

Fig. 6A ähnlich wie Fig. 6 eine Schleifscheibe mit einer "geformten" Schleiffläche in Verbindung mit einem Werkstück und einem Abrichtelement, die entsprechend geformte Arbeitsflächen und Wirkungsflächen aufweisen.

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 2, wobei beabsichtigt ist, eine Schleifscheibe darzustellen, die eine zylindrische Schleiffläche aufweist, die auf ein im wesentlichen flaches Werkstück in einer Flächenschleifmaschine wirkt.

Fig. 7A ist der Fig. 7 ähnlich, wobei jedoch eine geformte Schleifscheibe dargestellt ist, mit einer Schleiffläche, die von der genauen Zylinderform abweicht und die eine entsprechend geformte Fläche in das Werkstück schleift.

Fig. 8 ein vereinfachtes Gegenstück von Fig. 1 mit einer Schleifscheibe, die mittels relativer Schmirgel- und Vorschubberührung mit einem Abrichtelement konditioniert wird, wobei die Schleifscheibe für einen Schleifkontakt mit einem Werkstück frei ist.

Fig. 9 ein elektrisches Blockschaltbild, das zusammen mit der Fig. 8 eine Vorrichtung ergibt, die eine Ausgestaltung des in Fig. 1A dargestellten Systems bildet, um das Abrichtverhältnis TR zu steuern, mit dem die Schleifscheibe abgerichtet wird, um ihre Schleiffläche wieder in die gewünschte Form zu bringen.

Fig. 10 ein elektrisches Blockschaltbild, welches in Verbindung mit Fig. 8 eine andere Ausgestaltung eines Steuersystems darstellt, um das Verhältnis TR beim Abrichten in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung auf einem bestimmten Wert zu halten.

Fig. 11 ein elektrisches Blockschaltbild, welches eine andere Form eines Steuersystems der Fig. 1A darstellt und zusammen mit Fig. 8 die Steuerung der Parameter darstellt, um den Abrichtvorgang in Übereinstimmung mit der Erfindung durchzuführen,

wenn das Abrichtelement und die Schleifscheibe in die (noch zu definierende) Klasse III fallen.

Fig. 12 in Verbindung mit Fig. 8 eine weitere spezifische Ausgestaltung der Steuervorrichtung, um das Abrichten einer Schleifscheibe gemäß der Erfindung durchzuführen.

Fig. 13 ein elektrisches Blockschaltbild, das in Verbindung mit Fig. 8 eine weitere Steuervorrichtung darstellt, die bei der Ausführung der Erfindung verwendbar ist, um das STE-Verhältnis (wird noch definiert) beim Abrichten der Schleifscheibe innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten.

Fig. 14 ein elektrisches Blockschaltbild, das in Verbindung mit Fig. 8 ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung darstellt, um das STE-Verhältnis auf einem bestimmten Wert zu halten.

Fig. 15 ähnlich wie die Fig. 13 und 14 eine weitere spezifische Ausgestaltung eines Steuersystems, um das Abrichten der Schleifscheibe durchzuführen.

Fig. 16 eine allgemeine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen der Abriebgeschwindigkeit der Schleifscheibe und dem STE-Verhältnis, wie auch, die allgemeine Beziehung zwischen STE und der sich ergebenden Glätte der Werkstücksoberfläche, die beim Schleifen mit der Schleifscheibe er-

reichbar ist, nachdem diese bei verschiedenen STE-Verhältnissen abgerichtet ist.

Fig. 17 ein vereinfachtes Gegenstück der Fig. 1, wobei die relative Stellung der verschiedenen Bauteile zu sehen ist, wenn eine Schleifscheibe beim Schleifen eines Werkstückes wirksam ist und gleichzeitig ein Abrichten oder Konditionieren durch die Wirkung eines Abrichtelementes erfolgt.

Fig. 18 ein elektrisches Blockschaltbild, das in Verbindung mit Fig. 17 eine Ausgestaltung eines Steuersystems der Fig. 1A darstellt, wobei das STE-Verhältnis des Abrichtvorganges gesteuert wird, während gleichzeitig der Schleif Vorgang und der Abrichtvorgang stattfindet.

Fig. 19» 20 und 21 vereinfachte Diagramme, die die relativen Stellungen einer Schleifscheibe, eines Werkstückes und eines Abricht- oder Konditionierelementes in verschiedenen Arbeitsstufen darstellen, wobei ein Abrichtelement der Schleifscheibe "mit Lücke folgt" und periodisch die Schleiffläche in Eingriff nimmt, während die Schleiffläche das Werkstück bearbeitet.

Fig. 22A in Verbindung mit Fig. 22B ein elektrisches Blockdiagramm, welches in Verbindung mit den Fig. 17 und 19-21 die Art und Weise darstellt, in der der periodische Abrichtvorgang ausgeführt werden kann, wobei das Abrichtelement "mit Lücke folgt".

Fig. 23 schematisch eine Anordnung zum periodischen Auslösen der Abrichtvorgänge der Vorrichtung der Fig. 22A, B.

Fig. 24 eine alternative Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Auslösen der intermittierenden Atfriehtschritte, die von dem System der Fig. 22A, 22B zu verschiedenen Zeitpunkten ausgeführt werden, die von der Radiusverminderung oder Abnutzung der Schleifscheibe bestimmt sind.

Fig. 25 eine schematische Draufsicht auf eine Schleifscheibe, ein Werkstück und ein Abrichtelement zum Formschleifen, wobei ein Weg zum Abfühlen der abgenutzten Schleiffläche dargestellt ist, die ihre Form verloren hat.

Fig. 26 in Verbindung mit Fig. 25 eine andere Anordnung zum Auslösen der periodischen Abrichtvorgänge, die von der Vorrichtung gemäß Fig. 22A, B zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ausgelöst werden, wenn festgestellt wird, daß die Schleifscheibe ihre Form verloren hat.

Fig. 27 in Verbindung mit Fig. 17 eine andere Ausgestaltung der Steuerverfahren und Vorrichtungen, wobei in diesem Fall zum Steuern des SGE des Schleifvorganges eine automatische Einstellung der Parameter erfolgt, womit eine gleichzeitige Rieht- oder Konditionierwirkung erzeugt wird.

--TT-

Fig. 28 ein vereinfachtes Gegenstück zu Fig. 1, wobei die relativen Stellungen der Bauteile der Schleifmaschine dargestellt sind, während der Schleifvorgang und der Abrichtvorgang gleichzeitig erfolgen, mit Steuerungen, die auf einfache Weise mittels einer Sonde oder einer Meßeinrichtung bewirkt wird, die das Abrichtelement abfühlt.

Fig. 29 in Verbindung mit Fig. 28 eine andere Ausgestaltung der Steuerverfahren und Vorrichtungen, um die Abricht- oder Schleifscheiben-Konditioniervorgänge während des Schleifens durchzuführen, wobei das STE-Verhältnis auf einem bestimmten Wert gehalten wird.

Fig. 30, die zur Fig. 28 gehört, ein Blockschaltbild einer elektrischen Vorrichtung zum Steuern des STE-Verhältnisses an der Schleifgrenzschicht, wobei der Schleifvorgang und der Abrichtvorgang gleichzeitig erfolgen.

Fig. 31, die zu Fig. 28 gehört, ein Blockschaltbild einer elektrischen Vorrichtung zum Steuern des Schleif-Vorganges bei einem Teil bei einer bestimmten Geschwindigkeit und einer gewünschten Abmessung, wobei die Konditionierung der Schleifscheibenfläche fortgesetzt wird, während das Schleifen und Abrichten gleichzeitig erfolgt, ohne daß eine Messung zwischen den Bearbeitungsgängen erforder-•lich ist.

Typischer Schleifmaschinenaufbau und -bauteile

In Fig. 1 ist schematisch eine typische Schleifmaschine mit ihren verschiedenen, relativ zueinander beweglichen Bauteilen dargestellt, zusammen mit verschiedenen Sensoren, Antriebsmotoren ader Betatigungseinrichtungen. Nicht alle Sensoren und Betätigungseinrichtungen sind bei bestimmten Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung erforderlich; Fig. 1 kann jedoch als Gesamtdarstellung der verschiedenen Bauteile der Maschine angesehen werden, die in den verschiedenen Ausgestaltungen verwendet werden, wobei zu beachten ist, daß verschiedene dieser Bauteile in manchen Fällen weggelassen werden können.

Die hier beispielsweise dargestellte Schleifmaschine ist eine Zylinderschleifmaschine; jedoch ist die unten beschriebene Erfindung gleichermaßen bei allen anderen Schleifmaschinentypen verwendbar, wie Flächenschleifmaschinen, Rollenschleifmaschinen usw.. Die Maschine weist eine Schleifscheibe 20 auf, die um eine Achse 20a drehbar gelagert ist und mittels eines Schleifscheibenmotors WS (hier im Gegenuhrzeigersinn) angetrieben wird. Die Schleifscheibe 20 und ihre Spindel oder Welle 20a werden von einem Schleifscheibenschlitten getragen, der auf dem Maschinenbett 22 gleitbar angeordnet ist. Die Schleiffläche 20b der Schleifscheibe ist, wie dargestellt, in Reibberührung mit der Werkstücksoberfläche 24b eines Teiles oder Werkstückes 24 und wird durch Bewegung des Schlittens WS nach links relativ zum Werkstück zugestellt, um eine schmirgelnde Schleifwirkung im Grenzbereich zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe zu erzeugen. Bei der beispielsweise

dargestellten Anordnung weist das Werkstück 24 eine im wesentlichen zylindrische Form auf (anders ausgedrückt ist ihre äußere Fläche eine Drehfläche) und wird an festgelegten Stellen des Maschinenbettes 22 unterstützt, ist jedoch für eine Drehung um die Achse 24a gelagert. Das Werkstück wird mittels eines auf dem Maschinenbett 22 angebrachten Motors PM (hier im Gegenuhrzeigersinn) angetrieben. Da sich das Werkstück und die Schleifscheibenfläche in ihrer Grenzschicht in entgegengesetzten Richtungen bewegen, ist die relative Oberflächengeschwindigkeit ihres Reibkontaktes gleich der Summe der Geschwindigkeiten der Umfangsflachen ihrer zwei zylindrischen Elemente.

Geeignete steuerbare Einrichtungen wie hydraulische Zylinder oder Hydraulikmotoren können verwendet werden, um den Schlitten WS entlang des Bettes 22 nach links oder rechts zu bewegen. Bei der hier dargestellten Ausführung weist der Schlitten WS jedoch eine Mutter 25 auf, die mit einer Bewegungsschraubspindel 26 in Eingriff ist, die von einem Schleifscheibenzustellmotor WFM, der auf dem Maschinenbett angebracht ist, reversibel mit verschiedenen Geschwindigkeiten antreibbar ist. Für Darstellungszwecke sei angenommen, daß der Motor WFM den Schlitten WS und damit die Schleifscheibe 20 nach rechts oder links bewegt, gemäß der Polarität einer am Motor anlangenden Spannung Vj und mit einer Geschwindigkeit, die proportional zur Größe der Spannung ist.

Um die tatsächliche Geschwindigkeit, mit der die Schleifscheibe zugestellt wird, zu messen und zu übertragen, ist ein Gleichstrom-Drehzahlmesser 28 mechanisch, mit der Schraubspindel 26 oder der Welle des Motors WI¹M verbunden, der ein Signal in Form einer Gleichspannung

-U4--

P erzeugt, das proportional zur Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens WS und der Schleifscheibe 20 ist. !Natürlich können auch alternative Zustellgeschwindigkeitssensoren oder Signaleinrichtungen verwendet werden.

Es können auch geeignete Einrichtungen als Stellungssensor 29 verwendet werden, die mit dem Schlitten WS oder der Schraubspindel 26 verbunden sind, um ein veränderliches Signal P zu erzeugen, das die Stellung der Schleifscheibe repräsentiert, wenn diese sich vor- oder zurückbewegt. Im vorliegenden Fall wird die Stellung der Schleifscheibe entlang der Skala 30 (die am Maschinenbett angebracht ist) als Abstand zwischen dem Nullbezugspunkt 31 und einem Indexpunkt 32 am Schlitten gemessen. Die Bezugs- und Indexpunkte 31 und 32 sind der einfachen Darstellung wegen hier als vertikal mit den Achsen 24a und 20a ausgerichtet dargestellt und das Signal P_ws repräsentiert die Stellung oder den horizontalen Abstand der Schleifscheibenachse 20a relativ zur Werkstücksachse 24a. Ein geeigneter Stellungssensor 29 kann einen bi-direktionalen Impulsgeber aufweisen, der Impulse in einen reversiblen Zähler gibt, dessen digitaler Zählinhalt zu einem Digital-Analog-Konverter geführt wird, der das Signal P_ws als veränderliche Gleichspannung erzeugt. Eslßnnen jedoch wahlweise auch viele andere dem Fachmann bekannte Stellungssignalisiereinrichtungen verwendet v/erden. Bei der Ausführung der Erfindung ist es bei einigen Ausgestaltungen wünschenswert, aus Gründen, die noch erklärt werden, die Leistung, die vom Drehantrieb der Schleifscheibe 20 aufgebracht wird und

auch die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe 20 festzustellen und anzugeben. Obwohl Leistung auf verschiedenen Wegen festgestellt und angegeben werden kann, zeigt Fig. zum Zwecke der Leistungsermittlung einen Drehmomentwandler 35» der mit der Welle verbunden i st, die den Schleifscheibenmotor WM mit der Schleifscheibe 20 verbindet. Der Drehmomentwandler 35 erzeugt eine Gleichspannung TOR , die proportional zum Drehmoment ist, das beim Antrieb der Schleifscheibe auftritt, um den oben beschriebenen Schleifkontakt im Bereich zwischen der Schleifscheibe 20 und dem Werkstück 24 zu erzeugen. Die Geschwindigkeit des Schleifscheibenmotors WM ist steuerbar, wobei der Motor von verschiedener Art sein kann, beispielsweise ein Hydraulikmotor, wobei jedoch hier davon ausgegangen wird, daß es sich um einen Gleichstrommotor handelt, der mit einer Drehgeschwindigkeit u/_w arbeitet, die proportional zu einer angelegten Erregerspannung V ist. Als einfache aber exemplarische Einrichtung zum Feststellen und Ange-

der Scheibe 20 ben der tatsächlichen DrehgeschwindigKeit/isT; hier ein Drehzahlmesser 36 gezeigt, der mit der Welle des Motors WM verbunden ist, und eine Gleichspannung Uj^ erzeugt, die proportional zur Drehgeschwindigkeit (beispielsweise in Drehzahleinheiten) der Schleifscheibe 20 ist.

In ähnlicher Weise ist es in manchen Fällen der Ausführung der Erfindung wünschenswert, daß die Leistung und die Drehgeschwindigkeit des Werkstückes oder Teiles 24 direkt oder indirekt angegeben wird. Zu diesem Zweck ist, wie weiter unten näher erläutert ist, ein Drehmomentumformer 38 mit der Welle verbunden, die antriebsmäßig mit dem

Werkstücksantriebsmotor PM verbunden ist, um das Werkstück 24 anzutreiben. Als Drehmomentumformerkann dabei jede geeignete Art verwendet werden, wobei hier angenommen ist, daß er als Ausgangssignal eine Gleichspannung TOR₃ erzeugt, die proportional zum Drehmoment ist, welches der Motor PM beim Drehantrieb des Teiles 24 im Gegenuhrzeigersinn während des Schleif Vorganges ausübt. Die Drehgeschwindigkeit des Teiles 24 ist steuerbar und im vorliegenden Fall sei angenommen, daß der Motor PM das Teil 24 mit einer Winkelgeschwindigkeit (JU antreibt, die proportional zur Größe einer Erregergleichspannung V ist, die am Motor anliegt. Um die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit des drehend angetriebenen Teiles 24 festzustellen, ist ein Drehzahlmesser 39 mit der Welle des Motors EM gekuppelt, der ein Gleichstromsignal α/_Ώ erzeugt, das proportional zur Werkstücksgeschwindigkeit ist.

Obwohl es nicht wesentlich für die Durchführung der Erfindung in allen ihren Ausgestaltungen ist, zeigt Fig. eine typische und geeignete Anordnung zum kontinuierlichen Feststellen und Angeben der Größe (z.B. des Radius) des Werkstückes 24, wenn dieses infolge des Schleifvorganges im Durchmesser vermindert wird. Derartige Werkstücksabfühleinrichtungen werden oft "in-process-Teile-Meßeinrichtung" genannt und ein bekannter Typ einer derartigen Meßeinrichtung arbeitet nach dem Prinzip einer Koppelung veränderlicher Induktivität zwischen einem Meßfühler und der metallischen Werkstücksoberfläche bei Veränderung der Lücke zwischen diesen beiden Bauteilen. Obwohl die Erfindung n±ht auf eine spezielle, hier dargestellte in-process-Werkstücksmeßanordnung beschränkt ist, zeigt

321üb59

- vr-

Fig. 1 eine Werkstücks-Abfühlmeßeinrichtung 40, die von einem Meßschlitten PS getragen wird, der links vom Werkstück 24 angeordnet ist und entlang des Maschinenbettes 22 horizontal bewegbar ist. Die Meßeinrichtung 40 weist einen Meßfühler 41 auf, der sich entlang einer horizontalen Linie durch die Achsen 24a und 20a erstreckt. Eine bekannte Schaltung ist vorgesehen, um ein Meßfühlersignal PSIG zu erzeugen, das immer proportional zur Lücke oder zum Abstand CL zwischen der Spitze des Meßfühlers 41 und der benachbarten Oberfläche des Werkstückes ist. Da das Werkstück in vielen Fällen im Laufe eines SchleifVorganges zur wesentlichen Reduzierung seines Radius abgeschliffen wird, ist die Meßvorrichtung mit einer Servopositioniereinrichtung verbunden, die immer wirksam ist, um den Abstand CL auf einem im wesentlichen konstanten aber vorwählbaren Wert zu halten. Wie dargestellt, weist der Meßschlitten PS eine Mutter 42 auf, die in Eingriff mit einer Schraubspindel 43 ist, die mittels eines Meßfühlervorschubmotors PFM, dessen Stator fest am Maschinenbett 22 angebracht ist, reversibel angetrieben ist. Es sei hier angenommen, daß der Motor PFM ein Gleichstrommotor ist, der entsprechend der Polarität in einer Richtung dreht, wobei die Geschwindigkeit proportional zur Größe einer Erregerspannung V- ist, die von einem geeigneten Treiberverstärker 44 geliefert wird, dessen Eingangssignal vom Ausgang eines algebraischen Summiergliedes 45 kommt. Dieses Summierglied 45 empfängt als positives Eingangssignal, das Signal PSIG, das proportional zum Abstand CL ist und es empfängt als seine negative Eingangs spannung CL^, die vom Schleifer eines Potentiometers 47 abgegriffen wird, der von einer geeigneten konstanten Gleichstromquelle erregt wird.

Venn der tatsächliche Abstand CL größer oder kleiner ist als der gewünschte Abstand CL^, ist der Ausgang des Summier-

45

gliedes positiv oder negativ in der Polarität und proportional zur Abweichung. Daher wird der Motor PFr-I angeregt, die Schraubspindel 43 in einer Richtung zu drehen, wodurch der Schlitten PS nach rechts oder links verschoben wird, bis der tatsächliche Abstand CL wieder dem eingestellten Wert CL^ entspricht. Da das Werkstück 24 graduell im Durchmesser abnimmt, folgt der Meßschlitten nach rechts, um die Lücke CL konstant zu halten.

Um ein Signal zu erzeugen, das immer den Radius R^ des Werkstückes repräsentiert, ist eine Stellungsermittlungsund -signaleinrichtung 48 auf geeignete Weise mit dem Meßschlitten PS, oder wie hier dargestellt, mit der Schraubspindel 43 verbunden. Der Stellungssensor 48 kann von verschiedener Art und ähnlich dem Sensor 29 sein; es sei nur angemerkt, daß er ein Ausgangssignal P__s erzeugt, welches hier als Gleichspannung angenommen wird und das in der Größe proportional zum Radius des Werkstückes 24 ist, gemessen vom Bezugspunkt 31 auf der Skala 30. Das heißt, daß der Stellungssensor 48 anfänglich so eingestellt wird, daß bei einem Abstand CL^ des Meßfühlers 41 vom Werkstück 24 das Signal P in seiner Größe der Abszisse P entspricht, wie sie auf der Skala 30 in Fig. 1 markiert ist. Da das Werkstück 24 im Durchmesser abnimmt, wird sich der Meßschlitten PS nach rechts bewegen, um den Abstand CL konstant zu halten, und das Signal P_0β fällt

ps

im Wert, so daß seine Größe kontinuierlich proportional zum Radius R des Werkstückes oder Teiles 24 ist.

Es kann bei der Ausführung der Erfindung auch wünschenswert sein, ein Signal zu erzeugen, das die Geschwindigkeit repräsentiert, mit der der Meßschlitten PS bewegt wird und welches dadurch die Geschwindigkeit R¹ repräsentiert, mit der der Radius des Werkstückes 24 reduziert wird. Zu diesem Zweck ist ein Geschwindigkeitsmesser 49 mit der Schraubspindel 43 verbunden und erzeugt ein Signal F__ in

ps

Form einer Gleichspannung, welches proportional zur Lineargeschwindigkeit des Schlittens PS ist.

Weiter unten ist genauer erklärt, wie beim Schleifen des Teiles 24 mittels der Schleifscheibe 20 diese nicht nur stumpf wird sondern auch bezüglich ihrer Form von der gewünschten Form abweicht. Demgemäß ist es beim Stand der Technik üblich, die Schleifscheibe periodisch "abzuziehen" (dress), um die Schärfe wieder herzustellen und/oder periodisch "abzurichten" (true), um ihre Gestalt oder geometrische Form wieder auf die gewünschte Gestalt zu bringen. Diese Vorgänge des Abziehens und Abrichtens werden hier allgemein als "Konditionieren" der Schleiffläche bezeichnet und die weiter unten im einzelnen beschriebene Erfindung befaßt sich vorwiegend mit Verfahren zum Konditionieren einer Schleifscheibenfläche in neuer und vorteilhafter Weise.

Zur späteren Bezugnahme sei hier angemerkt, daß die Schleifmaschine der Fig. 1 ein Konditionierelement oder eine Abrichtrolle 50 aufweist mit einer wirksamen Fläche 50b, die mit der gewünschten Schleifscheibenflächenform übereinstimmt. Wenn ein Abricht- oder Abziehvorgang erforderlich oder erwünscht ist, wird die wirksame Fläche der Abrichtrolle 50 in relative Schleifberührung mit der Schleifscheibenfläche 20b gebracht, um entweder die Schleif-

Scheibenfläche abzutragen, so daß die gewünschte Form wieder hergestellt wird oder die Schärfe der Schleifkörner der Schleiffläche zu verändern. Daher zeigt Fig. 1 die Abrichtrolle 50 um eine Achse 50a auf einer Spindel drehbar angebracht, welche von einem Abrichtschlitten TS getragen wird, der relativ zum Schleifscheibenschlitten WS nach links oder nach rechts bewegbar ist. Das heißt, der Abrichtschlitten TS ist entlang vom Schleifscaeibensclalit-' ten WS geformter Wege verschiebbar und kann relativ zur Indexmarke 32 nach links oder rechts verschoben oder zugestellt werden, mittels eines Abrichtvorschubmotors TFH, der mechanisch mit einer Schraubspindel 51 verbunden ist, die in Eingriff mit einer Mutter 52 im Schlitten TS steht. Der Stator des Motors TFM ist starr am Schleifscheibenschlitten WS angebracht, so daß bei einer Drehung der Schraubspindel 51 in der einen oder anderen Richtung der Schlitten TS relativ zum Schleifscheibenschlitten TS nach links oder rechts verschoben wird. Es sei hier der Einfachheit halber angenommen, daß der Motor TM ein Gleichstrommotor ist, der die Schraubspindel in einer Richtung antreibt, die der Polarität einer Erregerspannung ^tfm ^eirfcsP^ri^cn"k» ^mi-t einer Geschwindigkeit, die proportional zur Größe dieser Spannung ist.

Die Stellung der Abrichtrolle 50 und des Abrichtschlittens TS wird der Einfachheit halber unter Bezug auf die Indexmarke 32 am Schleifscheibenschlitten WS gemessen. Eine Indexmarke 54, die vertikal mit der Achse 50a ausgerichtet ist, zeigt die Stellung P^₅ der Schleifscheibe 50 entlang einer Skala 55 am Schleifscheibenschlitten, wobei die

3210bb9

Nullstellung der Skala vertikal mit der Achse 20a und der Indexmarke 32 ausgerichtet ist. Um zu ermöglichen, daß die Stellung der Abrichtrolle 50 jederzeit bekannt ist, ist eine geeignete Stellungssignaleinrichtung 58 mit der Schraubspindel 51 verbunden. Die Einrichtung 58 kann aus einer Anzahl bekannter Einrichtungen ausgewählt werden und ähnlich dem zuvor beschriebenen Stellungssensor 29 ausgeführt sein; sie erzeugt ein Signal P+_s» dessen Größe proportional zur Stellung P. entlang der Skala 55 ist, d.h. proportional zum Abstand zwischen den Achsen 20a und 50a, wenn der Schlitten TS sich nach links oder rechts bewegt.

Aus weiter unten erläuterten Gründen ist es wünschenswert, daß die Zustell- oder VerscaiebegeschwindigkexT/signalisiert wird und bekannt ist. Zu diesem Zweck ist ein Geschwindigkeitsmesser 59 mit der Schraubspindel 51 gekuppelt und erzeugt eine Gleichspannung IV₃» deren Größe und Polarität der Geschwindigkeit und Richtung entspricht, mit der der Abriebtschlitten in jedem Augenblick bewegt wird. Wenn das Konditionierelement 50 bei einer Zylinderschleifmaschine verwendet wird, wird es gewöhnlich die Form einer zylindrischen Rolle aufweisen, deren wirksame Oberfläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt. Um die relative Reibung zwischen der Schleifscheibe und der Abricatrolle 50 zu erzeugen, wird letztere mittels eines Abrichtmotors TM mit steuerbaren Geschwindigkeiten drehend angetrieben oder abgebremst, wobei der Motor auf dem Abriebt schlitten TS angebracht ist und sich mit diesem bewegt. Lediglich aus Gründen der nachfolgenden Beschreibung sei angenommen, daß der Motor TM ein Gleichstrommotor ist, der

- 22 -

"bidirektional wirkt, d.h. entweder als Antriebswelle, die die Rolle im Uhrzeigersinn antreibt oder die die Rolle 50 abbremst j(wenn letztere durch die damit in Berührung stehende Schleifscheibe 20 im Uhrzeigersinn angetrieben wird), indem ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn wirkt. Es ist bekannt, daß ein Gleichstrommotor so gesteuert werden kann, daß er durch Regenerativwirkung als veränderliche Bremse wirkt. Wenn man annimmt, daß die Schleifscheibe in Umfangsba?ührung mit der Rolle 50 gebracht wurde, kann der Motor IM als steuerbare Bremse eingesetzt werden, die eine Verzögerungswirkung erzeugt, welche proportional zu einer angelegten Erregerspannung V. ist. Man kann den Motor auch als eine elektromagnetische Bremse ansehen, die ein variables Drehmoment erzeugt, wodurch die Drehgeschwindigkeit £0 .j. der Abrichtrolle 50 durch Veränderung der angelegten Spannung V.j__m gesteuert wird. Auf diese ¥_eise kann die relative Reibung zwischen der Schleifscheibenfläche und der Abrichtrolle 50 durch Steuerung der vom Motor TM über die mit der Rolle 50 verbundene Welle ausgeübten Bremswirkung gesteuert werden.

Aus Gründen, die noch verständlich werden, ist es erwünscht, die zum Antrieb oder Bremsen der Abrichtrolle 50 mittels Wirkung des Motors TM während der relativen Sohle if berührung aufgebrachte Leistung zu messen oder zu steuern. Es können dafür eine Vielzahl bekannter Leistungsmeßeinrichtungen verwendet werden, wobei in Figur 1 beispielsweise ein Drehmoment· Umformer 60 dargestellt ist, der mit der Welle verbunden ist, die den Motor TM mit der Abrichtrolle 50 verbindet. Der Umformer erzeugt ein Signal in Form einer Gleichspannung TOR^₆, die proportional zum übertragenen Drehmoment ist (entweder durch die Antriebs- oder die

- 23 -

Bremswirkung, aber gewöhnlich durch letztere). Auch ist es wünschenswert, die Drehgeschwindigkeit der Abrichtrolle 50 zu messen und zu signalisieren, aus Gründen, die später noch erläutert werden. Zu diesem Zweck ist ein Geschwindigkeitsmesser 61 mit der Rolle 50 oder der Welle des Motors/Bremse TM verbunden und erzeugt eine Gleichspannung CJ . , die proportional zu der Geschwindigkeit (in Umdrehungen pro Minute ausdrückbar)ist, mit der die Rolle 50 sich jeweils dreht.

Während des Reibkontaktes zwischen dem Konditionierelement 50 und der Schleifscheibe 20 kann sich ersteres etwas abnutzen und dadurch im Radius abnehmen. Es ist wünschenswert, den Radius der Abrichtrolle 50 zu messen und zu signalisieren, um die Erfindung in einigen ihrer Ausgestaltungen zu praktizieren. Pur diesen Zweck kann eine Vielzahl verschiedener Dimensions-Meßeinrichtungen verwendet werden, wobei Figur 1 eine induktiv gekoppelte Meßeinrichtung 65 zeigt, die im wesentlichen der weiter oben beschriebenen Meßeinrichtung 40 entspricht, jedoch zum Abfüolen der Oberfläche der Rolle 50 eingesetzt wird. Wie gezeigt wird, ist die Meßeinrichtung 65 starr auf dem Schlitten TS angebracht, so daß ihr Meßfühler 66 um den Abstand ^ RG von der wirksamen Fläche 50b der Rolle 50 entfernt ist. Der anfängliche AbBtand der Achse 50a von der Spitze des Meßfühlers 66 wird gemessen und ist bekannt; er sei hier mit R. bezeichnet. Der Abstand bleibt auch konstant, selbst wenn der Radius der Abrichtrolle 50 abnimmt. Das Instrument 65 weist bekannte Schaltkreise zur Erzeugung eines Ausgangssignals A R auf, das proportional ε um Absfand ARG ist. Wenn der Radius der Rolle 50 abnimmt,

- 24 -

so daß der Abstand*ÄRG zunimmt, nimmt entsprechend das SignalA R zu. Der anfängliche Abstand R. wird durch eine Spannung R_iv repräsentiert, die über den einstellbaren Schleifer eines Potentiometers 68 abgegriffen und auf den positiven Eingang eines algebraischen Summiergliedes 69 gegeben wird. Letzteres empfängt das SlgnalA.R als negatives Eingangssignal. Das Ausgangssignal des Summiergliedes 69 ist gleich der Differenz R. - 4R und repräsentiert dadurch stets den Radius R. der Abrichtrolle 50. Mit anderen Worten ist das vom Summierglied 69 in Figur erzeugte Signal R^₆ proportional zum Abstand R. unmittelbar über der Skala 55 und repräsentiert diesen. Es kann darüber hinaus wünschenswert sein, die Geschwindigkeit, mit der der Radius der Abrichtrolle abnimmt, zu messen jand zu signalisieren, während der Abriebt- oder Abziehvorgang stattfindet. Zu diesem Zweck wird das Signal Δ R durch ein bekanntes elektronisches Differenzierglied 70 geführt, welches ein Ausgangssignal A R» erzeugt. Wenn der Radius R.. der Rolle 50 mit einer Geschwindigkeit R'+_e (beispielsweise in cm p. m. ausdrückbar) abnimmt und das SignalA R bei Abnahme des Radius R. zunimmt, ist das Signal Λ R¹ proportional zur Geschwindigkeitsänderung von A R und stellt dadurch die Radius-Abnahmegeschwindigkeit R'+g dar.

Figur 1A zeigt eine gattungsmäßige Blockdarstellung eines Steuersystems 71» das bei den verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung verwendet wird, und welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.In seiner weitestgehend detaillierten Form empfängt das Steuersystem als Ausgangssignale. P_p8, Ρ_ρΑβ, F_ws, *_tB, F_ts, R^, E'_te, TOR_p,

- 25 -

BAD ORIGJNAL

ÜÖ59

W , ΪΟΕ_ν, W_w, T0R_te und ¥_te die, wie in Figur 1 dargestellt* erzeugt werden und erzeugt als Ausgangssignale die Motorerregersignale V , V_wm, Y^, die die Drehgeschwindigkeiten des Werkstücks 24, der Schleifscheibe und der Abrichtrolle 50 bestimmen, wie auch die Signale ^wfm "²^ ^Vtfm' ^{die die Zufütir}se^schwindigkeiten der Schlitten WS und TS bestimmen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß nicht alle Sensoren und Signale, die gemessene physikalische veränderliche repräsentieren, bei allen Ausgestaltungen der Erfindung verwendet werden müssen. Zahlreiche typische aber unterschiedliche Ausgestaltungen werden im folgenden sowohl bezüglich.ihres Aufbaus als auch bezüglich des Verfahrens beschrieben.

Abrichten und Abziehen beim Stand der Technik

Wenn ein Werkstück mittels einer Schleifscheibe geschliffen wird, erfolgt gewöhnlich zweierlei. Bei den gewöhnlich zugelassenen Bereichen der Zustellraten und Geschwindigkeiten bei einer bestimmten Schleifscheibe, die auf ein bestimmtes Werkstück wirkt, wird die Schleifscheibe fortschreitend stumpfer; Das für den Antrieb der Schleifscheibe erforderliche Drehmoment nimmt zu und wenn die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe beibehalten wird, nimmt die Schleifscheiben-Antriebsleistung zu, bis die maximale Sicherheitsleistung erreicht wird, auf die der Motor ausgelegt ist. An der Werkstücksoberfläche wird mehr Wärme erzeugt und die Möglichkeit eines "Ausbrennens¹¹ oder einer metallurgischen Beschädigung der Werkstücksoberfläche nimmt zu, wenn die Schleifscheibe immer stumpfer wird.

- 26 -

Als zweiter Effekt kann sich die Schleiffläche ungleichmäßig abnutzen (im Radius vermindern), so daß ihre anfänglich gewünschte Form zerstört wird. Dies ist besonders nachteilig, wenn "geformte" Schleifscheiben (mit Schleif« flächen, die nicht genau zylindrische Form aufweisen) verwendet werden«, XJm ein Werkstück mit bestimmter Form zu schleifen, muß die Schleifscheibenfläche äußerst genau mit der gewünschten Form übereinstimmen.

In der Industrie war es daher bisher üblich, die Schleifscheibenfläche periodisch "abzuziehen", d.h. die Schleifkörner zu "schärfen", wenn sie stumpf werden. Bei einfachen Systemen wird die Schleifscheibe in bestimmten aufeinanderfolgenden Schleifzeitabständen oder nachdem eine bestimmte Anzahl von Werkstücken geschliffen wurden, abgezogen. Dabei wird das Schleifen mit einer bestimmten Zuführgeschwindigkeit ausgeführt, wobei die ^c'Sohleifscheibengeschwindigkeit hoch ist, in der Hoffnung, daß dadurch die Schleifscheibehabnutzungsgeschwindigkeit gering ist, und man dadurch eine längere Lebensdauer einer bestimmten Schleifscheibe erzielt. Das "Abziehen" erfolgt gewöhnlich mittels eines einzelnen spitzen Diamantwerkzeugs, welches entlang der Schleiffläche gezogen wird, so daß es eine dünne Schicht wegschneidet und frische Schleifkörner freilegt, deren Kanten und Ecken scharf sind.

Wenn die Form oder Gestalt sich ändert, muß die Schleifscheibe "abgerichtet" werden, um die Form wieder herzustellen. Wiederum kann dabei das spitze Diamantwerkzeug verwendet werden_s um entlang der Schleiffläche geführt zu werden und dadurch die hervorragenden Stellen wegzuschneiden, bis die ganze Fläche die gewünschte Form aufweist.

- 27 -

Pas Abrichten wurde auch mittels "Abrichtrollen" durchgeführt die überwiegend aus kleinen Diamant-(synthetisch oder natur) splittern bestehen, die in eine Matrix eines harten Materials eingegossen sind. Die wirksame Oberfläche der Abrichtrolle ist entsprechend der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche (zylindrisch oder anders) geformt und wird in einen Relativ-Reibeingriff mit der Schleifscheibenfläche gebracht, um die überstehenden Stellen abzuix-ügen.

Wenn alle anderen Bedingungen konstant bleiben, erfordert eine stumpfe Schleifscheibe mehr Energie für die Entfernung eines gegebenen Metallvolumens von einem Werkstück, als eine scharfe Schleifscheibe· Wenn man "spezifische Schleifenergie" (SGE) als das Verhältnis (i) der zum Schleifen aufgewendeten Leistung zu (ii) der Geschwindigkeit der Entfernung eines Materialvolumens vom Werkstück definiert, dann arbeitet eine stumpfe Schleifscheibe mit einer höheren SGE als dieselbe Scheibe, wenn sie scharf ist.

3 653 855 und 3 798 846
Die US-PS'en\der Anmelderin lehren, daß der Grad der Schärfe oder Stumpfheit einer Schleifscheibe aufrechterhalten oder wieder erreicht werden kann, indem die SGE beibehalten wird, mit der sie bei einem bestimmten Sollwert arbeitet. Wenn die tatsächliche SGE (i) über den Sollwert ansteigt oder (ii) unter den Sollwert abfällt, wird (i) die Relativreibflächengeschwindigkeit verringert oder die Vorschubrate erhöht, oder (ii) die Relativreibflächengeschwindigkeit erhöht oder die Zuführgeschwindigkeit verringert. Derartige Korrektivwirkungen ändern entweder die "Geschwindigkeitsauf schlagfestigkeit" (velocity impact strength) der Schleifkörner oder die Vorschubkräfte an den Schleifkörnern, so daß der Bruch der Körner,(der sie schärft) geändert wird und der Betrieb der Schleifscheibe automatisch den Sollwert der SGE wieder herstellt. Bis zu einem wesentlichen Maße

- 28 -

wird dadurch das Erfordernis des "Abziehens" vermieden, wenn die Verfahren und Vorrichtungen dieser Patente verwendet werden.

Wenn diese Verfahren und Vorrichtungen richtig angewendet werden, führen sie zu einer schnelleren Schleifscheibenabnutzung, als sie bei den herkömmlichen industriellen Verfahren auftritt, bei denen die SchleifScheibengeschwindigkeit hoch gehalten wird, um die Abnutzungsgeschwindigkeit zu verringern und dadurch die Kosten für eine verkürzte Standzeit zu vermindern. Dennoch bringt das SGE-Verfahren und die Vorrichtung einen Gesamtvorteil bezüglich Kosten und Wirksamkeit der Schleifteile, da die erhöhten Kosten für den Ankauf von mehr Schleifscheiben durch Einsparen von Zeit und Arbeit, welche sich aus Ii) dem Vermeiden von "Abzieh"-Werkzeugen und "Abzieh"-Zeit und tii) dem Abschleifen einer gewünschten Metallmenge von Werkstücken mit höherer Geschwindigkeit in einer Maschine mit gegebener Schleifscheibenmotornennleistung ergibt, mehr als ausgeglichen sind.

Dennoch verliert sowohl bei herkömmlichen ^bchleifverfahren als auch bei dem SGE-Verfahren die Schleifscheibe die Form oder Gestalt. Sie muß daher abgerichtet werden. Da die Abnutzungsgeschwindigkeit bei dem bevorzugten SGE-Verfahren größer ist, kann das Verlorengehen der Scheibenflächenform beschleunigt werden. Es ergibt sich daher das Erfordernis, daß die Schleifscheibenfläche "abgerichtet" und wieder in ihre gewünschte Form gebracht wird; und dieses Erfordernis ist besonders kritisch, wenn "geformte" Schleifscheiben unter Bedingungen verwendet werden, mit denen eine Erhöhung der Schleifrate bei Zulassung erhöhter Schleifscheibenab-

- 29 -

nutzungsgeschwindigkeiten erzielt werden sollen.

Das "Abrichten", das in bekannter Weise gemäß der Industriepraxis mit Diamantchip-Abrichtrollen ausgeführt wird, erfolgt naoh Kenntnis der Anmelderin' bei relativen Oberflächengeschwindigkeiten und Zustellgeschwindigkeiten, die nicht auf einer. Basis gewählt werden, die eine Beziehung zur Sohleifwirkung hat, welche die Abrichtrolle an der Schleifscheibe erzeugt. Bei einer herkömmlichen Zylinderschleifmaschine beispielsweise wird die Abrichtrolle oft mit etwa 1725 U/min angetrieben, unabhängig von ihrem Durchmesser, lediglich weil diese Drehgeschwindigkeit von einem billigen Standard-Yierpol-Induktionsmotor erzeugt wird, der direkt mit der Abrichtrolle verbunden ist. Die Schleifscheibe wird mit ihrer normalen Schleifgeschwindigkeit (normalerweise im Bereich von etwa 4000 bis 12 000 Fuß (1220 bis 3660 m) Umfangsflache) betrieben und das Zustellen der Scheibe bezüglich der Diamant-Abrichtrolle erfolgt willkürlich in Schritten von 0,001", gefolgt von Pausen von 3 oder 4 Sekunden. Dieses Zustellen wird von den Herstellern der Diamant-Abrichtrollen empfohlen, auf der Basis von Erfahrungswerten, wie schnell eine Diamantrolle in eine Schleifscheibe "gestoßen" werden, ohne ein Rattern oder eine unnötige Abnutzung oder gar Beschädigung der Diamantrolle hervorzurufen. Im allgemeinen ist eine mit einer Diamant-Abrichtrolle abgerichtete Schleifscheibe "stumpf", da die Diamant-Splitter (das härteste bekannte Material) die scharfer.

Ecken und Kanten der aus der Schleii-oheibenfläche hervorragenden Körner glätten.

- 30 -

In der Schleifindustrie wird auch ein Verfahren angewandt, das als "Quetschabrichten" (.crush truing) bezeichnet wird. Beim Quetschabrichten besteht kein Relativ-Schleifkontakt zwischen der Schleiffläche und der wirksamen Fläche einer sehr harten (beispielsweise aus Wolfram-Carbid bestehenden) Abrichtrolle. Die Abrichtrolle ist vielmehr einfach mit Spiel um ihre Achse drehbar gelagert und wird mit hohem Druck in Berührung mit der drehenden Schleifscheibe gebracht. Die Schleifscheibenfläche treibt dadurch die Abriehtrolle an, um gleiche Oberflächengeschwindigkeiten ohne Reib- oder Schleifwirkung zu erreichen, und die Abriehtrolle "quetscht" hochstehende Stellen der Schleifscheibenfläche zusammen, bis diese etwa mit der Form der wirksamen Fläche der Quetsch-Abrichtrolle übereinstimmt. Das Quetschabrichten erfordert eine Maschine von ungewöhnlicher Festigkeit und Steifheit, um die erforderlichen hohen Kräfte zu erzeugen; es bringt die Schleiffläche oftmals nicht in die genaue Form, da Klumpen im Schleifscheibenmaterial ungleichmäßig und in einer Weise, die nicht voraussehbar ist, zerquetscht werden. Die sehr hohen Kräfte führen zu einer relativ kurzen Standzeit einer "Quetschabrichtrolle" selbst dann, wenn letztere aus einer sehr harten Stahl- bzw. Metallegierung besteht. Es wurde jedoch beobachtet, daß eine Schleifscheibe unmittelbar nach dem Quetschabrichtvorgang sehr scharf ist. Man glaubt, daß dies daher rührt, daß das Quetschen einen Bruch der Bindemittel zwischen den Schleifscheibenkörnern und ihrer !Prägermatrix bewirkt, so daß "frische" Körner herausgestellt werden, die, da keine Sohleifwirkung auftritt, nicht abgenutzt oder abgeflacht werden.

Soweit der Anmelderin bekannt ist, wurde von der Fachwelt bisher nicht vorgeschlagen, eine systematische, veränderli-

- 31 -

-X-

* V

ehe Steuerung oder eine tatsächliche systematische Steuerung der relativen Oberflächengeschwindigkeit des Reibkontaktes und der relativen Yorschubgeschwindigkeit in der Grenzschicht zwischen einer Schleifscheibe und einem Konditionierelement (z.Bsp. einer Abrichtrolle) während des Abrichtvorganges vorzunehmen. Auch wurde bisher nicht erkannt, daß die Konditionierelemente vorteilhaft aus zahlreichen verfügbaren Hartmetallegierungen (,einschließlich demselben Material wie das zu schleifende Werkstück) hergestellt werden können, im Gegensatz zu teuren Diamantrollen, wobei dennoch die gewünschten Abricht-und/oder Schleifscheibenschärfwirkungen erzielt werden können.

Definitionen und Symbole

Wie oben beschrieben, ist es erforderlich, eine Schleifscheibe beim Gebrauch "Abzuziehen", um die Schärfe der Schleifkörner, die an der Schleiffläche herausragen, zu erhöhen oder zu verringern und sie muß "abgerichtet" werden, um die Sohleifflächenform wiaderherzusteilen. Als Oberbegriff für das Abziehen und/oder Abrichten wird hier der Ausdruck "Konditionieren" verwendet. Es gelten daher folgende Definitionen:

Sohleifseheiben-Konditionierung: Die Modifizierung der Schleiffläche einer Schleifscheibe ti) um ihre Schär.fe zu beeinflussen (sie entweder stumpfer oder schärfer zu machen); oder (ii) ihre Porm zu beeinflussen, im wesentlichen ihre gewünschte Form wieder herzustellen; oder (iii) beide !unktionen (i) und (ii) auszuführen.

- 32 -

-/öl -

Schleifscheiben-Konditionierelement; Jedes Element, das eine wirksame Oberfläche aufweist, die mit der gewünschten Form einer zu konditionierenden Schleifscheibe übereinstimmt und die in Kontakt mit der Schleiffläche bringbar ist, um einerseits eine Sohleifwirkung und andererseits einen Vorschub zu erzeugen, die eine Entfernung von Material von der Schleifscheibe (und in manchen Fällen ein unerwünschtes Entfernen von Material vom Konditionierelement bewirken). In der ganzen Beschreibung wird der Ausdruck "Abrichtelement" der Einfachheit halber synonym mit "Konditionierelement" verwendet.

Relative Oberfläohengesohwindlgkeit; Die relative Oberflächengeschwindigkeit, mit der der Schleifkontakt im Grenzbereioh Schleiffläche/wirksame Fläche erfolgt. Wenn die Schleiffläche sich in einer Richtung mit 3000 Fuß (915 m) p.min. und die wirksame Fläche mit 1000 Fuß (315 m) p, min. in der entgegengesetzten Richtung bewegt, ist die relative Oberflächengeschwindigkeit 4000 Fuß (1220 m) p. min. Wenn die wirksame Fläche sich nicht bewegt, ist die Relativgeschwindigkeit des Schleifens gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Schleiffläche infolge der Schleifscheibendrehungo Wenn die wirksame Fläche sich in derselben Richtung wie die Schleiffläche bewegt, entspricht die relative Oberflächengeschwindigkeit der Differenz zwischen der Oberflächengeschwindigkeit der Schleiffläche und der Oberflächengeschwindigkeit der wirksamen Fläche. Wenn diese beiden einzelnen Oberflächengeschwindigkeiten gleich sind, ist die relative Oberflächengeschwindigkeit und es besteht keine relative Sohleifwirkung zwischen der Schleiffläche und der wirksamen Fläche, selbst wenn sie in Berührung sind. Diese Situation tritt beim Quetschab-

- 33 BAD ORIGINAL

richten auf.

Relativer Vorschub: Die relative körperliche Bewegung einer Schleifscheite und eines Konditionierelementes, die ein fortschreitendes Eindringen bewirken, wenn der relative Schleifkontakt fortbesteht und wodurch das Material der Schleifscheibe fortschreitend entfernt wird. Es macht keinen unterschied, ob die Schleifscheibe bei stationären Konditionierelement (obwohl vielleicht die Drehung um eine Achse erfolgt) bewegt wird oder umgekehrt, oder ob sowohl die Schleifscheibe als auch das Element körperlich bewegt wird. Der Torschub kann in einer Geschwindigkeitseinheit ausgedrückt werden, beispielsweise in cm p. min.

Geschwindigkeit der Entfernung des Materials: Darunter wird das Materialvolumen pro Zeiteinheit verstanden, das mittels einer Schleifscheibe (oder einem anderen Bauteil) entfernt wird. Sie hat die Dimension' ecm p. sek. oder Kubikzoll p. min. In der vorliegenden Anmeldung werden Buchstabensymbole verbunden mit einem Leitsymbol verwendet, um erste Ableitungen bezüglich der Zeit zu bezeichnen, und daher repräsentiert das Symbol W die volumetrische Geschwindigkeit der Entfernung von Material von einer Schleifscheibe. In ähnlicher Weise präsentieren die Symbole P¹ und TE» jeweils die volumenmäßige Geschwindigkeit der Entfernung von Material von einem Teil (Werkstück) und einem Abrichtelement.

Aus der anfänglichen Beschreibung der Figur 1 ist auch er-

- 34 -

sichtlich, daß die folgenden Symbole verschiedene physikalische Variablen bezeichnen, die im folgenden zusammengefaßt sind:

PWR = Leistung, d.h.« pro Zeiteinheit aufgewendete Energie PWR_W = Leistung, die von einem Sohleifscheibenmotor aufgebracht wird, um eine Schleifscheibe drehend anzutreiben

PWE = Leistung, die von einem Werkstücksmotor aufgebracht wird, um das Teil (oder Werkstück) anzutreiben oder zu bremsen, um am Teil eine Schleifberührung mit der Schleifscheibe zu erzeugen

PWE+ = Leistung, die von einem Abrichtelement-Motor aufgebracht wird, um ein Abrichtelement anzutreiben oder abzubremsen, um im Teil einen Schleifkontakt mit der Schleifscheibe zu erzeugen

PWR^+ ~ ^·^β1% Ani^ü von PWRyr» der für den Abrichtvorgang aufgebracht wird

PWR s= der Teil von PWR_W, der für den Schleif Vorgang benötigt wird

PWR, » Gesamtleistung, die für das Abrichten benötigt wird PWR *= Gesamtleistung, die für das Schleifen benötigt wird TOR *=■ Drehmoment, das für den Antrieb der Schleifscheibe aufgebracht wird

TOR = Drehmoment, das für den Antrieb oder das Bremsen P

des Werkstückes aufgebracht wird

TOR^. s= Drehmoment, das beim Antrieb oder beim Abbremsen des

Abrichtelementes aufgebracht wird !0R = der Teil des gesamten Schleifscheibendrehmomentes TOR_W , der für die Sohleifwirkung im Schleifgrenzbereioh aufgebracht wird, wenn gleichzeitig mit dem Schleifen das Abrichten erfolgt

- 35 -

TOR,,. = ähnlich TOR. jedoch der Teil von TOR . der für die Schleifwirkung im Anriehtgrenz"bereich aufgebracht wird.

= die Kraft, die tangential zum Umfang einer Schleifscheibe an einer Schleifscheibe, einer Abrichtrolle oder einem Werkstück infolge der Sohleifwirkung wirkt

= Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe (normalerweise in Umdrehungen pro Minute) / \ = Drehgeschwindigkeit des Werkstückes, d.h. des zu schleifenden Teiles

te = Drehgeschwindigkeit des Abrichtelementes S = Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe

(normalerweise in Fuß (cm) p. min.)

S = Oberflächengeschwindigkeit des Werkstückes oder Teile

S. = Oberflächengeschwindigkeit des Abrichtelementes relative
kontaktes

S = relative Oberflächengeschwindigkeit des SchleifR=

Radius der Schleifscheibe

R = Radius des Werkstückes oder Teiles

R, = Radius des Abrichtelementes

P = Stellung des Schleifscheibenschlittens

P β Stellung des Meßschlittens
ps

P= Stellung des Abrichtschlittens (relativ zur

J? = Vorschub- bzw. Zustellrate (Geschwindigkeit) des

Schleifscheibenachse)
Vorschub- bzw. Zustel!
Schleifscheibenschlittens

- 56 -

F^₈ = Vorschub- bzw. Zustellrate (Geschwindigkeit) des Abrichtschlittens
R' =s Geschwindigkeit der Radiusabnahme der Schleifscheibe

Vr
.TD I

p ss Geschwindigkeit der Radiusabnahme des zu schleifenden Teiles

R¹^₈= Geschwindigkeit der Radiusabnahme des Abrichtelementes
L * axiale Länge der Schleiffläche oder des Bereiches

des Schleif- oder Abrichtkontaktes R. = anfänglicher Radialabstand (gemessen) von der Achse

des Abrichtelementes zur Spitze des Meßfühlers Ar = Abstand von der Meßfühlerspitze zur Oberfläche des

Abrichtelementes
M¹= volumetrische Geschwindigkeit der Entfernung von

Material (Metall) von dem zu schleifenden Teil. Einheiten sind beispielsweise: Kubikzoll p. min. (ecm p. min.)
¥·= volumetrische Geschwindigkeit der Entfernung von

Material von der Schleifscheibe. Einheiten sind beispielsweise: Kubikzoll p. min. (ecm p. min.) TE.'. = volumetrische Geschwindigkeit der Entfernung von Material vom Abrichtelement. Beispielsweise Einheiten: Kubikzoll p. min. (ecm p. min.).

Anmerkung: Jedes der vorstehenden Symbole, welchem ein ■'- "d" beigefügt ist, stellt einen"gewünschten" oder Sollwert für die entsprechende Variable dar.Beispielsweise stellt£J_W£ einen empfohlenen oder Sollwert für die Drehgeschwindigkeit der Schleifscheibe dar.

- 37 -

Bestimmte der vorstehenden Symbole werden im folgenden noch näher erläutert.

Es wurde bereits der Begriff bzw. die Variable, welche "spezifische Schleif energie" (hier mittels des Symbols SG-E gekennzeichnet) erwähnt (wie in den obengenannten Patenten offenbart). Sie ist das Verhältnis der Energie, die für ein Volumen eines Materials, das von einem zu schleifenden Werkstück entfernt wird, aufgebracht wird. Sie kann in numerischen Einheiten von foot-pounds (mkg) pro Kubik-inch (ecm) oder Watt-Minuten pro ecm ausgedrückt werden. Wenn sowohl der Zähler als auch der Nenner durch die Zeit dividiert werden, die für die Entfernung des Materials aufgewendet werden muß, so wird aus diesem Verhältnis die Energie pro Zeiteinheit zum entfernten Materialvolumen pro Zeiteinheit. Das Verhältnis ist daher als Verhältnis zweier Geschwindigkeiten ausdrückbar, d.h. der Anteil der aufgewendeten Energie und die volumetrische Geschwindigkeit der Materialentfernung, und kann so in jedem gegebenen Augenblick während des Schleifens bestimmt werden. Energie pro Zeiteinheit ist der klassische Ausdruck der Leistung (beispielsweise ist Leistung ausdrückbar in foot-pounds (mkg) p. min. und ein PS sind 33 000 foot-pounds p. min.). Das Volumen, welches pro Zeiteinheit entfernt wird, ist einfach die volumetrische Geschwindigkeit der Entfernung, d.h. Kubikzoll (ocm) p. min. Zusammengefaßt:

SGE = Spezifische Sohleifenergie; das Verhältnis von (i) Energie, die beim Entfernen von Werkstücksmaterial verbraucht wird, zum (ii) entfernten Materialvolumen, Dasselbe Verhältnis wird durch das Verhältnis (i) Leistung (Energie pro Zeiteinheit) zu (ii) Geschwindigkeit der Entfernung des Materials (entferntes Materialvolumen pro Zeiteinheit, d.h. PWB./M¹) ausgedrückt. Beispielsweise Einheiten: PS pro Kubikzoll (ecm) pro min» oder Gramm-Zentimeter p, sek. p, ecm p. set.

- 38 -

Die vorliegende Erfindung führte eine Variable ein, welche "spezifische Abrichtenergie" (hier mit STE bezeichnet) genannt wird. Diese Variable wird weiter unten näher beschrieben, um jedoch schnell darauf Bezug nehmen zu können, sei ihre Definition bereits hier festgelegt: STE = Spezifische Abrichtenergie; das Verhältnis von (i) der beim Entfernen von Schleifscheibenmaterial aufgebrachten Energie zum (ii) Volumen des entfernten Materials. Dasselbe Verhältnis wird durch das Verhältnis von Ii) aufgebrachter Leistung (Energie pro Zeiteinheit) zur (ii) Geschwindigkeit der Materialentfernung (entferntes Materialvolumen pro Zeiteinheit), d.h. PWR/W¹ ausgedrückt. Beispielsweise Einheiten PS pro Kubikzoll (ecm) p. min. oder Gramm-Zentimeter p. sek. p. ecm p. sek.

Wie oben bereits beschrieben, wurde, erfordert die Vorschub- oder Zustellbewegung lediglich eine körperliche Bewegung einer Komponente bezüglich der anderen. Es gibt zahlreiche verschiedene Typen von Relativbewegungen, die bei den verschiedenen Sohleifkategorien oder -typen auftreten. Diese verschiedenen Typen von Relativbewegungen können auch zwischen der Schleifscheibe und einem Abrichtelement auftreten, um die Schleifscheiben-Konditionierwirkung zu erzeugen, wie oben beschrieben ist. Es ist hilfreich, diese verschiedenen Bewegungen zu betrachten, um zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung mit Vorteil bei allen Schleiftypen oder -kategorien angewendet werden kann und daß die Patentansprüche so formuliert sind, daß sie alle diese zahlreichen Bewegungstypen umfassen.

- 39 -

Wenn die Schleifscheibe 20 das Teil 24 schleift, wie in Figur 1 dargestellt ist, wird sie vom Motor WM angetrieben und das Teil wird vom Motor PM angetrieben, um einen Relativschleifkontakt der Fläche 20b und der Werkstücksfläche 20 zu erzeugen. Der Schleifscheibenschlitten WS wird vom Motor WPM nach links bewegt, mit einer "Vorschubgeschwindigkeit" F■ , die proportional zur Spannung "Vf. ist, um die Schleifscheibe 20 kontinuierlich in das Teil 24 hineinzuführen, wenn dessen Radius fortschreitend vermindert wird. Wenn dies geschieht, ist die Vorschubgeschwindigkeit F des Schlittens gleich der Summe der Geschwindigkeiten R¹ und R', mit denen

ρ w

die Teil- und Schleifscheiben-Radii reduziert werden. Bei der bekannten industriellen Vorgehensweise werden Bedingungen geschaffen, die R¹ ganz klein machen, in der Hoffnung, damit die Lebensdauer der Schleifscheibe 20 zu verlängern und die Kosten für ein häufiges Ersetzen einer verbrauchten (und teuren) Schleifscheibe durch eine neue zu reduzieren.

Ersichtlich erfolgt bei einer Zylinderschleifmaschine {Figur 1) die Vorschubbewegung der Schleifscheibe entlang eines horizontalen Weges, der parallel zu einem Radius der Schleifscheibe läuft, welcher sich durch das Gebiet des Schleifkontaktes erstreckt. Dies wird hier "Zustellen" genannt. Es ist die einzige relative Vorschubbewegung, welche beim Zylindersohleifen erforderlich ist (obwohl als naheliegendes Äquivalent die drehende Schleifscheibe stationär gehalten und das Teil 24 nach rechts zugeführt werden könnte) und es führt zu einer Entfernung von Material vom Werkstück infolge Schleifwirkung C wie auch Material von der Schleifscheibe infolge Schleifacheibenabnutzung entfernt wird).

Bei anderen¹ Sohleifmaschinentypen werden jedoch andere relative. Vorschubbewegungen erzeugt. Figur 2, die allgemein eine

- 40 -

-X-

Oberflächen-Sohleifmaschine zeigt, bei der eine Schleifscheibe 75 um eine Achse 75a gedreht wird, die von einem Schleifscheibenschlitten 76 gehalten wird, der relativ zu einem stationären Werkstück 78, das auf dem Maschinenbett gehalten wird, entlang des Bewegungsweges PA1 horizontal verschiebbar ist. In diesem Falle ist der Schleifscheibenschlitten auch entlang eines Weges PA2 vertikal verschiebbar. Wenn der Schleifscheibenumfang mit einem Abstand DEP unterhalb der ungeschliffenen Fläche des Werkstückes angeordnet ist und der Schlitten nach links bewegt wird, wird bei jedem Querzustellschritt eine dünne Schicht des Werkstückes abgeschliffen. Der "Abwärtsvorschub¹¹ wird verwendet, um die Tiefe DEP jedes Horizontal-Zustellschrittes zu bestimmen und um die "Verminderung des Schleifscheiben-Radius infolge Abnutzung zu kompensieren. Mit dem Ausdruck "Vorschub" (feed) wird hier jede körperliche Relativbewegung einer Sohleifscheibe und eines Werkstückes oder Abrichtelementes bezeichnet, die ein Aufeinandertreffen im Bereich des Relativschleifkontaktes bewirkt. Der speziellere Ausdruck "Zustellen (infeeding)" wird hier verwendet, um die Relativbewegung zwischen einer Schleifscheibe und einem Werkstück entlang einer Linie, die sich radial zur Schleifscheibenaohse erstreckt, zu bezeichnen und die die Wirkung hat, die Schleifenscheiben-Radiusverminderung zu kompensieren (unabhängig davon, ob sie auch das Auftreffen erzeugt, welches zur Entfernung von Werkstücksmaterial führt). Daher ist in Figur 1 "Torschub" und "Zustellen" dasselbe, während in Figur 2 der "Vorschub" die Querbewegung entlang des Weges PA1 ist, während das Zustellen "entlang des Weges PA2 erfolgt. Natürlich macht es keinen Unterschied, welche Art

- 41 -

der Vorschubbewegung erzeugt wird, indem die Schleifscheibe stationär (obwohl drehend) gehalten und das Werkstück bewegt wird oder umgekehrt; es ist die relative Bewegung der beiden Bauteile, die erforderlich ist.

Figur 3 zeigt eine modifizierte Form einer Oberflächenschleifmaschine. Hier ist das Werkstück 80 stationär auf einem Bett 81 angebracht und die drehbar angetriebene Schleifscheibe ist in einem Schleifscheibenschlitten 84 gelagert, der entlang eines Weges PA3 verschiebbar ist, welcher parallel zur Schleifscheibenachse 82a verläuft (im Gegensatz zum Weg PA1 in figur 2, der senkrecht zur Schleifscheibenachse 75a verläuft). Der Schleifscheibenschlitten 84- ist auch vertikal entlang eines Weges PA4 verschiebbar, um die Tiefe DEP jedes Quervorschubschrittes einzustellen und damit die Schleifscheibenabnutzung zu kompensieren, was als "Zustellen" bezeichnet wird.

Wenn in einer der Figuren 2 oder 3 der Schleifscheibenschlitten nicht horizontal sondern lediglich vertikal nach unten bewegt wird, um durch "Eintauchen" einen bogenförmigen Schlitz in das Werkstück zu schleifen, so würde die Zustellbewegung der gesamte Vorschub sein.

Figur 4 zeigt schematisch eine Rollenschleifmaschine. Hierbei ist der Schleifscheibenschlitten 83 horizontal entlang eines Weges PA5 und vertikal entlang eines Weges PA6 bewegbar (die Bewegungen sind ähnlich denen der Figur 3), jedoch ist das Werkstück eine Rolle 86, die um ihre Achse 85 drehend angetrieben wird. Daher bestimmen die Drehgeschwindigkeiten und Radii der Scheibe 87 und der Rolle 86 zusammen die Relativ-Reibungsflächengeschwindigkeit. Das "Zustellen" erfolgt entlang des Weges PA6, um die Tiefe des Schnittes

- 42 -

zu steuern und die Reduzierung des Schleifscheiben-Radiuses infolge Abnutzung zu kompensieren.

Figur 5 ist ähnlich den Figuren 2-4, jedoch mit der Ausnahme, daß sie eine Zylinderschleifmaschinen-Anordnung wie die Figur 1 darstellt.

Zusammengefaßt:

(a) "Vorschub" bedeutet Relativbewegung, die einen Eingriff bzw. Aufschlag erzeugt (und die ein Zustellen sein kann oder nicht).

(b) "Zustellen" bedeutet Relativbewegung einer Schleifscheibe und eines Werkstückes entlang eines Weges, der radial zur Schleifscheibenachse verläuft.

Die Richtungen der Vorschubbewegung können bei verschiedenen Schleifmaschinentypen, wie oben beschrieben, unterschied»- lich sein, das Schleifen ist jedoch immer charakterisiert durch (i) Drehung einer Schleifscheibe um ihre Achse, (ii) Relativreibungskontakt an der Schleifscheibenfläche und der Werkstückoberfläche eines Werkstückes, wobei eine Bewegung des Werkstückes zu diesem Schleifkontakt beiträgt oder nicht, (iii) Relativzustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes, um zumindest die Schleifscheibenabnutzung und infolgedessen die Reduzierung des Schleifscheiben-Radius zu kompensieren, und (iv) Relatiworschub der Schleifscheibe und des Werkstückes, um einen Eingriff zu erzeugen und die Entfernung von Werkstücksmaterial zu bewirken (wobei der Vorschub in manchen Fällen in derselben Richtung erfolgt wie das Zustellen).

für Abrichtelemente

Wie weiter oben beschrieben ist, ist unter bestimmten Umständen bei der Ausführung der Erfindung die wirksame FIa-

- 43 -

6930138

ehe 50b des Konditionierelements (welches in Figur 1 beispielsweise als Abrichtrolle 50 dargestellt ist) in Berührung (siehe Figur 8) mit der Fläche 20b der Schleifscheibe 20, wobei noch zu beschreibende Variable gesteuert werden. Das Ziel dieser Berührung ist es, Material von der Schleifscheibenfläche abzutragen, um entweder die Schleifflächenform wiederherzustellen oder die Schärfe der hervorstehenden Körner zu bestimmen. Analog zum "Schleifkontakt" erfolgt beim Konditionierelementkontakt (i) eine Drehung der Schleifscheibe um ihre Achse, (ii) ein Relativreibungskontakt. der Schleifscheibenfläche 20b und der wirksamen Fläche 50b, wobei die Bewegung des Konditionierelementes zur Sohleifwirkung beiträgt oder nicht (iii) ein relatives "Zustellen" der Schleifscheibe 20 und des Elements 50, um die Abnutzung (falls vorhanden) des Abrichtelementes zu kompensieren und (iv) ein relativer Vorschub der Schleifscheibe und des Elementes 50, um einen Eingriff und die Entfernung von Schleifsoheibenmaterial zu erzeugen (wobei der Vorschub in manchen Fällen in derselben Richtung wie das Zustellen erfolgt).

In Figur 2 weist das Konditionierelement die Form eines blockförmigen Elementes 90 auf, mit dem die Schleifscheibe 75 in Schleifkontakt gebracht wird, wie durch Darstellung der Schleifscheibe in einer Stellung 75c in gestrichelten Linien zu sehen ist. Die Bewegungen des Schleifscheibenschlittens 76 entlang der Wege PA1 und PA2 bestimmen den relativen Vorschub, während die Drehung der Schleifscheibe 75 den Relativ-Schleifkontakt bewirkt. Alternativ kann die Schleifscheibe 75 in die mit gestrichelten Linien dargestellte angehobene Stellung 75 d und nach rechts entlang

- 44 -

dem Wege PA1 vorgeschoben werden, um einen Schleifkontakt mit einem Konditionierelement in Form einer um seine Achse drehbar angetriebenen (oder gebremsten) Rolle 91 herzustellen. In diesem Fall ist das Sohleifseheiben-Konditionierelement und das Zustellen im wesentlichen ähnlich dem der Anordnungen der Figuren 1 und 8.

In den Figuren 3 und 4 ist das Konditionierelement 93 als zylindrisches Element 93 dargestellt, das um seine Achse drehbar ist. Dieses Element kann abwärts bewegt werden oder der Schleifscheibenschlitten 84 kann nach oben bewegt werden Ioder beides), um den Relatiworschub und den Schleifkontakt, der die Schleifscheibenfläche konditioniert, zu bewirken. In Figur 5 (entsprechend Figur 1) wird das Konditionierelement 50 nach links oder die Schleifscheibe 20 nach rechts bewegt, oder beide, um dieselbe Art eines Relatiworschubs oder Schleifkontaktes zu erzeugen.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß ein "Konditionierelement" verschiedene spezielle Formen und Gestalten annehmen kann und daß die Berührung zwischen einer Schleifseheibe und einem Konditionierelement verschiedene Arten spezieller Vorschubbewegungen beinhalten kann, obwohl stets ein Relativschleifen der wirksamen Oberfläche des Elements und der Schleifscheibenfläche auftritt. Das Konditionierelement kann, muß jedoch nicht notwendig eine Form oder Größe haben, die gleich oder ähnlich denen des zu schleifenden Werkstücks sind, wobei jedoch die wirksame Oberfläche immer eine Form oder Gestalt aufweist, die der gewünschten Form oder Gestalt der Schleiffläche und des durch Verwendung der Schleifscheibe zu schleifenden Werkstückes entspricht.

- 45 -

3210 5-SS-

Um den Unterschied zwischen "Form-¹¹ Schleifscheiben und normalen Schleifscheiben darstellungsmäßig zu bestätigen, wird auf Figur 6 Bezug genommen, in der schematisch eine Draufsicht entlang der Linie 6-6 der Figur 5 gezeigt ist. Hierbei soll die Schleifscheibe eine genau zylindrische Fläche 20b aufweisen, d.h. eine Drehfläche, die durch Drehung einer geraden Linie, die parallel zur Achse 20a verläuft, um ihre Achse erzeugt wird. Das Werkstück 24 soll zu einer genau zylindrischen Form geschliffen werden. Vereinfacht gesprochen ist die gewünschte Form der Schleifseheibenflache flach und gerade entlang einem Achsialelement des Schleifscheibenzylinders. Wie in Figur 6 übertrieben dargestellt ist, wird die Schleifscheibenfläche jedoch rauh und uneben ("sie verliert ihre Form"), wenn die Schleifscheibe während eines relativ kurzen Intervalls benutzt wurde, insbesondere mit hoher Geschwindigkeit beim Grobschleifen. Dieser Formverlust kann das Grobschleifen des Teiles ineffizient machen; mit Sicherheit erzeugt es jedoch einen unannehmbaren Endfeinsohliff am Werkstück, wenn er nicht vor dem Feinschleifen und Sparkout korrigiert wird. Beim "Abricht"-Vorgang wird das Konditionierelement 50 in Schleifkontakt mit der Fläche 20b gebracht, um die Schleiffläche zu einer geraden Linie 2Od abzuschleifen. Beim Abrichten zur Wiederherstellung einer gewünschten Schleifscheibenflächenform erfolgt somit ein absichtliches Entfernen von Material von der Schleifscheibe.

- 46 -

Figur 6A !zeigt im Gegensatz zu Figur 6 ein Beispiel für eine geformte Schleifscheibe 2OA, die um eine Achse 20Aa drehbar ist. Sie wird verwendet, um eine "V"-Mut in den Umfang eines ansonsten zylindrischen Werkstückes 24A zu schleifen, welches um eine Achse 24Aa drehbar ist und eine Arbeitsfläche 24Ab aufweist* Figur 6A zeigt eine Schleifscheibe 2OA mit einer idealen gewünschten Form der Schleiffläche 20Ab, während eine Schleiffläche in einem typischen verbrauchten Zustand bei 20Abb übertrieben dargestellt ist. Es ist zu sehen, daß der scharfe Vorsprung an der Stelle mit maximalem Radius abgestumpft und abgerundet ist und die Seiten des "V" unregelmäßig Bind. Um die Schleifscheibe wieder in die gewünschte Form zu bringen, wird die Schleiffläche in Schleifberührung mit einer Abrichtrolle gebracht, welche eine wirksame Fläche 50Ab aufweist, die genau mit der gewünschten Form der Schleiffläche 20Ab übereinstimmt, wodurch die zerstörte Schleifscheibenfläche bis zur gewünschten Kontur, die durch die Linien 95 dargestellt ist, abgetragen wird. Wenn eine "geformte" Schleifscheibe (mit einer von der genau zylindrischen Form abweichenden Fläche) verwendet wird, um eine Werkstücksfläche mit bestimmter Form zu schleifen» tritt das Problem des Formverlustes verstärkt hervor und das Erfordernis des Abrichtens wird noch kritischer als im Falle einer zylindrischen Schleifscheibenfläche«

Man neigt normalerweise dazu, an eine zylindrische Schleifscheibe in Verbindung mit dem Oberflächenschleifen zu denken. Dies ist in Figur 7 dargestellt, welche schematisch eine Ansicht entlang der Linie 77 in Figur 2 zeigt. Hier bringt die Abweichung von der gewünschten zylindrischen

- 47 -

Flächenform dieselben Probleme mit sich., wie sie "bezüglich. Figur 6 "beschrieben sind. Figur 7A zeigt jedoch, daß die Schleifscheibe 75A eine geformte Fläche 75Ab in Gestalt zweier gerundeter Rippen (lediglich beispielsweise) haben kann, um nebeneinander angeordnete runde Nuten zu schleifen, die sich über ein stabfjrmiges Werkstück 78A erstrecken. Dies bestätigt auf einfache Weise, daß Formschleifen mit speziell geformten Schleifscheibenflächen in allen verschiedenen Kategorien von Schleifmaschinen vorkommen kann; und daß Erfordernis wirklich genauer Schleifscheibenflächen für diese gewünschten Formen stellt eine große Herausforderung für das industrielle Schleifen dar.

Eine neue und grundlegende Möglichkeit zum Konditionieren von Schleifscheiben.

Es wurde gefunden, daß das Konditionieren einer Schleifscheibe, speziell zum "Zwecke des Abrichtens der Schleifscheibenfläche, der verbessert werden kann (bezüglich der benötigten Zeit, der Formgenauigkeit der Schleifscheibenfläche, geringerer Kosten des verwendeten Abrichtelementes und verbesserter Schärfe der Schleifscheibe am Ende des Abrichtvorganges), indem die physikalischen Variablen des Eingriffes der Schleifscheibenfläche mit dem Abrichtelement in besonderer Weise gesteuert werden.

Zunächst wurde von der Erkenntnis ausgegangen, daß beim Abrichten einer Schleifscheibe Material von der Scheibe entfernt werden soll. Die Erfindung sieht keine Verfahren vor, die einen Einpunkt-Diamantmeisel verwenden, der ähnlich wie ein Drehwerkzeug eingesetzt wird, um die Schleifscheibe

- 48 -

-M-

abzuschälen; die Erfindung kann im Gegenteil in den Fällen mit Vorteil angewendet werden, in denen ein Konditionierelement eine wirksame Oberfläche aufweist, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt und wo das Schleifscheibenmaterial durch Zustellen der Schleifscheibenfläche und der wirksamen Oberfläche des Elements, wodurch diese miteinander in Schleifeingriff gebracht werden, entfernt wird.

Da beabsichtigt ist, Material von der Schleifscheibe zu entfernen, wurde zweitens erkannt, daß ein wesentliches Prinzip in der [Datsache zu sehen ist, daß beim Abrichten das Abrichtelement tatsächlich durch "Abschleifen" von Material der Schleifscheibe als Folge des Relativschleifkontaktes und des Zustellens wirksam ist. Tatsächlich ist es klar, daß bei Verwendung einer Diamantsplitter-Abrichtrolle die Diamant-Sfri-ps die Schleifscheibenfläohe und die darin befindlichen Schleifkörner "abschleifen", da der Diamant wesentlich härter als die Sohleifkörner der Schleifscheibe ist (die beispielsweise aus Aluminiumoxid oder Silikoncarbid bestehen). Dieses Prinzip kann jedoch nicht in allen Fällen als Richtlinie verwendet werden, da im Zusammenhang mit der Erfindung später erkannt wurde, daß das Abrichten einer Schleifscheibe auch mit einem Abrichtelement erfolgen kann, das aus einem Material (,Metallegierung oder ein anderes homogenes Material) bestehen kann, das eine geringere Härte als das Material der Schleifkörner aufweist. Dies ist insofern der Ausgangspunkt der Erfindung, als es wenig oder keine Ähnlichkeiten mit einem normalen Sohle if vor gang aufweist, da bei diesen normalen Sohle if vorgängen das Material

- 49 -

der Sohleifkörner härter ist als des zu schleifenden Werkstückes. In diesem Pail würde die Abnutzung der Schleifscheibe nämlich mit Sicherheit schneller erfolgen als die des Werkstückes und der SohleifVorgang erfolgt sehr langsam und mit hohen Kosten für den Austausch der verbrauchten Schleifscheiben.

Die Erfindung wurde vervollständigt durch die Beobachtung, daß eine Schleifscheibe keinen im wesentlichen homogenen Körper eines Materials bildet. Ihr "Material" ist eine körperliche Mischung von einzelnen kleinen Körnern eines ersten harten Materials, die in eine Trägermatrix eines zweiten widerstandsfähigen (bezüglich Zug- und Druckbeanspruchung) aber deutlich weicheren Materials eingebunden sind. Hiervon ausgehend wurde gefunden, daß ein gesteuertes Abrichten einer Schleifscheibe erfolgen kann, indem Relativ-Schleifgeschwindigkeit en und -Vorschübe zwischen einer Schleifscheibe und einem Abrichtelement erzeugt werden, welche (i) das Abtragen der Schleifscheibe fördern und (ii) die Abnutzung des Abrichtelements reduzieren.

Um eine Schleifscheibe abzurichten, wurden Relativ-Schleifgeschwindigkeiten und -Vorschübe der Schleifscheibe und des Abrichtelementes erzeugt, die - wenn man die Schleifscheibe als das Abrichtelement schleifend betrachtet, eine sehr geringe Schleifleistung ergeben. Dies, weil das Abtragen der Schleifscheibe mit einer hohen und das Abtragen des Abrichtelementes mit einer geringen Geschwindigkeit erfolgt.

Um dies in Übereinstimmung mit der Erfindung durchzuführen, werden (i) die Oberflächen-Relativgeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Schleifseheibenfläche und der wirksamen Pläche des Konditionierelementes und (ii) der relative Vorschub der Schleifscheibenfläche und der wirksamen Pläche gemeinsam so eingerichtet, um das Verhältnis (a) der volumenmäßigen Entfernung von Schleifscheibenmaterial zu (b) der volumenmäßigen Entfernung von Abrichtelementmaterial extrem hoch zu machen und zwar höher als dies jemals erreicht oder in der Literatur vorgeschlagen wurde. Das Verhältnis ist symbolisch als W'/ΤΕ' ausdrückbar,und die Steuerung der Variablen (wie weiter unten erklärt wird) gemäß der Erfindung beinhaltet, daß W-* bei einer bestimmten Größe von TE' sehr groß oder das TE¹ bei einem bestimmten Wert von VT' sehr klein gemacht wird. In idealer Weise wird zum schnellsten und dennoch wirtschaftlichsten Abrichten W' innerhalb der Festigkeit und Steifheit der verwendeten Schleifmaschine sehr groß gemacht, während TE' möglichst gering gehalten wird. Um sich jedoch die Vorteile der Erfindung zunutze zu machen, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß tatsächlich ein Maximum für W und ein Minimum für TE' erreicht wird.

Es gibt natürlich viele spezielle Materialien, die (i) als Körner in einer Schleifscheibe und (ii) als Werkstücke in Präge kommen. Wur einige dieser Materialien sind im folgenden aufgelistet, wobei sie nach zunehmender Härte geordnet sind und wobei die für Körner verwendeten Materialien durch einen Stern gekennzeichnet sind:

- 51 -

1. Aluminium

2. Gußeisen

weiche Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt, die durch Wärmebehandlung gehärtet sind

3. z.Bsp. 1020 Stahl

4. 1050 Stahl

5. 1090 Stahl

M-Serien-Schneidwerkzeugstahl, der durch Wärmebehandlung gehärtet ist

6. M 1 Stahl

7. M 2 Stahl usw.

8. Aluminiumoxid'

9. Wolframcarbid

10. Silikoncarbid

11. Bornitrid {unter der Marke BOROZON bekannt)

12. Diamant

Die vorstehende Liste ist in keinerlei Hinsicht vollständig; es ist lediglich beabsichtigt,darzustellen, daß je höher die Nummer in der Liste ist, desto härter das Material ist. Die Liste könnte selbstverständlxch erweitert werden, um zahlreiche andere Materialien in der Ordnung ihrer relativen Härte aufzunehmen.

Beim Schleifen von Werkstücken aus einem bestimmten Material ist es nun die folgerichtige Praxis in der Industrie, Schleifscheiben zu verwenden, wobei von verschiedenen geeigneten Kornmaterialien das ausgewählt wird, welches die geringsten Kosten mit sich bringt. Beispielsweise könnten Werkstücke aus Eisen mit Schleifscheiben geschliffen werden, die Diamant-

- 52 -

--52 - 421 ·

oder Siliciumcarbid-Körner aufweisen; wenn jedoch, auch. Aluminiumoxid-Körner verwendet werden können, die weniger teuer sind, wurden diese gewah.lt werden. In ähnlicher Weise würde 1020 Stahl mit einer Schleifscheibe geschliffen, die Aluminiumoxid-Körner aufweist, wobei die teuereren Siliciumcarbid- oder Diamant-Körner theoretisch mit Vorteil verwendet werden könnten, wenn die Kosten nicht ausschlaggebend wären. Andererseits kommt M2 Stahl Aluminiumoxid bezüglich der Härte so nahe, daß normalerweise Schleifscheiben mit Bornitrid-Korn verwendet werden_fum gehärtete M2 Stahlteile zu schleifen. Und um Wolframcarbid (ein sehr hartes und schwierig zu schleifendes Material) zu schleifen, werden Siliconcarbid- oder Diamant-Körner gewählt. Diamant-Körner werden in Schleifscheiben wegen ihrer hohen Kosten nur dann verwendet, wenn es wirklich keine praktische Alternative gibt.

Die vorstehende"Rangfolge der relativen Härte""einer begrenzten Anzahl von Materialien zeigt ein wichtiges, bekanntes Axiom: beim Schleifen von Werkstücken wird die Schleifscheibe gewählt, die Körner enthält, die relativ härter als das Werkstückmaterial sind. Dies, weil die Sohleifwirkung der Körner es erfordert, daß sie sehr kleine Werkstoffstücke herausmeißeln- oder kratzen, wenn sie durch den Berührungsbereich zwischen der Schleifscheibenfläche und der Werkstücksfläche "schmirgeln". Wenn die Körner weicher wären als das Werkstückmaterial, wäre das Ergebnis einfach, daß die Körner abgetragen und abgeflacht würden oder sie würden abbrechen, so daß die Abnutzungsgeschwindigkeit bzw. die Abstumpfung den Gesamterfolg des Schleifens beeinträchtigen würde.

- 55 -

Ein zweites Axiom wird dadurch, deutlich.: Da die Schleifscheibe beim Schleifen unvermeidbar bis zu einem gewissen Grad abgenutzt wird (wobei das Abrichten und Abziehen dazu beiträgt) und früher oder später vollkommen abgenutzt ist, so daß Ersatz erforderlich ist, wirken sich die Kosten des gewählten Schleifscheibenkorns stark auf die Wahl des Schleifscheibenkornmaterials beim Schleifen eines bestimmten Werkstückmaterials aus.

Es sei angemerkt, daß Diamant (synthetische oder Naturdiamant) das härteste bekannte Material ist. Es wird angenommen, daß seine Härte bezüglich Siliciumcarbid oder Bornitrid um einen Faktor von zumindest 20 größer ist. Aber sein Preis ist extrem hoch, was den Einsatz von Diamantsplittern in Schleifscheiben beschränkt. Abrichtelemente oder -rollen aus Diamantsplittern werden - beinahe ausnahmslos zum Abrichten in den Fällen, in denen Einpunkt-Diamantwerkzeuge mit Bewegungswegsteuerung nicht verwendet werden - verwendet, wobei ihre sehr hohen Kosten widerstrebend in Kauf genommen werden, weil sie in der Fachwelt als die einzigen Werkzeuge angesehen werden, mit denen eine Schleifscheibe abgerichtet werden kann, ohne daß eine schnelle und nicht annehmbare Abnutzung oder ein Form-r verlust auftritt. Wenn das zum Abrichten einer geformten Schleifscheibe verwendete Element sich abnutzt und seine Form verliert (und wenn es nicht mit sehr geringen Kosten ersetzbar ist), ist es im praktischen!Wirtschaftlichen Sinn un-- " brauchbar.

Wenn man von Diamant-Körnern oder -Splittern in einer Schleifscheibe oder einem Abrichtelement spricht, muß man in jedem Falle erkennen, daß Diamant als eine Klasse für sich selbst

- 54 -

bezüglich Härte und Kosten anzusehen ist.

Da die Törliegende Erfindung durch Steuerung der physikalischen ^Parameter des Schleifkontaktes zwischen einer Schleifscheibe und einem Abrichtelement ausgeführt werden kann, wobei

(i) das Abrichtelementmaterial weicher ist als das Schleif-

scheibenkornmaterial, oder
(ii) das Atjrichtelementmaterial von gleicher oder größerer

Härte ist als das S_chleifscheibenkornmaterial, oder (iii) das Abrichtelementmaterial Diamantsplitter in einer ΐragermatrix ist und dadurch wesentlich härter als das Sohleifseheibenkornmaterial,

ist es schwierig, die Erfindung in Begriffen zu charakterisieren oder zu definieren, die in allen lallen sowohl genau als auch allgemein gültig sind. Daher ist die Erfindung, je nach dön verwendeten Materialien, in drei verschiedenen Klassen zu betrachten, wobei eine herkömmliche Steuerung der physikalischen Parameter in allen Klassen vorgenommen wird, jedoch mit verschiedenen Grenzen für jede Klasse. Zu diesem Zweck werden nachfolgend drei Klassen von Abrichtkontakten zwischen einer Schleifscheibenfläche und einem Abrichtelement definiert:

Klasse 1: Die Härte des Abriebtelementeε ist geringer als die Härte des Kornmaterials der Schleifscheibe. Klasse Ils Die Härte des Abrichtelementes ist gleich oder größer als die des Schleifscheibenkornmaterials, jedoch nicht in einem solchen Maße, daß Klasse III gilt.

- 55 -

-p-

Klasse III: Das Material des Abrichtelementes ist soviel

härter als das Material der Schleifkörner, daß eine Abriebabnutzung (wird weiter unten definiert) des Abrichtelementes nicht merkbar auftritt.

Beispiele für Klasse I: Das Abrichtelement besteht aus 1020 Stahl und die Schleifscheibenkörner aus Aluminiumoxid; oder das Abrichtelementmaterial ist M2 Stahl und die Abrichtkörner bestehen aus Siliciumcarbid.

Beispiele für Klasse II: Das Abrichtelementmaterial ist Wolframcarbid und das Schleifscheibenkorn Aluminiumoxid.

Beispiel für Klasse III: Das Abrichtelementmaterial ist DiamantSplitter, die in eine Matrix eingegossen sind und das Schleifscheibenkorn besteht aus Siliciumcarbid.

Bezüglich Klasse III ist eine Erklärung erforderlich. Es ist dem Pachmann bekannt, daß bei Verwendung einer Schleifscheibe zum Schleifen eines Metallwerkstüokes drei Typen der Abnutzung an der Schleifscheibe auftreten. Diese sind:

(,a) Abriebabnutzung: Die scharfen Ecken und Kanten der einzelnen Körner werden einfach infolge Abrieb der Körner durch das Werkstückmaterial und die Wärme sowie den vorhandenen Sauerstoff abgeflacht und geglättet. Sie neigen dazu, bezüglich der Trägermatrix, in die sie eingebunden sind, eingeebnet zu werden. Bis zu einem bestimmten Ausmaße tritt bei der Abriebsabnutzung eine chemische Reaktion des Kornmaterials mit dem Werkstücksmaterial auf. Die Abriebsabnutzung per se führt zu einer

- 56 -

relativ geringen Geschwindigkeit der Abnutzung des Schleifscheiben-Radiuses.

(b) Kornbruch: Infolge der Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten zwischen einer Schleifscheibenfläche und einer Werkstücks oberfläche schlagen die einzelnen Schleifscheibenkörner in das Werkstück ein. Wenn das Werkstück hart und die Körner weniger hart sind, brechen infolge des Aufschlages kleine Stücke der Körner ab. Dies führt dazu, daß die Schleifscheibe "abgenutzt wird", jedoch mit dem Vorteil, daß neue, scharfe Ecken und Kanten eines bestimmten Kornes freigelegt werden, bis dieses vollständig verbraucht oder entfernt ist. Wenn eine Abrundung infolge Abriebabnutzung auftritt, führt dies zu einer Verringerung des Kornbruches, da die Aufschlagkräfte dann von geringerer Intensität sind.

Cc) Bindemittelbruchι Hier sind die Zustellkräfte und die Aufschlagkräfte hinreichend groß, daß ganze Körner aus der Bindemittel-"lassung" der Trägermatrix herausgeschlagen werden, wodurch eine Abnutzung und eine Ereilegung frischer Körner auftritt, die ihrerseits wieder herausgeschlagen werden. Wenn dieser Typ der Schleifscheibenabnutzung dominiert, wird die Schleifscheibe schnell verbraucht. Das Maß des Bindemittelbruches hängt natürlich teilweise von der für die Matrix und für die Korneinbindung verwendeten Substanz ab, wird jedoch auch teilweise von der Schärfe der Körner und ihrer Härte bestimmt, die es ermöglichen, sie durch das Werkstück zu führen, ohne daß große Reaktionskräfte erzeugt werden, die eine Bruchbeanspruchung im Bindemittel erzeugen.

- 57 -

- m

Es besteht kein Zweifel, daß alle drei Typen der Abnutzung, jeweils in größerem oder geringerem Maße, beim fortschreitenden Schleifen eines Teiles gleichzeitig auftreten. Der erste Typ stumpft die Schleifscheibe ab, führt jedoch zu einer relativ geringen Verminderung des Radius. Der zweite Typ vermindert den Schleifscheibenradius beträchtlich, neigt jedoch dazu, zu verhindern, daß die Schleifscheibe fortschreitend stumpfer wird. Der dritte Typ hat die Eigenschaft, den Schleifsoheibenradius stark zu vermindern; aber die jeweils freigelegten Körner sind in einem scharfen Zustand.

Bei Diamantsplitterscheiben sind die Splitter so hart, daß eine sehr geringe Abriebsabnutzung auftritt. Die Abstumpfung ist kein wesentliches Problem, wenn die im Schleifbereich durch Reibung erzeugte Wärme nicht zu einem wärmebedingten Bruch des Diamantmaterials führt. Dieselbe Beziehung existiert, wenn Bornitrid als Schleifscheibenkornmaterial verwendet wird, um ein sehr weiches Material zu schleifen.

Das neue Verfahren zum Konditionieren ^Abrichten) von Schleifscheiben!, weist die folgenden Schritte auf:

1. Drehen der Schleifscheibe und Vorschub der Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes, wobei diese Fläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt ;

2. Gemeinsames Einrichten (i) der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes und lii) der Relativ-Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes derart, daß

- 58 -

: //33 -

3a. iHir Klasse I das Verhältnis W'/ΤΕ' größer als 1,0 und vorzugsweise wesentlich größer im Bereich, von 10 liegt;

3b. iKir Klasse II, das Verhältnis W'/TE¹ größer als 10' und Vorzugsweise viel größer im Bereich von 100 his 1000 liegt} und

3c. iHir Klasse III, das Verfahren so geführt wird, daß die Abnutzung vorwiegend als Korn- und Bindemittelbruch erfolgt, im Gegensatz zum Abrunden oder Glätten des Söhleifscheibenkorns durch Abrieb, und insbesondere dadurch, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit geringer als 3000 Fuß 1915 m) p. min. beträgt; wobei W und TE¹ jeweils die volumenmäßigen Geschwindigkeiten der Entfernung von Material von der Schleifscheibe und vom Abrichtelement sind. Das Verhältnis W'/EE' kann Abrichtverhältnis TR genannt werden.

Die gleichzeitige Steuerung der Relativ-Oberfläohengeschwindigkeit und des Relatiworschubes wird, allgemein ausgedrückt, ausgeführt» indem Qa) beim Schleifen von Werkstücken oder beim Abrichten von Schleifscheiben infolge einer Schleifwirkung die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit viel geringer gemacht wird als die bisher angewandten Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten, oder Qb) indem die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit viel größer als die bisher beim Schleifen von Werkstückin oder Abrichten von Schleifscheiben mittels Sohleifwirkung angewandten Vorschubgeschwindigkeiten ist, oder (c) daß eine Kombination von geringer Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und hoher Relativ-Vorschubgeschwindigkeit erfolgt. ·

- 59 -

Die Erfahrung hat bestätigt, daß das Verhältnis W'/TE» als umgekehrte, im wesentlichen monotone Punktion der Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten variiert und als eine direkte monotone Punktion der Vorschubgeschwindigkeit. Üimmt man an, daß die Beziehungen linear sind, obwohl dies nicht notwendig der Fall sein muß, kann dies wie folgt ausgedrückt werden:

= JH _ek*

TE' ^Dr

wobei P die Vorschubgeschwindigkeit,S die Relativ-Oberflächenge schwindigke it und k ein Proportionalitätsfaktor ist. TJm das W/TE'-Verhältnis oberhalb der in 3a und 3b definierten unteren Grenzen zu halten, ist es nur erforderlich, das Verhältnis P/S oberhalb einem Wert zu halten, der leicht durch einfache Tests mit Schleifscheiben eines bestimmten Typs (Korn und Matrix),auf die mittels eines Abrichtelementes eines bestimmten Materials eingewirkt wird, ermittelt werden kann. Es ergibt keinen Unterschied, ob man sich entscheidet für (a) eine hohe Vorschubgeschwindigkeit und eine mehr oder wenige herkömmliche Oberflächengeschwindigkeit, (b) eine geringe Oberflächengeschwindigkeit und eine mehr oder weniger herkömmliche Vorschubrate, oder (c) eine Vorschubgeschwindigkeit, die wesentlich höher und eine Oberflächengeschwindigkeit, die wesentlich geringer ist, als der Vorschub und die Geschwindigkeiten, die normalerweise verwendet werden, wenn die zum Schleifen eines Werkstückes verwendete Schleifscheibe aus demselben Material besteht wie das Abrichtelement, anzuwenden.

- 60 -

Bezüglich der Klasse III und des Erfordernisses 3c kann gegenwärtig nur ein Abrichtelementmaterial angegeben werden, das in diese Klasse fällt. Dieses Material sind Diamantsplitter, die in einer Matrix getragen werden, um das Abrichtelement zu bilden. Derartige Splitter sind von einer Festigkeit und Härte, daß sie die Körner einer Sohleifscheibe (wenn die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit gering ist) abbrechen und herausschlagen können, ohne daß diese glätter und abgerundeter werden und ohne daß die Splitter selbst abgerieben bzw. zerbrochen werden, Zwar wurden bereits Diamantsplitter-Abrichtrollen verwendet, um Schleifscheiben abzurichten; bei den bekannten Verfahren wurde jedoch die Schleifscheibe mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 6000 bis 12000 Fuß (1830 bis 3660 m) p. min. angetrieben, wobei (i) der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes, der sowohl von der Drehrichtung des Abrichtelements als auch von dessen Oberflächengeschwindigkeit mitbestimmt wird, oder (ii) der relativen Zustellgeschwindigkeit wenig Bedeutung beigemessen wurde. Tatsächlich erfolgte das Zustellen bei den bekannten Verfahren in Schritten und nicht mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Bekannte Abrichtverfahren, die Diamant-Abrichtrollen verwenden, lassen die Schleifscheibe stumpf. Zweifellos ergibt sich dieses unerwünschte Ergebnis aus der Verwendung vor Relativ-Oberflächenge schwindigkeiten (4000 Fuß (1220 m) p. min. oder mehr) und Vorschubgeschwindigkeiten, die so gering sind, daß eine Abflachung der Schleifscheibenkörner durch Abrieb stattfindet. Die bekannten Verfahren (a) entfernten das Schleifscheibenmaterial nicht so schnell wie dies durch die Erfindung Klasse III und 3c ermöglicht wird, oder (b) reduzieren die Abnutzung der Diamantrolle zur Verlängerung der

- 61 -

736-

Standzeit nicht so stark wie dies mit der Erfindung ermöglicht wird. Das oben in den Nummern 1, 2, 3, 3b, 3c "beschriebene Verfahren erzeugt eine hohe Schleifscheibenabnutzungsgeschwindigkeit W* (und dadurch ein schnelles Abrichten einer zerstörten Schleifscheibenfläche auf die gewünschte Form), indem ein Bruch der Körner und der Bindemasse der

ffeschielit Schleifscheibe erzeugt wird. Dies/durch Erzeugung hoher wirksamer Kräfte an den Schleifscheibenkörnern infolge der verbundenen Wirkungen, die sich daraus ergeben, daß (i) der "Geschwindigkeitsfaktor" der Beanspruchung der Körner und der Bindemasse niedrig gehalten wird und/oder, daß relativ große Kräfte durch eine hohe Vorschubgeschwindigkeit aufgebracht werden, die zu einem Herausbrechen der Körner aus der Bindemasse führen.

Es ist bekannt, daß jeder feste Körper eine größere Härte und !Festigkeit gegen Bruoh oder Deformation aufweist, wenn er mit hoher Geschwindigkeit - anders bei geringer Geschwindigkeit - in einen anderen Körper bewegt wird. Dies ist das "GeschwindigkeitsfaktÄr"-Phänomen, auf welches oben Bezug genommen wurde. Dies läßt sich leicht durch ein Beispiel erklären: Wenn eine Bleikugel mittels einer hydraulischen Presse langsam in eine Holzplanke gestoßen wird, verformt sie sich und wird zerdrückt; wenn dieselbe Kugel jedoch mit großer Geschwindigkeit von einem /iuer in das Brett gefeuert wird, durchschlägt sie dieses, wobei sie sich nur wenig deformiert oder zerdrückt wird. Derselbe Effekt ist bei Schleifscheibenkörnern und Kornbindemitteln wirksam; durch das erfindungsgemäße Verfahren,

- 62 -

welch.es das Verhältnis F/S hoch ansetzt, indem die Relativ-Oberflächenge schwindigke it gering gehalten wird, Wird der "Geschwindigkeitsfaktor" verringert, da sonst die Schleifscheibenkörner und ihre Bindemittel einem Bruch widerstehen wurden»

Weiterhin wird dadurch, daß das Verhältnis F/S groß gemacht wird, indem die Vorschubrate F groß gemacht wird, die physische Kraft erhöht, welche auf die Schleifscheibenkörner und die Bindemasse wirkt, so daß ein Bruch der Körner und der Bindemasse gefördert wird.

Beide Faktoren F und S_r wirken auf Verhältnis W'/^TEI» wobei jedoch bevorzugt die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit als HauptSteuergröße verwendet wird. Aus diesem Grund wird, wie weiter unten erklärt ist, ein "Abschnitt" (up out) für die Schleifberührung der Schleifscheibe und des Abrichtzylinders bevorzugt, um das Abrichten bei Relativ-Oberflächengesehwindigkeiten auszuführen, die viel geringer sind als die zuvor beim (a) Schleifen eines Werkstückes oder (b) Abrichten von Schleifscheiben durch Reibwirkung einer Abrichtrolle verwendeten.

Me Erfindung verlängert die Standzeit eines Abrichtelementes in großem Maße. Dies ist von großer Bedeutung bei geformten Schleifscheiben, bei denen das Abrichtelement mit einer Arbeitsfläche sehr komplexer Form hergestellt werden muß. Die Lebensdauer des Abrichtelementes wird verlängert, weil die Abnutzungsrate der wirksamen Fläche auf einen sehr geringen (und in manchen Fällen vernachlässigbaren) Wert reduziert wirdl Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß bei dem

- 63 -

-JZr-

großen Verhältnis von W'/EE¹» wie es bei den Verfahren der Hummern 3a und 3b verwendet wird (und der kleinen Oberflächengeschwindigkeit von weniger als 3000 Fuß (915 m) p. min. bei dem Verfahren der Kategorie 3o) der "Geschwindigkeitsfaktor" der Schleifscheibenkörner bewirkt, daß ihre Festigkeit nicht ausreicht, um ohne Bruch durch die Oberflächenschicht des Abrichtelementes hindurch zu meißeln. Das Material des Abrichtelementes unterliegt keiner mit merklicher Geschwindigkeit verlaufenden Erosion oder Abtragung und die Form der wirksamen Oberfläche wird beibehalten, bis die Schleifscheibenfläche in größerem Maße abgenutzt ist.

Das hier offenbarte Abrichtverfahren kann in einer großen Anzahl verschiedener Prozeduren durchgeführt werden, die alle innerhalb der allgemeinen Grenze einer der oben in den Punkten 1 bis 3c aufgeführten Klassen liegen. D.h.:

(a) Die wirksame Oberfläche des Abrichtelementes kann oder kann nicht selbst eine Oberflächengeschwindigkeit aufweisen, die teilweise zur Relativ-Schleifgeschwindigkeit S¹ beiträgt; vergl. die Abrichtelemente 90 und 91 in Figur 2.

(b) Die Vorschubgeschwindigkeit des Abrichtelementes relativ zur Schleifscheibe kann sich aus einer Bewegung der Schleifscheibe, einer Bewegung des Abrichtelementes oder beiden ergeben.

(c) Die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit der Schleifberührung kann mittels open loop-oder closed loop-Kreis erfolgen. Es ist für die Klasse I oder Klasse II-Kategorien nicht erforderlich,

- 64 -

-r-

daß das Verhältnis W'/lE» konstant gehalten wird; im Gegenteil kann die Relativgeschwindigkeit S und die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit ¥ in weiten Grenzen variieren, solange das Verhältnis W'/TE¹ oberhalb 1,0 (Klasse I), 10_#0 (Klasse II) gehalten oder solange die Geschwindigkeit S geringer als 3000 J?uß (915 m) p. min. (Klasse III) gehalten wird. In allen diesen Fällen werden bereits merkliche Erfolge gegenüber dem Stand der Technik erzielt.

(d) Der Kontakt zwischen einer abzurichtenden Schleifscheibe und dem Abrichtelement kann intermittierend oder kontinuierlich erfolgen, wobei die Schleifscheibe in Berührung mit einem Werkstück ist oder nicht, und wobei die Schleifscheibe betriebsmäßig in einer Schleifmaschine gelagert ist, die zum Schleifen von Werkstücken verwendet wird oder bei entfernter Schleifscheibe in einer getrennten Vorrichtung, in der das Abrichtverfahren durchgeführt wird. Tatsächlich kann die Erfindung auch ausgeführt werden, wenn das Abrichtelement an Stelle eines Werkstückes in der Maschine angeordnet ist, wenn die Schleifscheibe verwendet wird, um Werkstücke zu schleifen und tatsächlich kann das Abrichtelement (wie weiter unten ausgeführt) eines der Werkstücke sein.

e) Wenn der Abrichtvorgang intermittierend mittels des hier offenbarten Verfahrens ausgeführt wird, kann dieses ausgeführt werden (i) jeweils nach einem aufeinanderfolgenden Zeitintervall, in dem die Schleifscheibe wirksam ist, (ii) jedesmal nachdem eine bestimmte Anzahl von Werkstük-

- 65 -

ken mittels der Schleifscheibe geschliffen wurden oder nachdem eine vorbestimmte Dicke oder ein vorbestimmtes Volumen vom Werkstück abgeschliffen wurde, oder (iii) jedesmal, nachdem eine geeignete Abfühl- und Signaleinrichtung angezeigt hat, daß die Schleifscheibenfläche ihre gewünschte Form verloren hat oder um einen bestimmten Betrag abgenutzt ist.

figuren 1_t 8 und 9

Es wird nun auf die Figuren 8 und 9 Bezug genommen, in denen eine Ausgestaltung einer Vorrichtung dargestellt ist, die zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahren geeignet ist. Figur 8 entspricht Figur 1, mit der Ausnahme, daß einige Bauteile der letzteren gestrichen sind, daß der Schlitten WS nach rechts bewegt ist, um die Schleifscheibe 20 außer Eingriff mit dem Werkstück 24 zu zeigen und daß der Schlitten TS nach links bewegt ist (auf dem Schlitten WS), um die Abrichtrolle 50 in Schleifberührung mit der Schleifscheibenfläche zu bringen.

In dem Steuersystem 71A, werden die Motoren WM, TM und TFM jeweils geschwindigkeitsmäßig durch von Hand einstellbare Rheostaten 100, 101, 102 gesteuert, die mit einer G-leichspannungsquelle E CFigur 9) verbunden sind. Es ist zu beobachten, daß der Motor WM als Motor wirkt und die Schleifscheibe 20 im Gegenuhrzeigersinn antreibt. Die Schleifscheibe ist in Reibkontakt mit dem Element 50 und treibt dieses im Uhrzeigersinn an, der Motor TM wirkt jedoch, wenn er in dieser Richtung dreht, als steuerbare Rückgewinnungs-

- 66 -

bremse, deren Strom zur Quelle E zurückgeführt wird. Der Motor Ti¹M wirkt als Motor, der die IHihrungs spindel 51 antriebt, um den Schlitten TS nach links zu führen, bei einer Yorschubgeschwindigkeit 1^₃» die durch Einstellung des Rheostats 102 steuerbar ist.

Die Handeinstellung des Rheostaten 100 erfolgt, um eine vorbestimmte Oberflächengeschwindigkeit S der Schleifscheibe 20 zu erzeugen. Bei zuvor gemessenem Schleifscheibenradius R ist es einfach, den Rheostaten 100 so einzustellen, daß die Oberflächengeschwindigkeit S_w etwa 2500 Fuß (760 m) p. min. beträgt, wobei die Beziehung:

S = 277 R. CJ (1)

berücksichtigt wird.

Wenn R in Puß (m) und£? in ü/min ausgedrückt wird, ergibt

W W

sich S,_r in Fuß (m) p. min« Um S„ 2500 f.p.m. (762 m.p.m.) zu machen, stellt die Bedienungsperson einfach den Rheostaten 100 ein, bis ein geeignet kalibriertes Meßgerät M1 anzeigt, daßO_T gleich 2500 in U/min ist. Weiterhin wird

W A

der Rheostat 101 eingestellt, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S_r des Schleifkontaktes auf einen sehr geringen Wert einzurichten ^verglichen mit beim Schleifen verwendeten Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten) beispielsweise auf 400 f.p.m. 1120 m/min). Berücksichtigt man nun die Beziehung:

und den zuvor (in Puß (in m)) gemessenen Radius R+_e, dann

- 67 -

wird der Rheostat 101 eingestellt, bis die Winkelgeschwindigkeit 4i so groß ist, daß die Obaflächengeschwindigkeit ^te ^der Abrichtrolle etwa gleich ist, beispielsweise 2100 f.p.m. (640 m/min). D.h. der Rheostat 101 wird eingestellt, bis ein Meßgerät M2 anzeigt, daß/0_+o gleich 2100 U/min

ist. Die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S ist in diesem Fall ausdrückbar als

^Sr = ^Sw - ^Ste C3)

und gemäß den beispielsweise angegebenen Werten:

S_r = 2500 - 2100 = 400 f.p.m. (.122 m/min) (4)

Der Rheostat 102 wird so eingestellt, daß die Vorschubgeschwindigkeit P. einen hohen Wert hat (relativ zur Vorschubgeschwindigkeit, die beim Schleifen von Werkstücken mit der hier verwendeten Schleifscheibe 20 zur Anwendung kommt)^wie beispielsweise 0,040»'/min*. Palis gewünscht, kann ein mit dem Geschwindigkeitsmesser §9 gekoppeltes Meßgerät M.5» das in Mil (10 inch)/min. geeicht ist, verwendet werden, um diese Einstellung zu erleichtern.

Bei Vorschub des Schlittens I¹S wird der Radius R mit einer Geschwindigkeit R' vermindert und der Radius R^_e des Elements 50 wird sich (,in den meisten Fällen) mit einer Geschwindigkeit R'+e verringern. Aus der Betrachtung der Figur 8 ergibt sich:

*te = ^R'w ⁺ *^fte' ^R'w= ^Pts- ^R'te 15)

- 68 -

- 66"-

D.h. wenn die Vorschubgeschwindigkeit P^₈ konstant ist, nimmt die Abnutzungsgeschwindigkeit R'^ des Elements bei zunehmender Schleifscheibenabnutzungsgeschwindigkeit R¹ ab. Wenn der Rheostat 100 so eingestellt wird, daß sein Widerstand sich vermindert, erhöht sich die Oberflächengeschwindigkeit S und

die Relativgeschwindigkeit S nimmt zu, wie aus Gleichung 13) hervorgeht. Umgekehrt nimmt die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S ab, wenn der Widerstandswert des Rheostaten 101 abnimmt und die Geschwindigkeit S^₈ zunimmt. Wenn die Oberflächengeschwindigkeit S ab- oder zunimmt, ergibt sich aus der abnehmenden oder zunehmenden "Geschwindigkeitsfaktor"-Belastung der Schleifscheibenkörner eine Zunahme oder Abnahme der Schleifscheibenabnutzungsgeschwindigkeit R' . Nimmt man an, daß die Vorschubgeschwindigkeit 3P. konstant bleibt, wird die Abnutzungsgeschwindigkeit R'.ι.« des Elements entsprechend ab- oder zunehmen, in Übereinstimmung mit der Gleichung (5).

Mit hinreichender Genauigkeit (siehe genaue Beziehung in Gleichung 11 weiter unten) sind die volumetrischen Materialentfernungsgeschwindigkeiten W^f und TE¹ proportional zu den Geschwindigkeiten der Radiusverminderung, Diese Annäherung kann ausgedrückt werden durch:

Abrichtverhältnis = TR = ^JrJ- = k ~w~ (6)

te

wobei k das Verhältnis der anfänglichen Radii R,_r/R_+Ö ist. Durch Einsetzung von Gleichung (5) wird daraus

IR ^W> ~lr ^⁵ " ^R>te (6a)

¹¹^-Q)E' ~ ^K ΈΤΙ

te

- 69 -

Durch. Einstellung eines der Rheostaten 100 oder 101 kann somit das Abrictitverhältnis TR annähernd auf einen "bestimmten Wert wie 20 oder 50 gebracht werden. Um das Verhältnis TR immer höher zu machen, erzeugt man eine immer geringer werdende Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S .

Wenn andererseits der Widerstand des Rheostaten 102 erhöht oder verringert wird, verringert oder erhöht sich die Vorschubgeschwindigkeit P^₃. Dies führt zu einer Erhöhung beider Abnutzungsgeschwindigkeiten R' und R'_+o, jedoch nicht in glei-

Vr Cc _m .

«hem Maße; siehe Gleichung (6). Da die Schleifscheibe aus einzelnen Körnern besteht, die in eine Matrix aus weichem Trägermaterial eingebettet sind, erhöht eine höhere Vorschubgeschwindigkeit die r.Zustellkraft im Schleifscheiben-Element-Zwischenbereich, was dazu führt, daß die Abnutzungsgeschwindigkeit R¹ stärker zunimmt als die Abnutzungsgeschwindigkeit R'+_e des Abrichtelements. Dies wiederum erhöht das TR-Verhältnis W/TE»j siehe Gleichung (6).

Pur eine spezifische Relativ-Oberflächengeschwindigkeit von 1000 f.p.m. (305 m/min) und eine Vorschubgeschwindigkeit I^ von 0,040''/min können die Geschwindigkeiten der Radiusverminderung H¹' = 0,038''/min und R¹^₆ = 0,002« '/min sein, so daß das Abrichtverhältnis TR entsprechend der Annäherung (6) 19 würde, wenn Abrichtelemente und Schleifscheiben der Klasse I verwendet werden. Obwohl es nicht wesentlich ist, kann eine Instrumentierung in der Vorrichtung vorgesehen sein, die eine Beobachtung des tatsächlichen Abrichtverhältnisses TR ermöglicht, so daß die Handeinstellungen der Rheostate 100, 101, 102 vorgenommen werden können, um einen gewünschten Wert oder Bereich der Werte TR zu erhalten. Zu diesem Zweck werden die Signale F^₈ und R¹^₈ laus Figur 1) jeweils Voltmetern M4 und M5 zugeführt, die geeicht sind, so daß eine Bedienungsperson die Vorschubgeschwindigkeit des Aijrichtschlittens und die Geschwindigkeit der Verminderung des Radius der Abrichtrolle ablesen kann. Dieselben Signale werden einem geeigneten Summierglied 105 zugeführt,

- 70 -

dessen Ausgangs signale einem bekannten Teilerglied 104- zuge führt werden. Der zweite Eingang für dieses ist das Signal R'-f-g aus Figur 1, so daß das Aus gangs signal als Wert von

- ^R'te

^ßlte

variiert. Dieses Ausgangssignal wird einem einstellbaren Leistungsverstärker 105 zugeführt, der mittels eines Widerstandes 106 eingestellt wird, um eine Verstärkung von k aufzuweisen, wobei k gleich dem Verhältnis R^/R+q der ursprünglichen Radii ist. Der Verstärker 105 führt zu einem entsprechend geeichten Meßgerät M6, das den Wert von TR entsprechend der oben angegebenen Gleichung {6a) anzeigt. Für das hier angegebene Beispiel der Klasse I können die Einstel lungen .100, 101 und 102 ausgeführt werden, bis das Meßgerät M6 eine Ablesung von 19 oder 20 anzeigt, oder welchen Wert auch immer man für TR wünscht.

.' unter Klasse II fallende Schleifscheiben und Abrichte elemente kann.die Geschwindigkeit der Radiusverminderung typisch R'_w = 0,0195' '/min. und R'_te = 0,0005' ¹ZmIn₉ , sein, so daß sich ein TR-Verhältnis von 39,0 ergibt.

die Schleifscheibe und das Abrichtelement zur Klasse III gehören, werden die Rheostaten 100, 101 nur eingestellt, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S geringer als 3000 Fuß/min. C 915 m/min.) zumachen, wie bei dem Zahlenbeispiel, bei dem gemäß Gleichung (4) S_r etwa 400 f.p.m. ( 120 m/min.) beträgt. Das Abrichtelement wird dabei während mehrerer Stunden dauernder Abrichtvorgänge nicht merklich abgenutzt (d.h. bei einer Mikrometermessung ist keine Abnutzung feststellbar). Eine endgültige Zahl für das Abrichtverhältnis TR kann nicht angegeben" werden, es läßt sich jedoch mit Sicherheit feststellen, daß es oberhalb 1000 liegt und in Klasse III gegen unendlich geht.

- 71 -

Das Anriehtverhältnis W'/ΛεΒ¹ ist, genau genommen, ein Verhältnis der Geschwindigkeiten der volumetrischen Materialabnahme. In Figur 8 ist das Volumen W der zylindrischen Schleifscheibe 50 gleich der Endfläche mal der axialen Länge L des Abrichtkontaktes:

V =7TR².I> (7)

Bei Differenzierung diesee Ausdruckes läßt sich erkennen, daß bei einer Verminderung des Radius mit einer Geschwindigkeit R¹ die Geschwindigkeit der Materialentfernung:

ist. Natürlich kann die Schleifscheibenfläche leicht rauh oder uneben sein (wie übertrieben bei 20b in Figur 6 dargestellt ist, so daß die volumetrische Abnahmegeschwindigkeit durch die Gleichung (8) nicht genau ausgedrückt wird).Es ist jedoch hinreichend genau, beim Errechnen der Geschwindigkeit W anzunehmen, daß die Schleifscheibenfläche genau zylindrisch ist.

Ähnliche Ausdrücke ergeben sich für das Abrichtelement 50, das hier von zylindrischer Form ist:

TE =/7-R² _te.L C 9)

TE' = ²⁷⁷"^ERte'^:Rlte ^¹⁰^

Das Abrichtverhältnis TR wird dann, im Gegensatz zur Annäherung (6) genauer ausgedrückt durch:

- 72 -

fir

Wenn man "beispielsweise annimmt, daß die Sohle if scheite und das Abrichtelement ursprünglich einen Radius von 10'' (.25,4 cm) und 5¹¹ (12,7 cm) aufweisen, wird das Verhältnis R^R-Jj₆ 2,0 und ändert sich nicht merklich, wenn der Schleifscheibenradius um einige Tausendstel und der Abrichtrollenradius um wenige Tausendstel abnimmt. Daher ist die Annäherung (6), in der der Faktor k, welcher das Verhältnis R^/R^g repräsentiert als konstant angenommen wird, hinreichend genau, als Ausdruck des Verhältnisses W'/TE¹ und kann bei der Ausführung der Erfindung praktisch verwendet werden.

Figuren 1, 8 und 10

Eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeübt werden kann, ist in Figur 10, zusammen mit den Figuren 1 und 8, dargestellt. Figur 10 zeigt eine Form eines Steuersystems 71B, welches Signale aufnimmt, die bestimmten physikalischen Parametern entsprechen, um gleichzeitig die Relativ-Oberflächenge schwindigkeit und den Relativvorschub einzustellen und zu steuern, in einer Weise, daß das Verhältnis W'/te¹ in einem gewünschten Bereich - und tatsächlich auf einem bestimmten Einstellwert, der den vorstehenden Punkten 3a und 3b bezüglich Klasse I und Klasse II entspricht, bleibt.

• - 73 -

321C559

-Jft -

In Figur 10 kommen die links bezeichneten, bereits identifizierten Signale aus Figur 1. Es sei angenommen, daß die Abrichtrolle 50 und die Schleifscheibe 20 in Schleifkontakt sind, wie unter Bezugnahme auf Figur 8 beschrieben ist. Um mit ziemlicher Genauigkeit (die nicht bei allen Ausgestaltungen der Erfindung erforderlich ist) die Oberfläohengeschwindigkeit S^. der Schleifscheibe 20 herzustellen, wenn letztere ihren Radius innerhalb eines größeren Bereiches ändert, steuert die Schaltung der Figur 10 den Motor WM entsprechend der oben angegebenen Beziehung (1)· So wird in Figur 10 ein Potentionmeter 109 eingestellt, um ein Signal S-. zu erzeugen, das den Einstellwert der Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe repräsentiert. Aus den Figuren 1 und 8 ist ersichtlich, daß während des Abrichtkontaktes:

^Ew = ^Pts - ^Rte (¹²>

ist. Wenn die Signale P^₃ und R. auf ein algebraisches Summierglied 110 gegeben werden, stellt das Ausgangssignal dieses Gliedes den Radius R dar. Ein Multiplizierglied 111 bekannten Aufbaues nimmt dieses Ausgangssignal und eine Spannung (von einem Potentiometer!13), die der Eonstanten 2 JT entspricht, auf, um das Produkt 2/7R_tT einem zweiten Multiplizierglied 112 zuzuführen, dessen anderem Eingang das Signal/; liegt. Oas Ausgangssignal S ändert sich so entsprechend der tatsächlichen Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe 20 gemäß Gleichung (1)· Dieses Signal wird entgegengesetzt zum Signal S-, auf ein Summierglied 114 gegeben, dessen Ausgangssignal die Abweichung der tat-

- 74 -

sächlichen von der gewünschten Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe repräsentiert. Das Fehlersignal EER₁ wird auf den Eingang eines Servo-Verstärkers 115 gegeben, der die Erregerspannung V für den Motor WM erzeugt und

Will

diesem zuführt. Der Treiberverstärker kann eine Servo-Wirkung haben, wodurch Komponenten stabilisiert und vergrößert werden, die, in bekannter Weise eine Proportional-Integral-Differential-Wirkung (PID) haben. Der Verstärker 115 kann auch einen Vorspannungskreis haben, der den Motor WM auf einer vorgewählten "Mittelgeschwindigkeit" hält, selbst wenn der vom Summierglied 114 signalisierte Fehler exakt null ist, so daß geringe Änderungen des Fehlers zu einer Motorgeschwindigkeit tu führen, die korrigiert ist, um die Geschwindigkeit auf einen Wert zu bringen, bei dem der Fehler im wesentlichen wieder gegen Null geht. In jedem Falle erhöht oder vermindert der geschlossene Kreis der Figur 10, der den Motor WM steuert, die Spannung V , um die Winkel-

Will

geschwindigkeitU) zu ändern-¹ bis das Signal S wieder gleich dem eingestellten Signal S , ist, wenn die Oberflächengeschwindigkeit S aus irgendeinem Grunde bezüglich des gewünschten Wertes S , fällt oder steigt. Wenn das Potentiometer 109 so eingestellt ist, daß das Signal S , (mit einem geeigneten Maßstabsfaktor) einerOberflächengeschwindigkeit von 2500 f.p.m. (763 m/min.) entspricht, wird die Schleifscheibenfläche trotz Änderungen der Belastung oder Änderungen des Schleifscheibenradius R im wesentlichen auf der linearen Geschwindigkeit gehalten.

- 75 -

321C559

In den Zeichnungen sollen die Servo-Verstärker I wie 115 in Figur 10) Verstärker darstellen, mit Proportional- plus Integral-Wirkung, plus Differential-Wirkung, falls dies gewünscht ist. Die Servokreise können auch ein konstantes Vorspannungssignal haben, so daß das Ausgangssignal der Endstufe des Verstärkers den zugehörigen Motor oder die zugehörige Bremse erregt, um deren Geschwindigkeit auf einem "mittleren" Wert zu halten, ohne jede Integration des Fehlersignals. Die geschlossenen Servoschleifen können vom Fachmann ausgeführt werden, so daß die Einzelheiten der Servo*Verstärker nicht dargestellt oder beschrieben zu werden brauchen. Bezüglich Figur 10 und ähnlichen noch zu beschreibenden Figuren ist es ausreichend zu verstehen, daß der Servokreis für den Motor WM eine genügende Verstärkung und Integration aufweist, daß das EER^-Signal im wesentlichen auf NuIJ. gebracht wird und die Geschwindigkeit im wesentlichen auf den Wert zurückgeführt wird, der durch das Signal ^Swd ^reP^räsen'fci^er"^fc wird, wenn eine Störung oder eine Änderung der physikalischen Parameter den gesteuerten Wert von dem gewünschten Einstellwert abweichen läßt.

Wie aus Figur 10 weiterhin ersichtlich ist, wird der Motor TFM durch einen geschlossenen Kreis gesteuert, um die Vorschubgeschwindigkeit F+ bei einem gewünschten Einstellwert i^gß im wesentlichen konstant zu halten. Der Einstellwert wird gewählt, indem ein Potentionmeter 118 eingestellt wird, um ein Signal F^ , zu erzeugen, das entgegengesetzt zu einem Signal F+ der tatsächlichen Geschwindigkeit einem Summierglied 119 zugeführt wird, um ein Fehlersignal

- 76 -

zu erzeugen, welches einem PID-Servo-Verstärker 120 zugeführt wird, um den Motor TFM zu erregen.

Das Drehmoment des Motors TM wird gesteuert, um die Geschwindigkeit^ , einzustellen, so daß das Verhältnis TE zumindest annähernd in Übereinstimmung mit einem "bestimmten Wert gehalten wird. Dieser "bestimmte Wert TR, wird durch Einstellung eines Potentiometers 121 erzeugt. Die Signale F. und" E¹., werden im Summierkreis 122 subtrahiert und die Differenz E' (,siehe Gleichung 5) wird einem Eingang eines bekannten Analogteilers 123 zugeführt. Die Ausgangssignale dieses Analogteilers werden auf einen Verstärker 124 gegeben, dessen Verstärkung k eingestellt wird, indem ein Eheostat 125 zum Ausgleich des Verhältnisses R^/R+e! welches aus manuellen Messungen der beiden Eadii R und R₊ bestimmt wird, von Hand eingestellt wird.

R' w

Das Ausgangs signal des Verstärkers 124 ist k' ■ und ist

^Ά te

dadurch annähernd gleich dem tatsächlichen Abrichtverhältnis TE, wie es in der obigen Gleichung (6) ausgedrückt ist. Dieses Ausgangssignal wird in einem Summierglied 126, mit dem Einstellwertsxgnal TE^ algebraisch verglichen, um eine Fehlerspannung EER^ zu erzeugen, die den Eingang eines PID-Servo-Verstärkers 127 bildet. Letzterer erzeugt eine Spannung V+ , um den Motor TM, ^der als Bremse wirkt) zu erregen, so daß die Geschwindigkeit4?. der Abrichtrolle 50 zunimmt öder abnimmt, wenn das tatsächliche Verhältnis TE unter den Einstellwert TE, fällt oder über diesen Wert steigt. Mit anderen Worten, wenn das tatsächliche Abrichtverhältnis TE geringer als TR^ ist, wird das Fehlersignal

- 77 -

-X-

ERR-, positiv und erhöht die Spannung V_+m bezüglich ihres

τ \p JH

Mittel-Vorspannungswertes, so daß ein geringerer Regenerativbremsstrom durch den Motor TM fließt, was zu einem verringerten Bremsmoment führt, wodurch die Winkel- und Oberflächengeschwindigkeiten (jJ+_e und S. der Abrichtrolle zunehmen. Aus Gleichung (3) ergibt sich, daß dadurch die Relativgeschwindigkeit S_r des Schleifkontaktes abnimmt. Dies bewirkt wiederum (,aus den oben erklärten Gründen), fiaß die Geschwindigkeit der Eadiusverminderung E' zunimmt und die Geschwindigkeit E¹+ abnimmt, wodurch das Signal TE zunimmt, bis der Fehler EEE₅ auf WuIl gebracht ist.

Beim Auswählen und Einstellen des Einstellpunktes S, Ci¹XgUr 10) wird in der Praxis normalerweise ein relativ niedriger Wert gewählt, da bevorzugt in Geschwindigkeitsbereiohen S und S. gearbeitet wird, welche S langsam machen. Wenn der Einstellpunkt S - gewählt ist, wird das Abrichtelement 50 um geschlossenen Servokreis, der den Verstärker 127 einschließt, veränderlich gebremst Coder angetrieben), um zu bewirken, daß die Geschwindigkeit S.. zu- oder abnimmt, wie es erforderlich ist, um das Abrichtverhältnis TE im wesentlichen auf dem eingestellten Wert TE-, zu halten. In dieser Hinsicht wirkt die Vorrichtung um:

TR - TR_d = ERR₅ =0 (13)

W' R'.. F₄..,- E^. _iu)

zu halten.

- 78 -

-yS.

-/53-

Es ist ersichtlich, daß P^._s im wesentlichen konstant auf dem Wert I+_S(3 gehalten wird,wenn E¹, dazu neigt, zu steigen oder zu fallen , und daß "bei einem Abweichen des Abrichtverhältnisses von TR^ die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S. geändert wird, um S korrigierend zu beeinflussen, bis das tatsächliche Abrichtverhältnis wieder auf dem eingestellten Wert ist. Diese Wirkung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Geschwindigkeit R' der Schleifscheibenabnutzung umgekehrt und monoton "(aber nicht notwendig linear) mit der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S variiert und daß die Abnutzungsgeschwindigkeit R'+g der Abrichtrolle bei einem bestimmten Wert der Vorschubgeschwindigkeit I\ entgegengesetzt zu R' veränderlich ist. (Siehe Gleichung 5)

Aus Vorstehendem kann entnommen werden, .daß eine Ausgestaltung, die von der der Figur 10 abweicht, leicht gebaut werden kann, in der die Oberflächengeschwindigkeit S^ im wesentlichen konstant gehalten wird und bei der die Schleifscheiben-Oberflächengeschwindigkeit S und die Winkelgeschwindigkeit U in Abhängigkeit von der Differenz zwischen TR und TR, korrigierend verändert werden. Tatsächlich kann eine Steuereinrichtung aufgrund der vorstehenden Lehre gebaut werden, um das Abrichtverhältnis TR auf einem bestimmten Wert zu halten, indem sowohl47_+Λ als auch£7,_r in Ab-

HG W

hängigkeit von dem Fehler TR-TR, variabel eingestellt werden, da die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S ist, die eine Veränderung des Abrichtverhältnisses (bei einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit ^+_s) bewirkt.

- 79 -

Aus Gleichung {14) ergibt sich auch, daß bei einer Zu- oder Abnahme der Vorschubgeschwindigkeit F, Runter Konstanthaltung aller anderen Bedingungen) das Abrichtverhältnis I¹R zu- oder abnimmt. Die Abnutzungsgeschwindigs-: keit S.i-+_e der Abrichtrolle wird sich in den meisten Fällen mit Änderungen der Vorschubgeschwindigkeit F. ändern, jedoch nicht im selben Maße, wie sich die Abnutzungsgeschwindigkeit R¹ der Schleifscheibe ändert. Wenn daher der Wert von F₊^ geändert wird, ändert sich die "Gewiehtung" von R und R, in Gleichung 15). Daher können alternativ zur Ausgestaltung der Figur 10 die Winkelgeschwindigkeiten^, _T und Cu)₊. gesteuert werden, um die Relativ-

W v©

Oberflächengeschwindigkeit S auf einem Einstellwert zu halten und der Fehler TR - TR, kann verwendet werden, um den Motor TFM zu einer Zu- oder Abnahme der Vorschubgeschwindigkeit F. zu veranlassen, wenn das Abrichtverhältnis TR unter den gewünschten Wert TR_d fällt oder über diesen Wert ansteigt.

Allgemein ist zu bevorzugen, die Vorschubgeschwindigkeit ^tsd ^au^ ^e:i-^nei1 relativ hohen Wert einzustellen und im wesentlichen konstant zu halten, wie in Figur 10, wobei Q oderO+_e veränderbar gesteuert werden, um das tatsächliche Verhältnis TR innerhalb eines gewählten Bereiches oder im wesentlichen gleich einem gewählten Einstellwert TR, zu halten. Je größer die Vorschubgeschwindigkeit ist, umso schneller erfolgt die Materialentfernung von einer unbrauchbaren Schleifscheibenfläche, um diese wieder in ihre gewünschte Form zu bringen. Für Abrichtvor-

- 80 -

-7^s-

gänge wird daher die Vorschubgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Festigkeit und Steifheit der Maschinenbauteile und der Leistung des Servokreises so hoch wie möglich gewählt. Es sei jedoch "betont, daß die Vorschubgeschwindigkeit P_ts und die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S_r zusammen gesteuert werden, um das Verhältnis TR auf einen vorbestimmten Bereich oder auf einen vorbestimmten gewünschten Wert fallen zu lassen. Eine oder beide dieser Parameter F^₃ und S_r können die gesteuerten Veränderlichen sein.

In der Praxis wird das Verfahren bei Verwendung der Vorrichtungen 1, 8 und 10, sofern das Kornmaterial der Schleifscheibe 20 und das Material der Abrichtrolle 50 in Klasse I fallen, das Potentiometer 121 eingestellt, so daß das Signal TR, ein Verhältnis repräsentiert, das größer als 1,0 und vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 100 liegt. Wenn es/ wie in Figur 8 gezeigt, zu einem Abrichtkontakt kommt, hält die Vorrichtung gemäß Figur 10 das Verhältnis TR auf oder nahe beim Einstellwert, es erfolgen Korn- und/ öder Bindemittelbrüche in der Schleifscheibenfläche, was zu einer volumenmäßigen Entfernungsgeschwindigkeit W' führt, die wesentlich größer ist als die Geschwindigkeit TE¹. Das Abrichtelement nutzt sich daher sehr langsam ab und kann für zahlreiche Abrichtvorgänge verwendet werden, bis es vollständig verbraucht ist.

Beispiel für Klasse I; Eine Schleifscheibe 20 mit Aluminiumoxidkörnern, die in einer Keramikmatrix eingebettet sind, wird mit einem Element 50 aus 1050 abgeschrecktem Stahl abgerichtet,' wobei das Abrichtelement eine Arbeitsfläche

- 81 -

321G559

(entweder rein zylindrisch oder anders geartet) von 4¹' (10 cm) Radius aufweist, der mit der gewünschten Schleifsoheibenflächenform übereinstimmt. Wenn die gemessenen Radii R_w und R^₆ jeweils 5¹¹ (12,7 cm) und 3'' (7,6 cm) sind, ist die Verstärkung k für den Verstärker 124 1,66. Die Vorschubgeschwindigkeit E¹^₈ ^ des Abrichtschlmttens wird auf 0,062" (0,157 cm)/min. und die Schleifscheiben-Oberflächengeschwindigkeit S_wd auf 2000 f.p.m. (610 m p.m.) eingestellt. Das Einste11punktsignal TR, wird so eingerichtet, daß es das gewünschte Verhältnis -von 50 repräsentiert. Die Geschwindigkeit R' der Radiusverminderung der Schleifscheibe kann unter diesen Verhältnissen etwa 0,060^!t (0,152 cm)/min. betragen. Um die Schleifscheibe um 6,0 mils, abzurichten, sind nur 6 sek. Schleifkontakt erforderlich; während dieses Intervalls wird der Radius des Abrichtelementes nur um etwa 0,2 mils, vermindert. Mit anderen Worten wird der Abrichtvorgang schnell ausgeführt, ohne daß die aus homogenem Metall bestehende Abrichtrolle 50 merklich abgenutzt wird.

Wenn bei der Ausführung der Erfindung mittels der Vorrichtungen der Figuren 8 und 10 Materialien der Klasse II verwendet werden, wird das Signal TR^ so eingestellt, daß es ein Verhältnis von größer als 10 repräsentiert, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 1000. In diesem ITaIl kann die Vorschubgeschwindigkeit 3?+_λ sogar noch höher eingestellt werden und das Abschleifen der Schleifscheibenfläche erfolgt dann noch schneller.

- 82 -

Beispiel für Klasse II; Eine Schleifscheibe 20 aus Siliciumcarbidkörnern, die in einer Matrix aus Keramik eingebettet sind, wird mit einem Abrichtelement 50 aus Wolframcarbid abgerichtet. Die Geschwindigkeit F. -, des Abrichtschlittens Wird dort auf 0,100" (.0,254 cm)/min. und die Schleifscheiben-Oberflächengeschwindigkeit S , auf etwa 1500 f.p.m. 1458 m p.m.) eingestellt. Wenn die gemessenen Eadii R und R^_e 10" (25,4 cm) und 5^I! U2-,7 cm) betragen, ist die Verstärkung k des Verstärkers 2,0. Das Einstellpunktsignal TR_d wird so eingerichtet, daß es ein Verhältnis von 200 repräsentiert. Die Verminderungsgeschwindigkeit R des Schleifscheibenradius kann unter diesen Bedingungen etwa 99,5 mils./min. betragen, wobei die Verminderungsgeschwindigkeit R'+g des Radius etwa 0,5 mils./min. beträgt. Für das Abrichten von 5 mils, der Schleifscheibenfläche werden dann nur 5 sek. benötigt, wobei während dieser Zeit der Radius des Abrichtelementes nur um etwa 0,02 mils, abnimmt und die Abrichtrolle somit ihre Größe und Form praktisch beibehält.

Wie oben unter Bezugnahme auf die Gleichungen (6,11 und 14) bemerkt wurde, kann das tatsächliche Abrichtverhältnis angenähert werden, da das Verhältnis R_w/R+_e sich nicht sehr ändert. Wenn beispielsweise diese Radii praktisch mit Werten von 10" (25,4 cm) und 4" (10 cm) beginnen, wird das Verhältnis R_w/R+_e sich während einer längeren Zeitspanne, während der R^ um 0,25" (0,64 cm) und R. um 0,02" (0,05 cm) abnimmt, nicht wesentlich verändern. Falls es jedoch gewünscht ist, kann das Abrichtverhältnis TR ge-

- 83

nauer und ohne Annäherung übertragen werden, wie in Figur 1OA dargestellt ist. Diese Figur zeigt Bauteile, die den Verstärker 124 in Figur 10 ersetzen. Die Signale R^ und R. werden einem Teiler 124a zugeführt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das sich mit ^/R-t-g ändert; letzteres wird einem Multiplizierglied 124b zugeführt, das auch ein Ausgangssignal vom Dividierglied 123 der Figur 10 empfängt und damit ein Ausgangssignal TR (welches dem Summierglied 126 der Figur 10 zugeführt wird) erzeugt, welches sich gemäß den Gleichungen (11) und (12) wie folgt ändert:

_ΦΤ? _ W' __ *w ^K w _ ¹Sf ^tS-* te

TE · P TM P R*

Uw Uw UC Uw

Die in Figur 10A gezeigte Modifizierung der Figur 10 hält daher das tatsächliche Abrichtverhältnis TR in Übereinstimmung mit dem gewünschten Wert TR^i selbst dann, wenn die Radii der Schleifscheibe und der Abriohtrolle sich in einem weiten Bereich ändern. In Fällen jedoch, in denen das Abrichten nicht zu einer wesentlichen prozentualen Veränderung des Radius der Schleifscheibe oder des Abrichtelementes führt (es gibt zahlreiche solcher Fälle in der industriellen Praxis), kann man die Geschwindigkeit R' oder R'₊o der Radiusverminderung als die Entfernungs-

Vr Ww

geschwindigkeit W¹ oder TE¹ repräsentierend nehmen, was hier durch Gleichung (6) und Figur 10 zum Ausdruck kommt.

- 84 -

Figuren 1, 8 und 11

Wenn die Ausführung der Erfindung mit Materialien der Klasse III erfolgt, geht das Abrichtverhältnis gegen Unendlich, sofern die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S geringer als 3000 f.p.m. Q915 m/min.) ist. Das Steuersystem 71C der Figur 11 Cin Verbindung mit den Figuren 1 und 8) kann daher verwendet werden. Die Bauteile 109a bis 120a sind bezüglich Anordnung und Arbeitsweise dieselben, wie die bezüglich Figur 10 beschriebenen Bauteile 109 bis 120. In Figur 11 wird eine Vorschubgeschwindigkeit F, gewählt und aufrechterhalten, der Motor TM wird jedoch einfach dadurch gesteuert, daß die Relätiv-Oberflächengeschwindigkeit S_r auf dem Einstellwert S , gehalten wird, der kleiner als 300 f.p.m. (915 m/min.) ist. Zu diesem Zweck werden die Signale R^₈ und 2 deinem ersten Multiplizierglied 128 zugeführt, dessen Ausgangssignal, zusammen mit dem Signal 47+_e einem zweiten Multiplizierglied 129 zugeführt wird, letzteres erzeugt ein Signal proportional zu 2 77"R^₈ ^+_e» das die Oberflächengeschwindigkeit S. des Abrichtelementes (siehe Gleichung 2) darstellt. Das Signal wird in einem Summierglxed 130 algebraisch vom Signal S, abgezogen, um ein Relatxvgeschwindigkeitssignal S^ (siehe Gleichung 3) zu erzeugen. Dieses wird in einem Summierglied 131 mit dem Einst ellwert signal S , von einem von Hand einstellbaren Potentiometer 132 verglichen, um ein Fehlersignal ERR. zu erzeugen, das einem Servo-Verstärker 134 zugeführt wird. Dieser erzeugt eine Spannung V. , die das Bremsmoment an

- 85 -

- /to -

der Abrichtrolle 50 und damit die Geschwindigkeit U)+ bestimmt. Wenn die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S vom Einstellwert S_rd abweicht, wird der Motor (Bremse) TM gesteuert, um den Fehler auszugleichen.

Wenn das Konditionieren gemäß Klasse III mit einer Diamantsplitter-Abrichtrolle erfolgt, ist die Verminderung R'+_e des Radius, wie angegeben, im wesentlichen gleich Mull. Die Vorschubgeschwindigkeit F.. _s kann relativ hoch eingestellt werden (beispielsweise 40 mils./min.) und da die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit gering ist, werden die Schleifscheibenkörner aus ihrer Einbettüngsbasis im Matrixmaterial gebrochen oder gestoßen.

Beispiel für Klasse III; Eine Schleifscheibe mit Siliciumcarbidkörnern, die in eine Matrix aus Keramik eingebunden sind, wird mit einer Abrichtrolle aus Diamantsplittern in einer Matrix aus Wolframcarbid abgerichtet. Die Vorschubgesohwindigkeit F+ ■, wird auf etwa 40 mils./min. eingestellt und gehalten und die Schleifscheiben-und Rollengesohwindig-

keit4> und (J ._ werden so gesteuert, daß die Relativ-Oberw üe

flächengesohwindigkeit S₃, etwa 400 f.p.m. (122 m/min.) ist. Man benötigt nur etwa 4,5 Sek. um 3 mils, der Schleifscheibenfläche "abzurichten"; und die Abnutzung der Diamant-Abrichtrolle ist nicht meßbar. Diese Abrichtrolle kann daher für sehr viele derartige separate Abrichtvorgänge verwendet werden und ihre Lebensdauer ist wesentlich grosser als die der bekannten Diamant-Abrichtrollen, wie sie in herkömmlichen Verfahren verwendet werden.

- 86 -

Figuren 1,8 und 12

Eine andere der zahlreichen möglichen Steuereinrichtungen zur Aufrechterhaltung des Verhältnisses TR in Übereinstimmung mit einem gewünschten Wert ist in Figur 12 dargestellt, Beim System 71D empfangen zwei Summierglieder 135, 136 jeweils Eingangssignal-Paare P+_s> R+_e und F, , R+_e> um Ausgangssignale zu erzeugen, die sich in Übereinstimmung mit den Gleichungen (12) und (5) ändern, um R und R' darzustellen. Diese werden einem Multiplizierglied 137 zugeführt, dessen Ausgang R₁Ji' auf einen Verstärker 138 ge-

W W

gegeben wird, dessen Verstärkung durch Einstellung eines Rheostaten 139 auf den Wert 2 TTl eingestellt wird, wobei I der abzurichtenden Länge der Schleifscheibe entspricht. Das Ausgangssignal des Verstärkers 138 enthält daher den Wert der volumetrisehen Abnutzungsgeschwindigkeit W¹ (siehe Gleichung 8). Ein Potentiometer 140 wird eingestellt, um ein Einstellsignal W¹, vorzugeben, das zusammen mit dem Signal W¹ einem Summierglied 141 zugeführt wird, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das auf einen Servo-Verstärker 142 gegeben wird, der den Motor TFM erregt. Auf diese Weise wird die Vorschubgeschwindigkeit F, automatisch geändert, um die Abnutzungsrate W' im wesentlichen gleich dem gewünschten Wert W¹,, der am Potentiometer 140 eingestellt ist, zu halten.

Die volumetrische Entfernungsgeschwindigkeit TE' wird auch automatisch gesteuert, um mit einem von einem Potentiometer 143 vorgegebenen Einstellwert TE¹, in Übereinstimmung gehalten zu werden. Die Signale R. und R'+_e

- 87 -

-μί

werden bei 144 multipliziert und das Signal R+ .R¹+ wird einem Verstärker 145 mit einer auf 2 77L eingestellten Verstärkung zugeführt· Das Ausgangssignal ändert sich daher wie TE¹ (siehe Gleichung 10) und wird in Opposition zum Signal ICE^ einem Summier glied 146 zugeführt, wobei das sich daraus ergebende Fehlersignal auf den Eingang eines Servo-Verstärkers 147» der den Motor WM steuert, gegeben wird. Die Geschwindigkeit ώ wird so automatisch geändert, um I¹E¹ im wesentlichen konstant und auf dem eingestellten Wert TE'_d zu halten.

Der Motor SM wird mittels eines Regel (Servo-)kreises 148 gesteuert, w&Ü ^q auf dem Einstellwert CJ +_ed zu halten.

Da die Vorrichtung der Figur 12 W und TE' auf den Einstellwerten konstant hält, kann eine Bedienungsperson das Abrichtverhältnis I¹R einfaoh bestimmen, indem sie diese zwei Werte und ihr Verhältnis W'/TE¹ wählt. Das Abrichtverhältnis braucht nicht tatsächlich angezeigt werden. Lediglich aus Gründen der Bequemlichkeit kann gemäß Figur 12 ein Dividierglied 149 vorgesehen sein, das die Signale W¹ und TE¹ aufnimmt, um ein Meßgerät M7 zu erregen, das den numerischen Wert von TR anzeigt und der Bedienungsperson eine Hilfe beim Einstellen der Potentiometer 140, 143 gibt, so daß ein Abrichtverhältnis TR erreicht wird, das größer als 1,0 (Klasse I) oder größer als 10,0 (Klasse II) ist. Die Verstärker 138, 149 sind nicht unbedingt notwendig, da sich ihre Wirkungen im Dividierglied 149 (siehe Gleichung 11) aufheben, sie sind jedoch der Vollständigkeit halber dargestellt. Dem Fachmann ist klar, daß Uormierungsfaktoren ein-

- 88 -

geführt werden können, so daß die Potentiometer 140 und 143 in Kubikinch (ecm) p. min, oder anderen gewünschten Einheiten geeicht werden können.

Bei Abrichtvorgängen gemäß Klasse I und Klasse II ist es unwesentlich, welcher Wert für die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit gewählt wird, solange die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit I\ genügend hoch ist, um den gewünschten Wert oder den bestimmten Wertbereich für das Abrichtverhältnis TR zu ergeben; umgekehrt ist es unwesentlich, welche Relativ-Yorschubgeschwindigkeit i¹. gewählt wird (mit Ausnahme bei schnellem Abrichten), solange die ReIativ-Oberflächengeschwindigkeit S gering genug ist, um den gewünschten Wert oder Wertbereich für das Abrichtverhältnis TR zu ergeben. Wenn das Verhältnis TR zweckmäßig in Übereinstimmung mit einem Einstellpunkt TR^ gehalten wird, wird die volumetrische Geschwindigkeit W' bevorzugt konstant gehalten und die Einstellung der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S erfolgt durch automatische Steuerung der Schleifscheibenmotorgeschwindigkeit^? (Figur 12). I*ür eine schnelle Wiederherstellung der Schleifscheibenfläche wird der Abrichtvorgang jedoch mit einer Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S ausgeführt, die in einem Bereich liegt, der variiert, der wesentlich niedriger ist als der Bereich der Oberflächengeschwindigkeiten beim Abrichten gemäß herkömmlichen Industrieverfahren. Entsprechend liegt oder variiert die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit I\ in einem Bereich, der wesentlich höher liegt, als die Vorschubgeschwindigkeit,

- 89 -

die "beim Einsatz der Schleifscheibe für herkömmliche Schleifverfahren infrage kommt. Obwohl es im weitesten Sinne der Erfindung nicht erforderlich ist, wird "bei der bevorzugten Asuführungsweise ein Abrichtelement in Schleifkontakt mit einer Schleifscheibe gebracht, so daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit an der Abrichtschicht jeweils viel geringer und viel höher sind als die Oberflächengeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit, die vom Fachmann bei der Ausführung herkömmlicher Schleifvorgänge gewählt werden.

Ergänzende Schritte

Das Verfahren und die Vorrichtung, die hier unter Bezugnahme auf die Figuren 9, 10, 10A, 11 und 12 beschrieben sind, führen zu einer schnellen Entfernung des Materials von der Schleifscheibenfläche, und damit zu einer schnellen Wiederherstellung der gewünschten Form. Es wird nicht nur dieses Hauptziel erreicht, sondern in allen Fällen ergeben sich weitere Vorteile daraus, daß (,a) die Abnutzung des Abrichtelementes relativ gering ist, so daß es über eine lange Zeitspanne einsetzbar ist und ^b) daß die Schleifsoheibenflache scharf bleibtJ Die schnelle Entfernung des Schleifscheibenmaterials und die daraus sich ergebende Schärfe der aus der Schleifscheibenfläche herausragenden Körner ergeben sich daraus, daß der Relatiworschub und die Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Scheibe 20 und dem Abrichtelernent 50 zusammen gesteuert werden, um die Schleifscheibenkörner zu zerbrechen und auch das Korn-Bindemittel zu zerbrechen

- 90 -

-90^-

(so daß frische Körner herausgestellt werden).

Es wurde erkannt, daß ergänzende Schritte und Vorrichtungen angewandt werden können, um das Brechen der Schleifscheibenkörner und des Bindemittels weiter zu fördern, wodurch die oben "beschriebenen Vorteile noch verstärkt werden können. Speziell wird vorgeschlagen, Vibrationen im Bereich des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibe und einem Abrichtelement zu induzieren, so daß die Aufschlagkräfte auf die Körner verstärkt werden, was zu einem verstärkten Bruch der Körner und des Bindemittels führt (während das Abschleifen der Abrichtelementfläche in noch größerem Maße verringert wird). So können bei den oben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen (in den Klassen I, II, III) Vibrationen mit einer Frequenz von einigen Zyklen pro Umdrehung der Schleifscheibe aufgebracht werden und zwar in einer oder beiden Richtungen (a) tangential zum Gebiet des Schleifkontaktes und (b) senkrecht zum Gebiet des Schleifkontaktes.

Für Tangentialvibrationen kann ein "Zittern" (dither) in den Spannungen V_m oder V. erzeugt werden, so daß entweder die Schleifscheibe oder das Abrichtelement oder beide kleine, schnelle Drehvibrationen ausführen, während ihre Durchschnittsgeschwindigkeiten^/ und £7. auf den vorge-

VV TJc

wählten oder eingestellten Werten verbleiben.

Für Quervibrationen entlang einem Weg senkrecht zur Schleifscheibenachse über dem Gebiet des Schleifkontaktes kann ein "Zittern" in der Spannung V. ~ erzeugt werden, so daß das Abrichtelement 50 in Figur 8 nach links und rechts vibriert,

- 91 -

während der Vorschub mit einer durchschnittlichen Vorschubgeschwindigkeit F^._g nach links fortgesetzt wird.

Es ist ersichtlich, daß ein "Zitter"-Signal in einem oder mehreren der Servo-Verstärker 115, 120, 127 (Figur 10) oder der Servo-Verstärker 115a, 134, 120a in Figur 11 angebracht werden kann, um eine oder mehrere der oben beschriebenen Vibriervorgänge zu erzeugen.

Als weitere Ergänzung, die das schnelle Abtragen der Schleifscheibe fördert (und eine geringe Abnutzung des Abrichtelementes), kann das Abrichtelement 50 mit Sägezähnen oder Schlitzen versehen werden, die sich parallel zur Achse der Schleifscheibe erstrecken, wobei jedoch die wirksame Oberfläche ansonsten der gewünschten Form der Schleifscheibe entspricht. Im Falle eines zylindrischen Abrichtelementes würde dieses somit einer Keilwelle ähneln. Bei Verwendung eines derartigen "geschlitzten" Abrichtelementes werden die Aufschläge größer, da die Führungskante jeder Rippe auf den Bereich des Schleifkontaktes mit der Sohleifscheibenfläche aufschlägt und das Zerbrechen der Körner und der Einbettungsmasse dadurch gefördert wird.

Schließlich kann zur Erzeugung der Vibrationen zu dem oben beschriebenen Zwecke das Abrichtelement so aufgebaut sein, daß es dynamisch ungleichgewichtig wird und daher als Folge seiner Drehgeschwindigkeit vibriert.

- 92 -

-y-

Ein zweiter Weg zur Konditionierung von Schleifscheiben durch. Einstellen oder Konditionieren von STE

Bis hier wurde die Erfindung im Hinblick auf Verfahren und Torrichtungen "beschrieben, bei denen das Abrichtverhältnis TR anfänglich eingestellt oder kontinuierlich gesteuert wird, so daß es immer oberhalb 1,0 für Materialien der Klasse I oder oberhalb 10,0 für Materialien der Klasse II bleibt. Pur Materialien der Klasse III wird die Relativ-Oberflächenge schwindigke it S des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibe und dem Abriehtelement eingestellt oder kontinuierlich, gesteuert, so daß sie immer unterhalb 3000 TJ/min. bleibt. Die ReJativ-Vorschubgeschwindigkeit des Abrichtvorganges i\ wird so gewählt,(wird entweder veränderlich gesteuert oder konstant gehalten, wie in den Figuren 10 und 11 dargestellt ist), so daß der Schleifscheibenradius R schnell abnimmt, wie dies das Ziel ist, wenn gewünscht wird, die Porm einer abgenutzten Schleifscheibenfläche "abzurichten" oder wiederherzustellen. Die hohen Abrichtverhältnisse TR (oberhalb minimal von 1,0 für Klasse I und 10,0 für Klasse II) übersteigen schnell Werte, die bisher zur Anwendung kamen oder vorgeschlagen wurden. Und die geringen Oberflächengeschwindigkeiten S (unterhalb 3000 f.p.m. (915 m /min. für Klasse III) sind um sehr viel kleiner als die bisher verwendeten oder vorgeschlagenen Geschwindigkeiten. Das synergistische und überraschende Ergebnis der insoweit beschriebenen E_rfindung ist es, daß das Abriehtelement sich langsam abnutzt - selbst in Klasse I oder Klasse II, wo das Element ein homogenes kristallines

- 93 -

Material wie 1050 Stahl oder M1 Stahl ist und in Klasse III, für die sich ergibt, daß die Standzeit einer Diamant-Abrichtrolle tatsächlich praktisch unbegrenzt ist. Daher kann die Hauptaufgabe des schnellen Abrichtens einer Schleifscheibe durch Entfernung von Material von ihrer ELäche mit einem billigen Abrichtelement, dessen wirksame Oberfläche ihre Form über eine lange Einsatzdauer hält, erreicht werden; und der Einsatz einer Diamant-Abrichtrolle ist wegen der stark verlängerten Standzeit tatsächlich billig.

Die Erfindung kann jedoch mit diesen gleichen Vorteilen ausgeführt werden, indem eine zweite Steuereinrichtung vorgesehen wird, die flexibler ist und die zahlreiche weitere Vorteile mit sich bringt. Dieser zweite Weg wird hier mit "STE-

Steuerung" bezeichnet und ist im folgenden beschrieben:

Der Vorgang, der an der Sohleifgrenzschicht zwischen einer Schleifscheibe und einem Konditionierelement stattfindet, ist zahlreichen Variablen unterworfen. Der beste Indikator für die Vorgänge im Zwischenbereich und dem Grad der "Schärfe", die an der Schleifscheibenfläche vorhanden ist, ist die Energiewirksamkeit, mit der das Jte/fcerial von der Schleifscheibe entfernt wird. Diese Energiewirksamkeit wird hier "spezifische Abrichtenergie" (STE) genannt, und als die Energiemenge definiert, die aufgewendet wird, um eine bestimmte Menge (Volumen) von Schleifscheibenmaterial zu entfernen. Sie ist als das Verhältnis einer Energiemenge E, , die zum Entfernen eines bestimmten Volumens ¥ von Schleifscheibenmaterial aufgewendet wird, ausdrückbar:

- 94 -

_ aufgewendete Energie t

entferntes Schleifscheibenvolumen ~ W (16)

Die Dimensioneinheit von STE ist "beispielsweise ausgedrückt als foot -pounds pro ecm, Watt-Minuten pro ecm oder PS-Minuten pro Kubikinch (,ecm).

Wenn man den Zähler und .Nenner in Gleichung (.16) durch die Zeitspanne, während der das Volumen W entfernt wird, dividiert, wird STE das Verhältnis der "beim Entfernen von Schleifscheibenmaterial aufgewandten Energie zur volumetrischen Geschwindigkeit der Materialentfernung. Dies wird wie folgt ausgedrückt:

Es wird davon ausgegangen, daß eine Schleifscheibe 20 in Relativ-Reibkontakt mit einem Abriohtelement 50 drehbar angetrieben und relativ dazu zugestellt wird, wie dies in Figur 8 dargestellt ist, und daß bestimmte physikalische Variablen signalisiert werden, wie dies oben unter Bezugnahme auf Figur 1 erklärt ist. Die Leistung (aufgewendete Energie) für den Drehantrieb der Schleifscheibe ist ausdrückbar als

PWR_w = 2/7. TOH_W.6>_W 118)

Normalerweise würde diese Leistung in Einheiten von ft.-lbs./min. (mkg/min.) ausgedrückt werden, sie kann jedoch leicht in andere Einheiten wie PS umgewandelt werden. In gleicher Weise ist die für den Antrieb oder das Bremsen

- 95 -

(und dadurch für die Sohleifwirkung) aufgebrachte Leistung

™te = ^2/7' ^T0Rte -#te. C¹9)

Die Gesamtleistung PWR^, die für den Schleifkontakt an der Zwischenfläche zwischen der Schleifscheibenfläche 20b und der wirksamen Fläche 50b des Elements aufgewendet wird, wird somit:

PWR-b = i^Mwi^PWRte = ^2/

Es sei angemerkt, daß Gleichung (3) als ein Audruck für die Relativ-Oberflächeng
geschrieben werden kann:

die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S vereinfacht

= l^Sw^+Stel (21)

wobei S _r und S. als Ausdrücke genommen werden, die jeweils

W u&

ihr eigenes Vorzeichen haben, das eine positive oder negative Richtung vorgibt. Wenn in Figur 8 die positive Richtung im Schleifkontaktbereich vertikal nach oben genommen wird und die Schleifscheibe 20 im Gegenuhrzeigersinn und das Element 50 im Uhrzeigersinn drehen (bremsen) wird die Gleichung (3) eine spezielle und genaue Wiedergabe der Gleichung (21), mit eingesetzten Vorzeichen, Um eine S_ohleifwirkung im Berührungsbereich zu erzielen, ist es lediglich erforderlich, daß die Oberflächengeschwindigkeiten S und

S. ohne Rücksicht auf ihre Richtungen verschiedene Werte haben. Man kann so die verschiedenen Fälle festlegen:

-JV

Pall 1: [^J wie c.c.w.; S ist positiv

j te wie c.w.; S^_e ist positiv; Pail 1a: ' Das gleiche wie 1 aber S. ~y S

Pail 2: /^j wie c.c.w.;S ist positiv £j _te wie c.c.w.; S_w ist negativ;

Pail 2a: Das gleiche wie 2 aber S. >S Pail 3: /7 ,. wie cw.; S ist negativ

te ^{wie c}-^c«^w·» ^ste ^{ist ne}S^atiT' ^Sw^ ^Ste

Pail 3a: Das gleiche wie 3, aber S^. Pail 4: / ■> „ wie cw.; S ist negativ

Lj te wie c.w.; S. ist positiv; S "^S. Pail 4a: Das gleiche wie 4, aber S^ -?» S

In allen diesen Pällen ist die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S endlich (ungleich Null) und das einzige Erfordernis dafür ist, daß S und S. ungleich sind. Das Vorzeichen oder die Richtung von S ist unbedeutend. Weiterhin wird in den Pällen 1, la, 3 und 3a der Betrag oder S dadurch bestimmt, daß der Betrag von S. von S abgezogen wird; und in den Pällen 2, 2a, 4 und 4a wird der Betrag von S bestimmt, indem der Betrag von S. zu S addiert wird.

Weiterhin ist ersichtlich, daß in den Pällen 2, 2a, 4 und 4a die Motoren WM und TM beide positiv als Motoren wirken, um Drehmomente in der Richtung ihrer Drehung zu erzeugen. Beide Motoren bringen damit Energie für den SohleifVorgang in der von der Schleifscheibe und dem Abrichtelement gebildeten Zwischenschicht, wobei diese Energie teilweise Ar-

- 97 -

321G559

beit leistet, um das Material zu entfernen und teilweise Wärme infolge Reibung erzeugt. In diesen Fällen kommt man zu PWR. in Gleichung (20), indem die Plus-Minus-Symbole als Plus genommen werden.

Im Fall 1 (,siehe Figur 8) jedoch geht Leistung PWR vom

Motor WM teilweise in den Antrieb des Elementes TE und der Motor TM wirkt als Bremse, da sein Drehmoment entgegen seiner Drehrichtung wirkt. Daher wird die Leistung PWR. (mit der das Material entfernt wird und die Wärme im Zwischenbereich erfolgt) in Gleichung (20) gefunden, indem das PWR -Vorzeichen als Plus-Zeichen und das PWR^-Vorzeichen als Minus-Zeichen genommen wird. Umgekehrt treibt im Falle 1a der Motor TM das Element 50 als Motor an, und um die Geschwindigkeit Cj zu steuern, wirkt der Motor WM als Bremse, die einen Teil der vom Motor TM erzeugten Leistung aufnimmt. In Gleichung (20) wird daher im Falle 1a das Plus-Vorzeichen für PWR-i-e und ein Minus-Yorzeichen für PWR^ genommen.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß für den Fall 5 in Gleichung (20) das Vorzeichen von PWR^ Plus-Zeichen ist und das Vorzeichen von PWR^₈ Minus-Zeichen, und daß der Motor TM als Bremse wirkt; weiterhin ist im Falle 3a das Vorzeichen von PWR Minus-Zeichen und das Vorzeichen von PWR^₈ Plus-Zeichen, da der Motor WM als Bremse wirkt.

Diese Fälle sind hier der Vollständigkeit wegen erwähnt, da es nur eine Frage der Wahl ist, welcher Fall zur Anwendung gelangt, um die Schleif-Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S zu erzeugen. Tatsächlich sind bei einer Oberflächen-

- 99 -

schleifmaschine, wenn das Konditionierelement stationär ist (.siehe 90 in Figur 2), die Oberflächengeschwindigkeit S. und die Leistung ER^₆ beide UuIl. Bei Rundschleifmaschinen und beweglichem (drehendem) Konditionierelement 50, wie in Figur 8 dargestellt, wird jedoch die Anwendung des Falles 1 bevorzugt, da er Relativgeschwindigkeiten S erlaubt, die geringer sind als die Schleifscheibenoberflächengeschwin-

digkeiten S und somit geringere Werte von S. selbst wenn w r -

der Motor WM nicht abstellbar ist, um die Werte vonv zu senken. Und Fall 1 (wie alle Fälle außer Fall 1a und 3a) erfordert es nicht, daß der Motor WM auch als Bremse wirken kann.

Zu Beschreibungszwecken sei angenommen, daß die Drehrichtungen und Oberflächengeschwindigkeiten S und S, zum Fall 1 gehören, wie in Figur 8 dargestellt. Gleichung (3) kann als speziell anwendbare Form von Gleichung (21) genommen werden. Gleichfalls als speziell anwendbare Form von Gleichung (20) wird hier zu Besehreibungszwecken angenommen:

PWR_t = PWR_W - i^e = 2// (TOR_W ,CJ - TOR₁. _Q. Ü^_Q) (22)

Der Fachmann kann auch jeden anderen Fall wählen; er wird in jedem Falle in der Lage sein, die Lehren anzuwenden, die sich aus der Verwendung der richtigen Vorzeichen in den Gleichungen, die die physikalischen Beziehungen wiedergeben,

Bei Betrachtung der volumetrischen Schleifscheibenabnutzungsgeschwindigkeit W' bemerkt man zuerst, daß das Abrichtelement 50 nach links (Figur 8) und gegen die Schleifscheibe hingeführt wird, mit einer Geschwindigkeit F^₃ (bei-

- 100 -

spielsweise ausdrückbar in inch, pro Minute (cm ρ, min.)). Der Schleifscheibenradius R nimmt mit einer Geschwindigkeit R¹ und der Elementradius R. mit einer Geschwindigkeit R'+_e ab. Diese letzten "beiden Werte werden von dem Meßfühler 65 (Figur 1) übertragen, 4^eäoch ist weder R noch R¹ bei Anwendung der in Figur 1 gezeigten Sensoren direkt

bekannt. Dennoch kann R , wie sich aus den oben beschriebenen Gleichungen ergibt, aus der Beziehung

^Rw = ^Pts-^Rte ⁽¹²>

und R¹ aus der Beziehung

gefunden werden.

Die volumetrische Entfernungsgeschwindigkeit an der Schleif scheibe ist daher bestimmbar wie folgt:

W» = 2 77.L.R_W.R_W· (4)

und durch Substitution der Gleichungen (12) und (5) ergibt sich

W = 2/T.LtP_ts-R_ts)(F_ts-R'_te) (8a)

Das STE-Verhältnis aus Gleichung (17) wird somit durch Sub stitution aus den Gleichungen (22) und (8a) erhalten:

(gQRw.CJw - Ί ORtft. £kft ) _ (TORw. ti η -

(23) - 101 -

Zähler und .Nenner sind dabei jeweils proportional zu PWR+ und W₄

In Übereinstimmung mit einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wurde gefunden₉ daß ein schnelles Abrichten einer Schleifscheibe und eiiB geringe Abnutzungsgeschwindigkeit des Abrichtelementes möglich sind, wenn der Relativschleif Vorgang und der VorSchubvorgang der Schleifscheibe und des Elementes so eingestellt bzw. gesteuert werden, daß das STE-Verhältnis immer innerhalb eines niedrigen Bereiches liegt. Mit "niedrig" ist dabei eine Größenordnung des SGE-Verhältnisses gemeint, die geringer ist als die beim Schleifen von Werkstücken bisher angewandte. Wenn das STE-Verhältnis in Einheiten von PS pro Kubikinch (ecm) p. min. ausgedrückt ist, ist mit "niedriger Größenordnung" hier ein Wert von 0,5 oder weniger gemeint. Bei einem STE von 0,5 oder darunter, unabhängig davon, ob das Schleifscheiben- und Elementmaterial in Klasse I, II oder III fallen, wird der Abrichtvorgang schnell vonstatten gehen (wobei angenommen wird, daß P^_s genügend hoch gewählt bzw. gesteuert ist), die Abnutzungsgeschwindigkeit RL und die Volumengeschwindigkeit TE' werden gering und die Schleifscheiben!lache wird scharf sein (oder am Ende eines Abrichtvorganges scharf bleiben).

Figuren 1, 8 und 13

Um zu diesen Ergebnissen zu gelangen, ist es nicht erforderlich, daß das STE-Verhältnis genau bekannt ist oder gesteuert wird. Tatsächlich kann es in weiten Grenzen variieren und es können Näherungen verwendet werden, solange

- 102 -

./7t ·

STE für einen schnellen Abrichtvorgang niedrig bleibt. Ein System 71E, das einfache und billige Verfahren und Vorrichtungen beinhaltet, ist in Figur 13, zusammen mit den Figuren 1 und 8 dargestellt. In Figur 13 ist ein geschlossener Servokreis 150 mit einem Sollwert-Potentiometer 151 dargestellt, um den Schleifscheibenmotor WM und die Geschwindigkeit CJ _w so zu steuern, daß sie mit einem Sollwertsignal£? _d übereinstimmt. Durch Einstellung des Potentiometers 151 von Hand kann die Geschwindigkeit £? geändert werden. Der Servokreis 150 schließt eine Summiereinrichtung 152 und einen PID-Servoverstärker 154 ein, und er arbeitet in derselben Weise, wie oben unter Bezug auf die Steuerung des Motors TFM der Figur 11 beschrieben ist.

In Figur 13 sind zwei identische Servokreise 155 und 156 mit den Motoren TFM und TM verbunden, so daß die Vorschubgeschwindigkeit F+ des Abrichtschlittens und die Geschwindigkeit £? ^₈ des Abrichtelementes in Übereinstimmung mit Sollwerten gehalten werden, die durch Einstellung der entsprechenden Potentiometer 158 und 159 vorgegeben werden.

Obwohl dies nicht von wesentlicher Bedeutung ist, dient die Vorrichtung in Figur 13 als Hilfe bei der Handeinstellung, um das STE-Verhältnis innerhalb des gewünschten Bereiches oder nahe, wenn nicht gleich einem bestimmten Wert zu halten. Zu diesem Zweck werden die Signale TOR xxxi&ij

W W

aus Figur 1 auf einen Multiplizierkreis 160 gegeben, der einen Verstärker 161 steuert, welcher eine Verstärkung von

- 103 -

-3*5 -

K..J aufweist und dessen Ausgang mit einem Meßgerät M8 verbunden ist. Die Verstärker-Ausgangssignale variieren dabei gemäß

^K1-¹¹⁰V^w

wobei K₁ ein Proportionalitätsfaktor ist, der es ermöglicht, daß das Meßgerät M8 direkt in PS geeicht wird (siehe Gleichung 18). Die Signale R^f.j-_e und I¹^₃ werden einem Summierkreis 162 zugeführt, welches einen Verstärker 164 steuert, der eine Verstärkung von Ii^Kp aufweist, so daß sein Output ist:

wobei Kp eine Proportionalitätskonstante ist, die es zusam men mit den zuvor gemessenen Werten der Länge L und des
Radius E der Abrichtzwischenfläche ermöglichen, daß ein
Meßgerät M9 in Kubikinch (ecm) p. min. geeicht wird.

Die Ausgangssignale der beiden Verstärker 161 und 164 werden einem Dividierglied 165 zugeführt, dessen Ausgang an
ein Meßgerät M1O gelegt ist. Das Eingangssignal dieses Meß geräts ändert sich entsprechend dem Wert von

KTTJ ι τη τ?! "Ν Wi
c. w TiS i;e

Der Zähler PWR, in diesem Ausdruck kann am Meßgerät M8 als Anzeige der vom Schleifscheibenmotor WM gelieferten PS abgelesen werden. Der Nenner W¹ kann vom Meßgerät M9 abge-

- 104 -

lesen werden und stellt die Geschwindigkeit der Materialentfernung von der Schleifscheibe in Kubikinch (,ecm) p. min. dar. Das am Meßgerät M 10 angezeigte Verhältnis stellt eine Annäherung von STB dar·

Es sei angemerkt, daß in Gleichung 124) der Ausdruck für die Leistung des Abrichtelementes ^ΤΟ^_Θ·^*Λ-_Θ» der in Gleichung (23) erscheint, fehlt. Er kann weggelassen werden, da die Leistung PWR_W des Schleifscheibenmotors in den meisten Fällen sehr groß ist, in Relation zur Leistung PTO, des Abrichtelementmotors (Bremse), so daß trotz Fehlens dieses Ausdrucks eine hinreichende Genauigkeit erreicht wird. Gleichung (24) verwendet auch einen konstanten Faktor R_w anstelle des variablen Paktors (P^-R.^) in Gleichung (23), so daß der Schleifscheibenradius als konstant angesehen wird, obwohl dies tatsächlich nicht der Fall i,st. Dennoch ist die Annäherung hinreichend genau, wenn der Schleifscheibenradius ursprünglich 10'· C25,4 cm) beträgt und durch einen konstanten Faktor R^ in Gleichung (24) dargestellt wird, wobei dann die Abnutzung der Schleifscheibe einige Zehntel eines inch (cm) beträgt.

Im Gebrauch der Vorrichtung der Figur 13 bringt eine Bedienungsperson das Abrichtelement 50 in Berührung mit der Schleifscheibe 20 (Figur 8) und stellt dann die Potentiometer 158 und 159 ein, um die gewünschten Werte von F+ undLL- zu erzeugen. Sie liest dann das Meßgerät M 10 ab, um den Wert von STE zu beobachten und überstellt das Potentiometer, bis sie ein angezeigtes Verhältnis von bei-

- 105 -

-VSS5

spielsweise 0,25 PS pro Kubikinch (0,04 PS p. ecm) p. min. erhält. Dies stellt infolge der oben erklärten Annäherungen keine genaue Anzeige von STE dar, weicht jedoch von dieser nicht mehr als 25$ ab. Wenn das Meßgerät M 10 zunächst mehr oder weniger als 0,25 anzeigt, kann die Bedienungsperson das Potentionmeter 151 verstellen, um<£? zu verringern oder zu erhöhen und dadurch das Meßgerät auf diesen Wert zu bringen. Diese Einstellung hat die Wirkung, daß der Wert von PWI^ und deshalb PWRj. in Gleichung (23) zu- oder abnimmt·

Alternativ kann die Bedienungsperson das Potentiometer 158 einstellen, um P. zu ändern. Wenn JP. zu- oder abnimmt, nimmt die Geschwindigkeit der Radiusabnahme der Schleifscheibe zu oder ab, so daß W¹ zu- oder abnimmt und STE zu einer Ab- oder Zunahme neigt. Das Drehmoment TOR^ tendiert zur Zu- oder Abnahme und zu einem teilweisen, jedoch keinem vollständigen Wegfall der Inderung von STE. Die Einstellung von I¹. kann daher verwendet werden, um STE einzustellen. Die Bedienungsperson kann auch das Potentiometer 159 einstellen, umO+_e zu ändern (und daher die Relativ-Oberflächenge schwindigke it S), welche infolge Änderungen an der Zwischenschicht bewirkt, daß die Schleifscheibenleistung PWR und dadurch STE (am Meßgerät MIO angezeigt) sich ändert.

Wenn die anfängliche Ablesung von etwa 0,25 am Meßgerät M10 hergestellt ist, kann der Abrichtvorgang fortgesetzt werden und selbst wenn der so angezeigte STE-Wert um 30 oder 40$ steigt oder fällt, ist bekannt, daß das STE-Ver-

- 106 -

Ο6 -

hältnis irgendwo unter 0,50 liegt. Das Abrichten erfolgt durch schnellen Abrieb an der Schleifscheibe; die Abnutzung des Abrichtelementes ist dabei nur gering; und wenn der Abrichtvorgang beendet ist, ist die Schleifscheibenfläche scharf.

Figuren 1, 8 und 14

Figur 14 in Verbindung mit den Figuren 1 und 8 zeigt eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zum Steuern des STE-Verhältnisses ohne die oben bezüglich Figur 13 erwähnten Näherungen. Im System 71F der Figur 14 werden der Abrichtvorschubmotor TFM und die Abrichtvorschubgeschwindigkeit F. durch einen Servokreis 155 gesteuert, der dem unter Bezugnahme auf Figur 13 beschriebenen entspricht. In ähnlicher Weise wird ein Servokreis 156 verwendet, um die Geschwindigkeit &+_e des Abriohtelementes zu steuern, so daß diese im wesentlichen auf dem SollwertC?^._ed gehalten wird, der am Potentiometer 159 eingestellt wird. Beim Betrieb der in Figur 14 dargestellten Vorrichtung wird daher sowohl die Vorschubgeschwindigkeit F+ als auch die Drehgeschwindigkeit LJ . des Abrichtelementes im wesentlichen konstant auf einem vorgewählten Sollwert gehalten.

Um den Wert des in der Maschine während des Abrichtens tatsächlich gegebenen STE-Verhältnisses zu ermitteln und zu übertragen, geben erste und zweite Multiplizierglieder 170 und 171 ihre Ausgangssignale auf einen Summierkreis 172. Das erste Multiplizierglied empfängt die Signale undCJ. . während das zweite Multiplizierglied die Signale TOR. und 4^₆ empfängt. Das Ausgangs signal des Summier-

- 107 -

kreises ändert sich mit der Gesamtleistung PWR. und stellt den Zähler der Gleichung (23) dar.

Ein weiteres Multiplizierglied 174 empfängt als Eingangssignal ein Signal L von einem eingestellten Potentiometer (das die axiale Länge des Abrichtzwischenbereiches darstellt) und das Ausgangssignal eines Summierkreises 176. Letzterer empfängt die Signale P, und R+g» so daß sein Ausgangssignal sich mit dem Schleifscheibenradius R in Übereinstimmung mit Gleichung (12) ändert. Ein anderer Summierkreis 178 empfängt die Eingangssignale F^₃ und R+_e> um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das sich mit der Abnahmegeschwindigkeit R^f des Schleifscheibenradius in Übereinstimmung mit Gleichung (5) ändert. Die Ausgangssignale des Summierglieds 178 und des Multiplizierglieds 174 werden einem Multiplizierglied 179 zugeführt, das ein Ausgangssignal erzeugt, welches hier mit ¥' bezeichnet ist. Dieses Signal ändert sich in Übereinstimmung mit dem Nenner in Gleichung (23) und wird einer Dividierschaltung 180 zusammen mit dem Signal PWR. der Summierschaltung 172 zugeführt. Das Ausgangssignal des Dividiergliedes 180 ändert sich in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Wert STE der Maschine, während des Abrichtens (Figur 8). Das Signal wird mit negativem Vorzeichen einer Summierschaltung 181 zugeführt, die additiv auch ein Sollwertsignal STE, von einem eingestellten Potentiometer 182 empfängt. Die Bedienungsperson des Systems kann an dem Potentiometer einen gewünschten Wert des STE-Verhältnisses einstellen, welchen sie während des Abrichtvorganges automatisch aufrechterhalten haben möchte. Der tatsächliche Wert von STE unterscheidet sich vom Sollwert, die Summierschaltung 181 erzeugt ein Fehler-

- 108 -

signal EEE₇, das einem PID-Servoverstärker 183 zugeführt wird, der die Erregerspannung V,__ für den Schleifscheiben-

WIH

motor ¥M liefert. Wenn ein Fehler auftritt, stellt der Motor WM so die Geschwindigkeit £? ein, bis der übertragene Wert des tatsächlichen STE mit dem Sollwert übereinstimmt und der Pehler EEE₇ auf Mull gebracht ist.

Wenn ein schnelles Abrichten einer unbrauchbaren Schleifscheibenoberfläche gewünscht wird, bei relativ geringer Abnutzung des verwendeten Abrichtelementes, wird die Bedienungsperson das Potentiometer so einstellen, daß sich ein STE-Verhältnis von 0,5 HP/in.⁵/min. (0,08 PS/cm⁵/min.) oder weniger ergibt. Die Geschwindigkeit^ wird dann so eingestellt, daß das S¹I¹E-Verhältnis aufrechterhalten wird und das System arbeitet mit einer kombinierten Abrichtvorschubgeschwindigkeit und Eelativ-Oberflächengeschwindigkeit, so daß eine Schleifscheibenabnutzung hauptsächlich durch Kornbruch und Bruch der Korneinbettungsmasse erfolgt. Wenn der Abrichtvorgang beendet ist, ist die Schleifscheibenfläche scharf.

In Figur 14 ist der korrektiv eingestellte Wert O . Wenn STE größer oder kleiner als STE^ wird, wird die Schleifscheibengeschwindigkeit CJ verringert oder erhöht; und dadurch wird die Oberflächengeschwindigkeit S verringert

oder erhöht (siehe Gleichung 1); und die Eelativ-Schleifoberflächengeschwindigkeit S wird verringert oder erhöht (siehe Gleichung 3), weil Ο^_θ mittels des Servokreises konstant gehalten wird. Wenn S abnimmt, nimmt, wie oben

- 109 -

■beschrieben, die Aufsehlagfestigkeit der Schleifscheibenkörner und der Korneinbettungsmasse ab, so daß die Geschwindigkeit der Radiusreduzierung R' zunimmt (,und R^f _+O nimmt "bei konstantem F. ab). Wenn dagegen S zunimmt, nimmt die Geschwindigkeit R¹ der Radiusverminderung ab und R'j-g nimmt zu, während dabei die Vorschubgeschwindigkeit F. konstant gehalten wird. Durch Wahl des Sollwertes STE _d und Halten des tatsächlichen STE auf diesem Wert, ändern die bezüglich der Figuren 1, 8 und 14 beschriebene Vorrichtung und das Verfahren die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S , um das Abrichtverhältnis TR zu ändern. Es sei angemerkt, daß neben^J andere Variablen automatisch eingestellt werden können, um STE konstant und gleich einem vorgegebenen Sollwert zu halten. Das STE-Verhältnis wird sich ändern, wenn entweder die Geschwindigkeit CJ+ des Abrichtelementes oder die Vorschubgeschwindigkeit F. sich ändert und jede dieser Größen kann automatisch gesteuert werden, um korrigierende Einstellungen vorzunehmen, wenn immer ein Fehler zwischen dem tatsächlichen Wert und dem Sollwert von STE auftritt.

Figuren 1, 8 und 15

Es ist nicht wesentlich, daß der Wert von STE tatsächlich berechnet und übertragen wird, um das STE-Verhältnis in einem bestimmten Bereich oder auf einem bestimmten Sollwert zu halten. Eine alternative Form einer Steuervorrichtung ist in Figur 15 tin Verbindung mit den Figuren 1 und 8) gezeigt, um dies zu bestätigen. Im System 71G der Figur 15 wird die Geschwindigkeit W^f der Schleifsehei-

- 110 -

- ι^κΓ-

scheibenmaterialentfernung durch Bauteile 135 und 142, die im Aufbau und der Wirkungsweise den mit diesen Bezugszeichen versehenen Bauteilen der Figur 12 entsprechen, gesteuert, um mit einem gewünschten Sollwert W-, übereinzustimmen. Zusätzlich wird die Gesamtabrichtleistung PWR, in Figur 15 gesteuert, um mit einem Sollwert PWR., übereinzustimmen, der von einer Bedienungsperson mittels eines Potentiometers gewählt wurde. Zu diesem Zweck erzeugen zwei Multiplizierglieder 170, 171 und eine Summierschaltung 172 ^ die im Aufbau und der Wirkungsweise denen der Figur 14 entsprechen) ein Signal proportional zu {IIOR^.O ) - ΙΤΟΕ+^.Ο+^), welches über einen Verstärker mit einer Verstärkung von 2 7~7 geführt wird. Das Ausgangssignal ändert sich mit PWE. ^siehe Gleichung 22) und wird in einer Kompensationsbeziehung einer Summierschaltung 187 zugeführt, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das einem PID-Servoverstärker 188 zugeführt wird, der den Motor WM steuert. Die Geschwindigkeit £7 wird so

Vt

automatisch geändert, um PWR+ im wesentlichen konstant und gleich dem Sollwert PWR₊₁^ au- halten.

In Figur 15 wird der Motor TM mittels eines geschlossenen Servokreisee ■ 148 gesteuert, umZc? + auf einem vorgewählten Sollwert Q .^ zu halten (in derselben Weise wie oben bezüglich Figur 12 beschrieben). Da die Vorrichtung der Figur 15 W¹ und PWR+ konstant auf Sollwerten hält, kann eine Bedienungsperson das STE-Verhältnis einfach dadurch bestimmen, daß sie diese Werte und damit ihr Verhältnis PWR./W¹ einstellt. Das STE-Verhältnis braucht nicht tatsächlich übertragen zu werden. Lediglich aus Bequemlichkeitsgründen

111 -

weist Figur 15 eine Dividierschaltung 189 auf, die die Signale PWE.. und W empfängt, um ein Meßgerät M11 zu erregen, das den numerischen Wert von STE anzeigt {siehe Gleichung 23) und der Bedienungsperson das Einstellen der Potentiometer 140, 185 erleichtert, so daß ein STE-Verhältnis von weniger als 0,5 Ioder ein anderer Wert) erhalten wird. Die Verstärker 138 und 186 sind hier der Vollständigkeit halber dargestellt mit Verstärkungen, die den Gleichungen 122) und (8) entsprechen. Diese Verstärkungen sind nicht notwendig, wenn andere Maßstabsfaktoren verwendet werden, so daß die Potentiometer 140 und 185 geeicht sind in (a) Kubikinch (ecm) p. min. und (b) PS - oder anderen gewünschten Dimensionen.

Verfahren, die bemerkenswerte Wirtschaftlichkeit und Vorteile ergeben

Während die Steuerung des STE so durchgeführt werden kann, daß dieser Wert innerhalb eines vorgewählten Bereiches bleibt, oder daß er im wesentlichen gleich einem vorgewählten Sollwert bleibt, um ein schnelles und wirksames Abrichten mit den zuvor angegebenen Vorteilen zu erreichen, wenn das Verhältnis unterhalb 0,5 und vorzugsweise etwa zwischen 0,05 und 0,03 gehalten wird, erhält man andere Vorteile, durch das Steuern von STE mit anderen Sollwerten und in anderen Bereichen, wie im folgenden deutlich gemacht ist.

Es werden zwei Wege beschrieben, um ein schnelles Abrichten der Schleifscheibe zu erzielen, wobei die Schleifscheibe scharf bleibt. Bei einem kann man das Abrichtverhältnis TR etwa auf dem Wert 1,0 für Klasse I, oder 10,0 für Klasse II

- 112 -

321G559

-yi-

oder S_r unter 3000 f.p.m. (915 m/min.) für Klasse III halten. Man kann dieselben Ergebnisse durch Steuern des STE-Verhältnisses innerhalb eines Bereiches oder einem Sollwert von 0,5 PS pro Kubikinch p. min. (0,7 PS pro ecm p. min.) erreichen. Bei allen diesen Vorgehensweisen ist es eine bemerkenswerte Tatsache, daß die Abnutzung der wirksamen Fläche des Abrichtelernentes in einem beträchtlichen Zeitraum sehr klein ist und daß die von der Schleifscheibe abgerichteten Mengen sehr groß sind (sowohl bei zeitlich beabstandeten Abrichtvorgängen als auch bei aufeinanderfolgenden) und daß selbst dann, wenn das Abrichte lerne nt aus schleifbarem, im wesentlichen homogenen Material, wie gehärtetem M1 Stahl besteht (im Gegensatz zu einem Material aus einzelnen Partikeln, wie Diamantsplitter in einer Matrix).

Die Verfahren zum Abrichten der Materialien der Klasse I oder Klasse II schließen den Schritt des Formens eines Abrichtelementes aus einem homogenen kristallinen Material wie 1020 oder M2 Stahl ein, so daß es eine wirksame Oberfläche aufweist, die mit der gewünschten Form der abzurichtenden Schleifscheibenfläche übereinstimmt. Das Abrichtelement kann aus den verschiedensten Materialien bestehen, die vom Fachmann bisher nicht im entferntesten als für diesen Zweck anwendbar angesehen wurden. Das Abrichtelement und seine wirksame Oberfläche kann erzeugt werden, indem der Stahl zunächst auf annähernd die gewünschte Größe und Form gearbeitet wird, daß sich dann eine Wärmebehandlung zum Härten anschließt, und daß dann eine Feinbearbeitung auf die genaue gewünschte Form erfolgt. Alternativ kann das Endformen der wirksamen Oberfläche durch Schleifen mit einer Schleifscheibe erfolgen, die beinahe genau die gewünsch-

- 113 -

te Oberflächenform aufweist, so daß die wirksame !Fläche des Abrichtelementes die korrekte Gestalt erhält. Beispielsweise kann beim Schleifen von Werkstücken aus Gußeisen mit einer Schleifscheibe aus Aluminiumoxidkörnern das Abrichtelement aus M2 Stahl bestehen und seine Arbeitsfläche wird zunächst geformt, indem das Abrichtelement mit einer zweiten Schleifscheibe aus Bornitri körnern geschliffen wird, die eine Schleiffläche mit der genauen Form aufweist. Wenn die erste Schleifscheibe (.aus Aluminiumoxid) später durch Schleifkontakt mit dem M2 Stahl-Abrichtelement abgerichtet wird, fällt der Abrichtvorgang in Klasse II und das TR-Verhältnis wird oberhalb von 10,0 oder STE wird unterhalb 0,5 gehalten.

Ein anderes Beispiel: Eine Schleifscheibe mit Siliciumcarbidkörnern wird in der Produktion zum Schleifen von Bauteilen aus gehärtetem M1 Stahl verwendet. Ein Abrichtelement aus M2 Stahl wird durch Peinbearbeitung von Hand geformt, bis seine Arbeitsfläche die gewünschte !Form aufweist. Danach, wenn das Schleifen von aufeinanderfolgenden M1 Stahlteilen in der Produktion fortschreitet, wird die Schleifscheibe periodisch, abgerichtet, indem sie in Schleifkontakt mit dem M2 Stahlelement gebracht wird, wobei die Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten und Zustellgeschwindigkeiten gemeinsam gesteuert werden, um für Klasse I ein TR-Verhältnis größer als 1,0.und vorzugsweise etwa 30 (oder ein SIE größer als 0,5 und vorzugsweise etwa 0,3) zu erhalten. Wenn das Abrichtelement nicht mehr eine hinreichend genaue Form aufweist (vielleich nach 20 oder 30 Schleifscheiben-Abrichtvorgängen) , wird diese durch Handbearbeitung wiederhergestellt.

- 114 -

-yr-

Werkstüoksaustausch

Diese Betrachtungen haben zu einer weiteren Unterklasse der erfindungsgemäßen Abrichtverfahren geführt. Sie werden hier "Werkstücksaustausch" genannt. Bei diesen Verfahren besteht das zur Wiederherstellung der Porm einer Schleifscheibe verwendete Abrichtelernent aus demselben Material wie die mittels der Schleifscheibe zu schleifenden Werkstücke, wenn die Schleifscheibe in der Produktion zum Schleifen von Bauteilen verwendet wird,. Und tatsächlich kann das Abrichtelement selbst ein Werkstück sein, dessen Arbeitsfläche vorher durch Schleifen mit der abzurichtenden Schleifscheibe geschärft wurde.

Beispiel 1

Im einzelnen geht man beim "Austausch"-Verfahren wie folgt

ta) Herstellen eines ersten Werkstückes aus einem bestimmten Material und mit einer bestimmten Porm, die identisch zur gewünschten fertig bearbeiteten Form eines zweiten, noch nicht geschliffenen Werkstückes ist;

(b) Herstellen einer Schleifscheibe mit einer Schleiffläche, die zumindest annähernd, wenn auch nicht genau der gewünschten Form der Werkstücksfläche eines zu schleifenden Werkstückes übereinstimmt;

(,c) Verwendung der Schleifscheibe zum Schleifen des zweiten Werkstückes; und

(d) Abrichten der Schleifscheibe vor, während oder in intermittierenden Stufen im Laufe des Schleifvorganges am zweiten Werkstück, durch Drehen und relativen Vorschub

- 115 -

3210553

in Schleifkontakt mit der Arbeitsflache des ersten Werkstückes, wobei dieses als Abrichtelement dient, während gleichzeitig die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S und die Relativ-Zustellgeschwindigkeit eingestellt wird, um ein Abrichtverhältnis TR Größe 1,0 zu erhalten.

Bei diesem Verfahren ist es wahrscheinlich, daß das Schleifscheibenkorn härter als das Material des Abrichtelements (erstes Werkstück) ist, weil das Sohleifscheibenkorn ausgewählt ist, um eine gute Schleifwirkung am zweiten Werkstück zu erzielen. Das Abrichten wird wahrscheinlich (jedoch nicht notwendig) in Klasse I erfolgen. Es wird dennoch vorgezogen, daß das Abrichtverhältnis TR in den allgemeinen Bereich von 20 bis 50 fällt und natürlich kann dies erreicht werden, indem das STE-Verhältnis beim Abrichtvorgang (d) unter 0,5 und vorzugsweise bei 0,3 gehalten wird.

Beispiel II

Als weitere beispielshafte Version des Austauschverfahrens, zum Schleifen einer Reihe identischer Werkstücke in der Produktion, um diesen trotz fortschreitender Veränderung der Form einer bestimmten verwendeten Schleifscheibe eine gewünschte Größe und Endform zu geben, wird:

(a) auf geeignete Weise ein erstes der genannten Werkstücke erzeugt, mit einer Arbeitsfläche, die die gewünschte Form aufweist (ihre Größe ist nicht wesentlich) ;

- 116 -

/9ο -

(b) eine Schleifscheibe, hergestellt mit einer Fläche, die zumindest annähernd, wenn auch nicht exakt, mit der gewünschten Endform übereinstimmt;

(c) die Schleifscheibe dazu verwendet, um das zweite Werk— stück und nachfolgende Werkstücke zu schleifen, bis diese die gewünsohte Größe und Form aufweisen; und

(d) von Zeit zu Zeit während des Schrittes (c) (wenn die Schleifscheibe nicht mehr hinreichend mit der gewünschten Form übereinstimmt) ein Relativ-Schleifkontakt erzeugt und die Schleifscheibenfläche und die Arbeitsfläche des ersten Werkstückes (welches als Abrichtelement dient) zum Abrichten der Schleifscheibe nachgestellt, indem (d1) gemeinsam die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S und die Zustellgeschwindigkeit so eingerichtet werden, daß das Abrichtverhältnis größer als 1,0 (und vorzugsweise viel größer als 1,0 ist).

Wenn beim Beispiel II die Schleifscheibenfläche anfänglich nicht die gewünschte Form aufweist, kann natürlich ein Abrichtvorgang (d) ausgeführt werden, bevor das Schleifen des zweiten Werkstückes beginnt. Und wie oben ausgeführt, kann der Schritt (d) ausgeführt werden, indem eine Abrichtvorschubgeschwindigkeit gewählt wird und das STE-Yerhältnis so gesteuert wird, daß es 0,5 oder wesentlich weniger ist. Es sei angemerkt, daß bei einigen speziellen Anwendungen der Abrichtvorgang während des Schleifens des zweiten und der nachfolgenden Werkstücke jeweils mehrere Male ausgeführt werden kann oder daß er einmal nach dem Schleifen jedes Werkstückes oder einmal nachdem jeweils fünf oder sechs Werkstücke geschliffen sind, erfolgen kann. Dies alles hängt davon ab, wie oft die Schleifscheibe ihre Form bis zu einem Maße verliert, daß sie nicht langer brauchbar ist und ein

- 117 -

Wiederherstellen der Form mittels Abrichten wünschenswert ist.

Wenn die verwendete Schleifscheibe bei Beginn genau die gewünschte Flächenform aufweist, kann als Variante des Beispiels II die Herstellung des ersten Werkstückes gemäß Verfahrensschritt ta) ausgeführt werden, indem eines der Rohwerkstücke genommen und mit der Schleifscheibe geschliffen wird, um die genaue Form der wirksamen Fläche am Werkstück zu erzeugen, welches dann als Abrichtelement genommen wird.

Wenn als Folge einer beträchtlichen Anzahl von 'Abrichtvorgängen die wirksame Fläche des ersten Werkstückes (das ist das Abrichtelement) dazu neiget, ihre gewünschte Form zu verlieren, können einige der zuvor endbearbeiteten Werkstücke von diesem Punkt an als Abrichtelement ersetzt werden. Dieses Ersetzen kann wiederholt erfolgen; Das Verfahren schafft damit seine eigene Folge von Abrichtelementen. Selbst wenn bei einer hohen Stückzahl von beispielsweise 2000 Werkstücken fünfzig herausgenommen und als Abrichtelemente verwendet werden, sind die Kosten für das Abrichten im Vergleich zu früher verwendeten Verfahren noch relativ niedrig.

Rückblickend läßt sich feststellen, daß die hier offenbarten Verfahren und Vorrichtungen zum Durchführen des Abrichtvorganges, der beim Schleifen von großer Bedeutung ist, durch Verwendung von Abrichtelementen aus gewöhnlichen Metallen oder Stählen und tatsächlich aus denselben Metallen oder Stählen, aus denen die zu schleifenden Werkstücke bestehen, durchgeführt werden können. Die sich daraus im

- 118 -

Vergleich, mit speziellen, teuren, abnutzungsfesten und in der Herstellung schwierigen Abrichtelementen (speziell im Falle des Formschleifens), ergebenden Vorteile sind selbstverständlich.

Dies heißt jedoch nicht, daß die Erfindung nicht auch Vorteile aufweist, wenn man Abriebtelemente aus speziellen, abnutzungsfesten Materialien benutzt. Beispielsweise kann beim Abrichten von Schleifscheiben mit Aluminiumoxidkorn ein Abrichtelement der gewünschten Form aus Wolframcarbid oder Borcarbid bestehen. Die Zeit und Kosten, die für die Herstellung eines derartigen Abriohtelementes (speziell für das Formschleifen) aufgewendet werden müssen, sind noch.. Wenn sie jedoch in der hier gelehrten Weise verwendet werden, können AbrichtVerhältnisse von 2000 oder 3000 erreicht werden, so daß sich die Kosten für das Element über eine extrem lange Lebensdauer verteilen und dadurch in einen vernünftigen Bereich kommen.

In diesem Sinne kann die Erfindung angewendet werden, um eine weit verbreitete Verwendung von Diamant-Splitter-Abrichtelementen in einer beinahe unglaublich vorteilhaften Weise in der Sohle if industrie zu fördern. Wenn eine Diamant-Splitter-Abrichtrolle mit einer Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S unter 3000 f.p.m. Q915 m/min.) und vorzugsweise von 300 oder 400 f.p.m. (91 »5 oder 122 m/min.) verwendet wird, so vermindert diese den Radius einer Schleifscheibe aus beinahe jedem Kornmaterial (beispielsweise Aluminiumoxid oder Siliciumcarbid) sehr schnell. Die Zustellgeschwindigkeit kann, abhängig nur von der Festigkeit und Steifheit der Schleifmaschine selbst, so groß wie gewünscht sein. Dennoch

- 119 -

wird die Diamant-Abrichtrolle "beinahe keine merkliche Abnutzung oder keinen merklichen Formverlust zeigen, wenn sie wiederholt zum Abrichten von Schleifscheiben (selbst wenn aufeinanderfolgende Schleifscheiben verschleißen) verwendet wird, mit denen tausende von Werkstücken geschliffen werden. Es war nicht möglich, eine Abnutzung an einer Diamant-Abrichtrolle festzustellen, die mit Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten von etwa 400 f.p.m. (122 m/min.) und mit sehr hohen Zustellgeschwindigkeiten (von etwa 60 mils. p. min.) betrieben wurde; es wird angenommen, daß die Lebensdauer einer Diamant-Abrichtrolle, die gemäß der Erfindung eingesetzt wird, bezüglich der bekannten Verfahren um einen Paktor von zumindest zwanzig verlängert werden kann. Daher scheint beim industriellen Schleifen hoher Volumen in Zukunft eine extreme Kostenverminderung bei Diamant-Abrichtrollen möglich, wenn diese in der hier beschriebenen Weise eingesetzt werden.

Bestimmung der Schärfe

Es ist bekannt, daß eine scharfe Schleifscheibe beim Schleifen eines Werkstückes schnell schneidet; die Vorschubgeschwindigkeiten können groß sein und die Leistung, die für die Sohleifwirkung aufgebracht werden muß, ist im Vergleich zu einer stumpfen Schleifscheibe relativ gering. Eine scharfe Schleifscheibe hat Körner mit zackigen Ecken, die herausgestellt sind, um durch das Werkstück zu schneiden. Es ist bekannt, daß das Endfinish beim Schleifen mit scharfen Schleifscheiben im Ergebnis schwach ist (hohe Rauhigkeit).

- 120 -

- 12<Γ

Eine stumpfe Schleifscheibe (deren Korn abgeflacht ist) schneidet sich "beim Schleifen nur langsam in die Werkstücksoberfläche. Bei einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit des Schleifscheibenschlittens wird der Anteil der Schleifscheiben-Antriebsleistung, der infolge Reibung in Wärme umgewandelt wird (anstelle die Entfernung von Werkstücksmaterial zu bewirken), mit zunehmender Stumpfheit der Schleifscheibe immer größer. Wenn eine Schleifscheibe daher mit einer konstanten Geschwindigkeit zugestellt wird und die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit an der Werkstücksfläche annähernd konstant gehalten wird, benötigt der Schleifscheiben-Antriebsmotor WM infolge der S_chleifscheibenabstumpfung durch Reibabnutzung mehr Leistung und die Wärme im Zwischenbereich kann ein "metallurgisches Ausbrennen" des Werkstückes bewirken. Falls ein derartiges Ausbrennen mittels einer geringen Zustellgeschwindigkeit verhindert wird, kann jedoch mit einer stumpfen Schleifscheibe ein glatterer Oberflächenfinish (weniger Rauhigkeit) am Werkstück erzielt werden.

Allgemein gesagt, ist es wünschenswert, ein Teil mit einer scharfen Schleifscheibe vorzuschleifen, um ein schnelles Entfernen von Werkstückmaterial zu erreichen und den Endschliff mit einer stumpfen Schleifscheibe vorzunehmen, um ein glatteres Endflächenfinish zu erzielen.

Die Sohle if technik hat sich mit den Problemen des Abrichtens (Formens), Schärfens (Abziehens) einer Schleifscheibenfläche bisher befaßt, ohne den Beziehungen zwischen diesen beiden große Aufmerksamkeit zu widmen. Beispielsweise wurde in der Literatur darauf hingewiesen, daß das Abrichten einer Schleifscheibe mit einer Diamant-Abrichtrolle die Schleifscheibenfläche stumpf läßt - und dies wird von der Fachwelt als na-

- 121 -

turgegebene Tatsache hingenommen, wobei oftmals ein Abrichten (Formen) einer Schleifscheibe mittels einer Diamantrolle erfolgt und danach in einem getrennten Arbeitsgang "abgezogen" wird, um die Schleiffläche zu schärfen. Die erfindungsgemäße Lehre zeigt jedoch, daß beim Abrichten (Formen) mit einer Diamantrolle in der oben beschriebenen Weise, die Schleifscheibenfläche scharf bleibt.Und in der Schleiftechnik neigte man dazu, das "Abziehen" einer Schleifscheibe als "Schärfen" zu betrachten, wobei erkannt wurde, daß es manchmal wünschenswert ist, absichtlich eine stumpfe Fläche zu erzeugen.

Vorstehend wurden Verfahren zum Abrichten einer Schleifscheibenfläche erläutert, welche nicht nur den Schleifscheibenradius schnell vermindern, sondern die Schleifscheibenfläche auch scharf lassen und eine nur geringe Formverschlechterung der Arbeitsfläche des Abrichtelementes ergeben, selbst dann, wenn das Abrichtelement aus Stahl besteht. In einer Hinsicht wird dies durch eine Sohleifwirkung im Zwischenbereich mit einem kleinen SIE-Verhältnis (z.Bsp. geringer als 0,5 HP/in. / min.) (0,08 PS ecm /min.)), erreicht. Dies führt dazu, daß das Abrichtelement eine sehr geringe Abriebsabnutzung an den Schleifscheibenkörnernerzeugt und der Schleifscheibenradius vielmehr durch Kornbruch und Bindemittelbruch reduziert wird.

Die Erfindung hat zu äußerst überraschenden Ergebnissen geführt. Sie ermöglicht die Bestimmung des Grades der Schleifscheibenschärfe, die nach oder wegen eines "Abrichtvorganges" vorhanden ist, indem die Bedingungen, unter denen die Schleifberührung erfolgt, eingerichtet und eingestellt werden. Insbesondere wurde gefunden, daß eine umgekehrte, monotone (jedoch nicht lineare) Beziehung zwischen dem STE-Verhältnis und dem sich ergebenden Zustand oder der Schärfe der Schleif-

- 122 -

122^·

scheibe bestellt.

Grad der Schärfeverfahren A

Erfindungsgemäß wird in dieser Hinsicht eine Schleifscheibe auf einen gewünschten Schärfegrad gebracht bzw. gehalten, indem

(a) die Schleifscheibe gedreht wird und indem ein Relatiworschub ihrer Fläche in Relativschleifkontakt mit der Arbeitsfläche des Abrichtelementes erfolgt und

(b) indem die Relativ-Schleifgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit gesteuert werden, so daß das STE-Verhältnis in einen vorgewählten Bereich fällt.

Beim Vorgehen nach Verfahren A ergeben sich daher implizit folgende Pakten:
(i) Das STE-Verhältnis braucht nicht genau bekannt zu sein bzw. gemessen oder errechnet zu werden, solange die Bedingungen aufrechterhalten werden, die mit hinreichender Sicherheit gewährleisten, daß das STE-Verhältnis, wenn es gemessen würde, innerhalb des vorgewählten Bereiches liegt,

(ii) das STE-Verhältnis kann durch einfache Einstellungen und offene ümlaufwirkung bestimmt werden, solange es innerhalb des vorgewählten Bereiches ist oder es kann mittels Regelungsvorgänge auf einem (veränderlichen) Sollwert gehalten werden.

(iii) der Schleifkontakt im STE-Bereich kann in zeitlich beabstandeten Intervalls intermittierend oder über eine längere Zeitspanne kontinuierlich erzeugt werden, bei veränderlichem vorgewähltem Bereich oder kann zu verschiedenen Zeitpunkten kontinuierlich von einem Wert auf einen anderen geändert werden,

- 123 -

(iv) der Schleifkontakt der Schleifscheibe und des Abrichtelßments (Konditionierelements) kann erfolgen, während die Schleifscheibe in oder außer Berührung mit dem zu schleifenden Werkstück ist; und er kann auch in einer Maschine erfolgen, die von der Maschine,in der die Schleifscheibe zum Schleifen von Werkstücken verwendet wird, getrennt ist, und

(v) das Abrichten (Formgeben) der Schleifscheibenfläche kann, braucht jedoch nicht eine objektive oder synergistische !Nebenwirkung des Verfahrens sein, welches den gewünschten Grad der Schleifscheibenschärfe bewirkt (erhöht, verringert oder aufrechterhält).

Das Verfahren A wird allgemein benutzt, indem (1) der vorgewählte Bereich für STE verringert wird, wenn eine größere Schleifscheibenschärfe gewünscht ist und (2) der vorgewählte Bereich für STE höher gewählt wird, wenn eine stumpfere Schleifscheibe gewünscht ist. Wenn beispielsweise die Schleiffläche ihre Form verloren hat und ein Abrichten erforderlich ist, die Schleifscheibe jedoch als nächstes zum Grobschleifen eines Bauteiles verwendet wird, wird der vorgewählte Bereich von STE niedrig sein (z.Bsp. 0,5 bis 0,02 oder noch weniger). Wie weiter oben erläutert ist, wird die Schleifscheibe nicht nur "abgerichtet", sondern auch scharfgemacht, so daß das Grobschleifen eines Werkstückes danach mit einer größeren Entfernungsgeschwindigkeit M¹ und ohne die Wahrscheinlichkeit eines metallurgischen Ausbrennens fortgesetzt werden kann. Wenn die Schleifscheibe jedoch als nächstes zum Feinschleifen eines Werstückes benutzt wird, um ein glattes (wenig microinch) Oberflächenfinish zu erhalten, wird der vorgewählte Bereich für STE hochgestellt (z.Bsp. 3,0 bis 7,0), wodurch die Schleifscheibe stumpf bleibt. Das Schleifen eines W_erkstückes wird danach mit einer Feinschliff-Vorschub-

- 124 -

geschwindigkeit ausgeführt und dr.s Oberflächenfinish des Werkstückes wird eine sehr geringe Rauhigkeit (einen hohen Glattegrad) haben.

Scharfegrad-Varfahren B

Das Verfahren A umfaßt, kann aber auch wieder ausgedrückt werden als ein engeres Verfahren B zum Grobschleifen und Peinschleifen eines Werkstückes mit einer einzigen Schleifscheibe, indem

(a) ein Relativ-SchleifVorgang und ein Zustellen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche des Abrichtelementes erfolgen, so daß das STE-Verhältnis in einen ersten vorbestimmten Bereich fällt,

(b) nach dem Arbeitsgang (a) ein Relativ-Schleifvorgang und ein Zustellen erfolgen, so daß das STE-Verhältnis in einen zweiten vorgewählten Bereich fällt, der größer als der erste ist,

(c) eine Zustellung der Schleifscheibenfläche in Schleifkontakt mit dem Werkstück erfolgt, um dieses zu schleifen, wobei das Schleifen entweder während oder nach der Ausführung des Arbeitsganges (a) und während oder nach der Ausführung des Arbeitsganges (b) erfolgt.

Die Ausführung des Schleifvorganges (c) nach dem Verfahrensschritt (a) ist am besten für ein schnelles Grobschleifen geeignet. Die Ausführung des SchleifVorganges (c) nach dem Verfahrensschritt (b) ist am besten für das Feinschleifen geeignet, um ein gutes (glattes) Oberflächenfinish zu erzielen. [Tatsächlich ist es wünschenswert, daß die Vorschubrate beim Schleifen, welches dem Arbeitsgang (a) folgt, höher ist als die SchleifVorschubgeschwindigkeit, die auf den Schritt (b) folgt. Wenn der Abrichtkontakt nicht während des Schleif ens

- 125 -

733 -

des Werkstückes erfolgt, wird die Abfolge der drei Verfahrensschritte bezogen auf ein einziges Werkstück gewöhnlich sein Ca),Ce),Cb),(c)rwodurch ein Grobschleifschritt und ein Feinbzw. Endschleifschritt erfolgt. Wenn am Werkstück ein längerer Grobsohleifvorgang erfolgen muß (währenddem die Schleifscheibe aus irgendwelchen Gründen die Form und die Schärfe verliert) wird folgende Schrittfolge bevorzugt Ca), Cc), C^a)> Cc),(a), Cc), Cb)»Cc).

Zur Ausführung der Schritte Ca) und {~b) können dieselbe Vorrichtung und dasselbe Abrichtelement verwendet werden; um vom einen zum anderen überzugehen, ist es lediglich erforderlich, daß die Werte von£7 , CJ. , oder F^ neu eingestellt werden. Wie oben unter Bezugnahme auf Figur 8 erläutert ist, wird für ein erhöhtes£),_r STE erhöht; und wenn F₊₀ oder/7 .„

W uS £__/ IjS

erhöht wird, wird STE verringert.

Aus Gründen und mit Vorteilen, wie sie weiter unten näher erläutert sind, wird der Schritt C°) ganz oder teilweise in zeitlich überlappender Beziehung zu den Schritten Ca) und C^) ausgeführt. Daher

£x} Der Schritt Cc) kontinuierlich während einer Zeitspanne und die Schritte Ca) und C^) i*¹ relativ frühen und späten Bereichen dieser Zeitspanne ausgeführt werden. Kann der Schritt Cc) kontinuierlich während einer Zeitspanne ausgeführt werden, während der Schritt Ca) im wesentlichen kontinuierlich während eines ersten Teils dieser Zeitspanne und der Schritt C*>) im wesentlichen kontinuierlich während eines späteren Teiles dieser Zeitspanne, der dem ersten Teil unmittelbar folgt, ausgeführt werden.

- 126 -

£ϋϊ| Die zeitliclie Abstimmung von ti) jedoch ohne den Schritt (a) wird intermittierend in zeitlich, beabstandeten Intervallen im früheren Teil der Zeitspanne ausgeführt.

[iyj Gemäß zeitlicher Abfolge von fif , £ii} oder £iii) , wobei der Schritt (c) mit ersten und zweiten Schleifvorschubgeschwindigkeiten während des ersten und des späteren Teils der Zeispanne ausgeführt werden und die erste Vorschubgeschwindigkeit größer ist als die zweite.

.Natürlich kann das Abrichtelement bei allen diesen Verfahren zur Bestimmung der Schleifscheibenschärfe hinsichtlich des Materials der Schleifscheibe in Klasse I, II oder III fallen. Das Abrichtelement kann ein ersetztes Werkstück sein. Und bezüglich des Schrittes (,a) kann der erste STE-Wertbe·- reich gewählt werden, um die TR-Verhältnisse größer als ¹»° für Klasse I, größer als 10,0 für Klasse II oder die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit geringer als 3000 f.p.m. (915 m/min.) für Klasse III zu machen. Wenn dies so ist, wird ein schnelles Abrichten und eine große Schleifscheibenschärfe erreicht; es kann jedoch nicht in allen Fällen wünschenswert sein, einen derartig hohen Grad von Schärfe zu erzeugen.

Typische Vorrichtung ζ ir Ausführung der Scharfegradverfahren A oder B

Die Figuren 1,8 und 13 veranschaulichen beispielsweise eine Vorrichtung, die dazu verwendet werden kann, um das Verfahren A im allgemeinen Sinne auszuführen, wobei STE so gesteuert wird, daß es innerhalb eines vorgewählten Bereiches liegt. Wie weiter oben beschrieben ist, zeigt

- 127 -

Figur 8 eine Schleifscheibe 20 und ein Abrichtelement 50 in Schleifkontakt, wobei die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S durch die Sollwerte L₁J , und CJ + _ea bestimmt ist, die durch Einstellen der Potentiometer 151 und 159 gewählt werden. Die Relativ-Zustellgesehwindigkeit wird durch Einstellen der Potentiometer 158 ausgewählt, womit der Vorschub-Sollwert F+_sd bestimmt wird. Geht man davon aus, daß die Radii der Schleifscheibe 20 und des Elements 50 bestimmte Werte haben, so erfolgt der Abrichtvorgang mit einem SIE-Wert, der durch Gleichung (25) ausgedrückt wird, der jedoch der Bedienungsperson nicht notwendig bekannt ist. Wenn die Bedienungsperson einige Messungen vornimmt und den Sl'E-Wert für verschiedene Werte CJ ,^J+_e ¹¹²¹Cl -^+gi berechnet, so kann sie durch Erfahrung

ein gewisses "Gefühl" bekommen, um die Sollwerteinstellungen vorzunehmen und dadurch zu erreichen, daß das STE innerhalb des bestimmten gewünschten Bereiches liegt.

Die wahlweise vorgesehenen Meßgeräte M8, M9, M10 und die zugehörigen Baugruppen können die Bedienungsperson dahingehend unterstützen, daß das STE-Verhältnis innerhalb des bestimmten vorgewählten Bereiches liegt. Das Meßgerät M8 zeigt, wie oben beschrieben, annäherungsweise die Abrichtleistung PWE+, indem es die Schleifscheibenleistung PWR anzeigt und die relativ dazu kleinere Leistung PWR.^ des Abrichtelementes (vgl. Gleichung 123) und (24)) vernachlässigt. Annäherungsweise zeigt das Meßgerät M9 die volumetrische Abnahmegeschwindigkeit W' der Schleifscheibe, Die Ablesung am Meßgerät M10 zeigt so der Bedienungsperson zumindest eine vernünftige Annäherung des STE-Wertes.

Bei Ausführung des Verfahrens A braucht die Bedienungsperson somit lediglich ^_wdi ^\_ea oder IV_sd von Hand einzustellen,

- 128 -

bis sie eine Ablesung am Meßgerät M1O erhält, die im mittleren Gebiet des vorgewählten gewünschten STE-Bereiches liegt. Eine Erhöhung vonCj -> wird STE erhöhen; durch eine Verringerung vonO+_e oder F. wird STE erhöht. Wenn die Bedienungsperson die Schleifscheibe zu schärfen wünscht, nimmt sie eine Einstellung vor, die zu einer niedrigen STE-Anfangsablesung führt; wenn die Schleifscheibe stumpf sein soll, macht sie eine Einstellung, die zu einer größeren Anfangsablesung von STE führt. Danach können wechselnde Bedingungen bewirken, daß die STE-Ablesung vom Anfangswert abweicht, was jedoch tolerierbar ist, solange die Ablesung im vorgewählten Bereich bleibt. Und wenn STE von diesem Bereich abweichen sollte, kann die Bedienungsperson es wieder in den Bereich zurückbringen, in dem sie eines oder mehrere der Potentiometer 151» 158 und 159 neu einstellt.

Um das Verfahren B in einer speziellen Form mit der Vorrichtung der Figuren 1,8 und 13 auszuführen, wird, nachdem ein ungeschliffenes Werkstück in der Maschine mit Abstand von der Schleifscheibe 20 angeordnet ist,(Figur 1) das Abrichtelement 50 in Berührung mit der Schleifscheibe gebracht (Figur 8), wonach die Einstellungen gemäß Figur 13 vorgenommen werden, so daß eine STE-Ablesung (in der Größenordnung von 0,10) erhalten wird, wobei STE in einem vorgewählten Bereich von beispielsweise 0,12 bis 0,08 variiert. Die Schleifscheibe wird dann abgerichtet und relativ scharf gelassen. Dann wird das Element 50 von der Schleifscheibe 20 zurückgezogen (Figur 1) und die Schleifscheibe wird in Schleifkontakt mit dem Werkstück 24 gebracht, um dieses vorzuschleifen, mit einer relativ hohen Vorschubgeschwindigkeit F„_ des Schleifscheibenschlittens,

Wo

die mittels einer geriegelten oder gesteuerten Einstellung der Spannung V_wfm gewählt wird. .Nachdem das Werkstück auf einen bestimmten Radius reduziert ist (was durch die Spannung

P gezeigt wird), kann die Bedienungsperson den Motor WFM ps

- 129 -

von Hand steuern, um die Schleifscheibe vom !eil 24 zurückzuziehen und den Motor TPM, um das Element 50 wieder in Schleifkontakt mit der Schleifscheibe zu "bringen (wie in Figur 8 gezeigt ist). Die Bedienungsperson kann dann die Potentiometer gemäß Figur 13 einstellen, um eine niedrige STE-Ablesung zu erzielen - lediglich um die Sehleifscheibenfläche mittels einer schnellen Abrichtung wieder scharf zu machen - soweit die Schleifscheibe ihre Form beim G-robschleifen verloren hat. Dann nimmt die Bedienungsperson eine Einstellung der Potentiometer gemäß Figur 13 vor, um am Meßgerät M8 eine höhere STE-Ablesung (von beispielsweise 7,0) zu erhalten, so daß der STE-Wert danach innerhalb eines vorgewählten Bereiches (von beispielsweise 9,0 bis 5,0) variiert. Dadurch wird der Schleifscheibenradius nicht schnell reduziert, sondern die Schleifflächenkörner werden stumpf, so daß sie konditioniert werden, um einen feinen (wenige microinch) Oberflächenfinish am Werkstück zu erzeugen. Als nächstes bewegt die Bedienungsperson das Element 50 außer Eingriff mit der Schleifscheibe 20 und führt den Schleifscheibenschlitten vor, bis die Schleifscheibe wieder in Schleifkontakt mit dem Werkstück 24 kommt (Figur 1). Die Spannung V ~ wird von Hand eingestellt, um eine relativ geringe Vorschubgeschwindigkeit F zu erzeugen, so daß ein Feinschliff erfolgt. Wenn das Werkstück den gewünschten Endradius erreicht hat, wird der Schleifscheibenschlitten rückgezogen und das feingeschliffene Teil aus der Maschine entfernt. Das feingeschliffene Teil weist dann infolge des Schleifens mit einer stumpfen Schleifscheibe ein feines Oberflächenfinish auf, wobei die Oberflächengüte direkt und gleichförmig vom für den letzten Abricht- oder Konditioniervorgang vorgewählten STE-Bereich abhängt.

natürlich können zahlreiche Variationen des jetzt beschriebenen Beispieles innerhalb des Rahmens der Verfahren A und B erfolgen. Ein Abrichtvorgang kann während des Vor- oder Grobschlei-

- 130 -

- -20*4 -

fens mehrere Male ausgeführt werden, und die Schärfe, die die Schleifscheibe nach jedem Vorgang aufweist, kann geringer sein, wenn ein höherer STE-Bereich für jeden nachfolgenden Vorgang gewählt wird. Wie aus nachfolgendem ersichtlich ist, ist es nicht erforderlich, daß der Schleifvorgang am Werkstück jedes Mal unterbrochen wird, wenn das Abrichtelement in Berührung mit der Schleifscheibe gebracht wird.

Die Anordnungen der !Figuren 1, 8 und 14 können verwendet werden, um die Verfahren A und B in unterschiedlicher Weise auszuführen. Wenn ein neues Werkstück in der Maschine angeordnet ist, erfolgt ein Abrichtvorgang, indem die Schleifscheibe und das Element, wie in Figur 8 dargestellt, angeordnet werden; die Potentiometer 158 und 159 in Figur 14 werden eingestellt, um die gewünschten Werte von F., und C/+_e zu erzeugen; und das Potentiometer 182 wird eingestellt, um einen relativ niedrigen Sollwert STE_d (von beispielsweise 0,07) zu erzielen. Daraufhin wird sich, wie bereits erläutert, die SchleifscheibengeschwindigkeitO„ automatisch ändern, um den S'I'E-Wert gleich dem Sollwert STE, zu halten (und damit innerhalb eines engen vorgewählten Wertbereiches). Die Schleifscheibe wird abgerichtet und scharfgelassen. Als nächstes wird das Abrichtelement außer Eingriff mit der Schleifscheibe vorgerückt, in Eingriff mit dem Werkstück 24 (Figur 1), so daß ein Schleifvorgang mit einer Grobschleif-Vorschubgeschwindigkeit erfolgt. Danach wird die Schleifscheibe vom Werkstück 24 zurück und das Element 50 in Kontakt mit der Schleifscheibe bewegt IFigur 8). .Nun ist jedoch das Potentiometer 182 so eingestellt, daß der Sollwert STE. höher ist (beispielsweise 8,0) als vorher. Die Schleifscheibe wird nun "abgerichtet" in dem Sinne, daß ihre Schleiffläche stumpf gemacht wird C je größer der Sollwert STE^ ist, umso stumpfer wird die Schleifscheibe ge-

- 131 -

macht). Dann wird das Abrichte lerne nt von der Schleif scheibe zurückgezogen und letztere mit einer Peinschleif-VorSchußgeschwindigkeit in Berührung mit dem Werkstück 24 gebracht. Wenn der Feinschleifvorgang beendet ist, weist das Werkstück ein Oberflächenfinish auf, dessen Güte {Glätte) durch den Sollwert von SIE-, bestimmt wird, der für den zweiten Konditioniervorgang gewählt wurde.

Wiederum kann die Anordnung gemäß Figur 1, 8 und 14 verwendet werden, um Verfahren auszuführen, die vom zuletzt beschriebenen Beispiel abweichen und innerhalb des breiten Bereiches der Verfahren A und/oder B liegen. Beispielsweise kann die Steuerschaltung der Figur 14 ergänzt werden, so daß der erste Abrichtvorgang nach einer bestimmten Zeit oder einer bestimmten Schleifscheibenradiusverminderung automatisch beendet wird, wobei das Grobschleifen dann automatisch einsetzt. Das Grobschleifen kann beendet werden, wenn das Werkstück 24 auf einen ersten vorbestimmten Radius abgeschliffen und die Spannung P _ auf einen entsprechenden Wert abgesun-

ps

ken ist, worauf der zweite Abrichtvorgang automatisch beginnt, bei automatischem Einschalten des Sollwertsignales auf einem zweiten höheren Wert. Der zweite Abrichtvorgang kann dann nach einer bestimmten Zeit automatisch beendet werden; und das Feinschleifen beginnt automatisch, wobei der Motor WFM so geschaltet wird, daß er eine geringe Schleifscheibengeschwindigkeit erzeugt. Das Feinschleifen kann automatisch beendet werden, wenn das Signal P _, auf einen vorbestimmten Wert

ps

fällt, der in Beziehung zum Endradius des Werkstückes steht. Diese Arten einer automatischen Folgesteuerung können wahlweise vom Fachmann vorgenommen werden.

- 132 -

Wiederliersteilung der Werkstückoberflächenglätte nach dem Schleifen

Es sei hier angemerkt, daß die Verfahren A und B die direkte Auswahl des Oberfläohenfinishs ermöglichen, welches eine bestimmte Schleifscheibe an einem Werkstück erzeugt, wenn letzteres unmittelbar nach einem Abrichtvorgang um einen geringen Betrag abgeschliffen wird. Aus Testdaten hat sich ergeben, daß STE als eine nicht lineare, umgekehrt monotone Funktion der Abnahmegeschwindigkeit W' der Schleifscheibe variiert, wie durch die Kurve 200 in Figur 16 dargestellt ist. Diese Kurve veranschaulicht allgemein die Beziehung zwischen STE und W¹ für eine Schleifscheibe und ein Abrichtelement aus bestimmten Materialien, unter der Annahme, daß die Oberflächengeschwindigkeit S konstant auf einem bestimmten Wert S₁ gehalten wird und ]?. verändert wird, um Änderungen von W¹ zu erzeugen· Die Kurve 200 repräsentiert eine Kurvenschar, wobei jede Einzelkurve einer unterschiedlichen konstanten Relativoberflächengeschwindigkeit S entspricht. Beispielsweise entspricht die Kurve 200a einer Oberflächengeschwindigkeit Sp, die geringer ist als S- der Kurve 200; dies bestätigt, daß bei einer Abnahme der Oberflächengeschwindigkeit W¹ konstant bleibt und STE monoton abnimmt.

Bei Kurve 200 können die STE-Werte als Koordinaten auf der linken Skala 201 abgelesen werden.

Die Glätte des Oberflächenfinish (hier SM genannt) wird hier als Gegenteil der Rauhigkeit definiert, da bei einem höheren Grad von Glätte (und geringerer Rauhigkeit) die Qualität des geschliffenen Werkstückes..entsprechend höher ist. Man kann die nach dem Schleifen erzielte Glätte einer Werkstücksoberfläche, die mit einer bestimmten Schleifscheibe, deren Schleifscheibenfläche mit einer bestimmten Entfernungsgeschwindig-

- 133 -

keit W soeben abgerichtet oder konditioniert wurde und bei einem bestimmten Werkstück nicht vorhersagen. Der Grund dafür ist, daß die Schärfe, die die Schleifscheibenkörner nach Berührung mit einem Abrichtelement haben, sowohl von der Entfernungsgeschwindigkeit VT¹ als auch von der Relativ-Schleifgeschwindigkeit S_r, die unbekannt ist, abhängt. Wenn die Geschwindigkeit S bekannt, W¹ des Abrichtkontaktes aber unbekannt ist, kann die Schärfe der Schleifscheibenfläche und damit die Glätte, die sich aus der nächsten Benutzung der Schleifscheibe ergibt, nicht vorhergesagt werden.

Es wurde gefunden, daß das STE-Yerhältnis sowohl die Relativ-Oberflächenge schwindigke it als auch die Abnutzungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe wiedergibt und daß das nach dem Schleifen erhaltene Oberflächenfinish an einem Werkstück, welches mit einer bestimmten Schleifscheibe bearbeitet wurde, an das STE gebunden ist, mit dem die Schleifscheibe (mit einem bestimmten Abriebtelement) unmittelbar vor dem Schleifen "abgerichtet" wurde. Man ist damit in der Lage, die Kurve 202 in Figur 16 darzustellen, um den Wert SM auf einer Skala 204 auf der rechten Seite dem Wert von STE (auf der linken Skala 20) gegenüber zu stellen. Die Kurve 202 ist, wie dargestellt, nahezu, jedoch nicht notwendig, linear; sie zeigt, daß in jedem Falle die Glätte M nach dem Schleifen mit der Abnahme des STE-Verhältnisses monoton abnimmt.

Wenn daher in Figur 16 die Kurve 200 anwendbar ist, weil das Abrichten mit einer Oberflächengeschwindigkeit S von S^ ausgeführt wurde und wenn die Geschwindigkeit W¹ gleich W₁ ist, dann ergibt sich ein STE-Wert von STE1 und nach dem Schleifen wird die Glätte entsprechend SM-. Wenn nun der

- 134 -

Abrichtvorgang mit einer größeren Entfernungsgeschwindigkeit W¹2 erfolgt, so wird der STE-Wert dieses Vorganges ein geringerer Wert STE₂ sein und die Glätte M wird einen geringeren Wert von SMg annehmen.

Auf der anderen Seite ist die Kurve 200a anwendbar, wenn der Abrichtvorgang mit der ursprünglichen Geschwindigkeit W₁ ausgeführt wird, wobei die Oberflächengeschwindigkeit und die Leistung jedoch auf Sp reduziert wird. Als Ergebnis fällt STE von STE₁ auf STE, und die Glätte SM nach dem Schleifen von SM₁ auf

Die Erfindung ermöglicht daher die Angabe eines Verfahrens zur Vorhersage und zur tatsächlichen Einstellung (natürlich innerhalb bestimmter Grenzen für eine Schleifscheibe, ein Werk stück und ein Abrichtelement aus bestimmten Materialien) der Oberflächenglätte nach dem Schleifen, die an einem Werkstück erzeugt wird, welches kurz und unmittelbar nach dem "Konditionieren" mittels Abrichten der Schleifscheibe geschliffen wird. Das Verfahren sieht das Abrichten der Schleifscheibe mit einem gewählten STE-Wert (beispielsweise durch Anwendung der Verfahren und Vorrichtungen der Figuren 14 oder 15) und anschließend ein Endschleifen des Werkstückes vor, wobei der gewählte STE-Wert höher oder geringer angesetzt wird, wenn die Glätte SM höher oder geringer werden soll. Die zwei Werte STE und SM korrelieren monoton für jedes gegebene Material der Schleifscheibe, des Abrichtelements und des Werkstückes. Es sind einige Abhängigkeiten zu beachten, wenn diese Korrelation als Grundlage für reproduzierbare Ergebnisse genommen wird« nachdem eine Schleifscheibe mit einem bestimmten STE-Verhältnis konditioniert ist (und der Konditioniervorgang beendet ist), kann der Sohleifvorgang an einem Werkstück die Schleifscheibenschärfe verändern, wobei die Schleifscheibe

- 135 -

gewöhnlich stumpfer wird. Der Grad der weiteren Abstumpfung hängt von der Vorsehubgeschwindigkeit beim Feinschleifen, der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Dauer des Feinschleifvorganges ab - und das Oberflächenfinish SM hängt von der Stumpfheit der Schleifscheibe kurz vor Ende des Feinschleifvorganges ab. Daher ist die Wechselbeziehung zwischen der Oberflächenglätte SM des Werkstückes nach dem Schleifen und dem STE-Wert eines vorhergehenden Schleifscheiben-Konditioniervorganges am genauesten, wenn das Feinschleifen nur während eines sehr kurzen Zeitintervalles ausgeführt wird und mit Schleifgeschwindigkeiten und Vorschüben, die nicht dazu führen, daß sich die Schleifscheibenschärfe ändert. Wenn die Daten von Konditioniervorgängen bei verschiedenen STE-Werten bei einer Schleifscheibe, einem Werkstück und einem Abrichtelement aus bestimmten Materialien genommen werden, wobei jeder Vorgang von einem Feinsohleifvorgang mit einer bestimmten Schleifvorschubgeschwindigkeit und Relativgeschwindigkeit für dasselbe Zeitintervall gefo^wird und anschließend die Oberflächenglätte SM gemessen und in einer Tabelle der Wert von SM dem Wert von STE gegenübergestellt wird, dann kann die Tabelle später verwendet werden, um die erhaltbaren SM-Werte bei nachfolgenden Werkstücken aus demselben Material vorherzusagen. Das Feinschleifen bei nachfolgenden Werkstücken sollte mit denselben Vorschub- und Schleifgeschwindigkeiten und während derselben Zeitintervalle erfolgen, wie sie für die Auflistung der Daten zur Anwendung kamen.

Die Oberflächenglätte SM nach dem Schleifen ist unmittelbarer vorherbestimmbar und nicht den hier beschriebenen Vorsichtsmaßnahmen oder Zwängen unterworfen, wenn die Schleifscheibe mit einem Abrichtelement konditioniert wird, das während bestimmter Intervalle gleichzeitig mit dem Feinschleifen auf

- 136 -

die Schleifscheite wirkt, wie weiter unten beschrieben ist.

Abrichten oder Schleifscheiben-Konditionieren während des Schleifens mit STE-Steuerung

Wie aus Vorstehendem hervorgeht, kann dadurch, daß das STE-Verhältnis innerhalb eines bestimmten Bereiches oder auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, nicht nur die Schleifscheibenfläche in einer bestimmten Porm gehalten werden, sondern auch ihr Schärfegrad, und, falls gewünscht, die Glätte der Werkstücks oberfläche nach dem Schleifen eingerichtet werden. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann man diese Ergebnisse während des Sohleifvorganges erhalten und dadurch Zeit einsparen und die Wirtschaftlichkeit und Produktivität erhöhen* Das Abrichten oder Abziehen einer Schleifscheibe gleichzeitig mit dem Schleifen eines Werkstückes wurde bereits früher häufig praktiziert, jedoch bisher nicht mit Steuerung des STE-Verhältnisses, um mit quantitativer Genauigkeit den Zustand der Sohleifscheibenfläche und die daraus resultierenden Folgen für den Zustand des Werkstückes zu bestimmen.

Beim gleichzeitigen Abrichten (Schleifscheiben-Konditionieren) und Schleifen sind die Schleifscheibe 20 und das Werkstück in schmirgelnder, reibender Berührung, wobei gleichzeitig eine Schleifberührung zwischen der Schleifscheibe 20 und dem Element 50 besteht, wie schematisoh in Figur 17 gezeigt ist.

Diese Figur zeigt eine spezielle Wiederholung der Figur 1, wobei der Abrichtschütten TS nach innen (links) in Berührung mit der Schleifscheibenfläche bewegt ist, während diese das Werkstück schleift. Das Werkstück 24, die Schleifscheibe 20 und das Element 50 werden alle durch ihre jeweiligen Motoren PM, WM, TM gedreht (wobei die ersten beiden angetrieben und

- 137 -

-Ui-

das letztere gebremst ist); der SchleifScheibenschlitten WS ist mit einer Geschwindigkeit F zum Werkstück (nach links)

WS

vorgeschoben und der Abrichtschlitten TS ist mit einer Geschwindigkeit F. zur Schleifscheibe (nach links) vorgeschoben, so daß sich der SohleifVorgang und der Abrichtvorgang aufgrund einer Relativ-Schleifbewegung und eines Relativ- Zustellvorganges ergeben.

I¹Ur die beispielsweise im folgenden beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens ist es nicht erforderlich, daß die Vorrichtung (in Figur 17) den Abrichtelement-Meßfühler 65 aufweist, der in Figur 1 gezeigt ist, und es werden einige Vorteile erzielt, wenn gemäß Figur 8 vorgegangen wird, wobei ein Werkstück-Meßfühler 40 nicht erforderlich ist. Dies heißt jedoch nicht, daß ein Abrichtelement-Meßfühler nicht bei anderen speziellen Ausgestaltungen der Vorrichtung verwendet werden kann.

Aus den Figuren 1 und 17 lassen sich die folgenden Beziehungen ableiten:

^R _P = ^Pps
^R'p=^Pps
^Rw = ^Pws~^Rp = ^Pws-^Pps

^Rte = ^Pts

^Rfte⁼ ^tsp

Bei den Anordnungen der Figuren 1 und 17 ist es möglich, die Gesamtleistung ?WR_Wf die vom Motor WM auf die Schleifscheibe 20 aufgebracht wird, gemäß Gleichung (18) ^zu bestimmen. In

- 138

Figur 17 wird, im Gegensatz zu Figur 8, ein Teil der Gesamtschleifscheiben-Antriebsleistung PWR^ in der Schleifzone zwischen der Schleifscheibe 20 und dem Werkstück 24 aufgezehrt und ein anderer Teil wird der Abrichtzone zwischen der Schleifscheibe und dem Element 50 zugeführt. In Figur 17 können, im Gegensatz zu Figur 8, die Signale TOR und CJ

W W

nicht dazu verwendet werden, um die Leistung zu bestimmen (hier I¹WR^ genannt), die vom Motor WM der Abrichtgrenzschicht zugeführt werden. Es ist jedoch zu bemerken, daß in der Abrichtgrenzschicht die Tangentialkraft FOR.., die von der Schleifscheibenfläche auf die Arbeitsfläche des Abrichtelementes übertragen wird, (bei fehlenden Beschleunigungseffekten) gleich und entgegengesetzt der Tangentialkraft FOR₂ ist, die vom Motor TM, der als Bremse wirkt, auf das Abrichtelement aufgebracht wird. Da das Drehmoment T0R+_e vom Wandler 60 (Figur 1) signalisiert und die Radii R und R^₈ sich aus den Gleichungen (27) und (29) ergeben, ist es möglich, das Drehmoment TOR^+, das vom Motor WM über die Schleifscheibe auf den Abrichtgrenzbereich aufgebracht wird, auszudrücken, obwohl ein Teil des Motor-Gesamtmomentes der Schleifschicht zugeführt wird. Daher ergibt sich:

FOR₁ = FOR₂ (31)

FOR₁.R_w = TOR_wt (32)

F0R₂.R_te = TOR_te (33)

Durch Kombination von (31) und (33) erhält man

(34)

- 139 -

te

Die Gesamtleistung PWR. , die vom Motor WM über die Schleifscheibe der Abriebtschicht zugeführt wird, ergibt sich daher wir folgt:

^P¥ßwt = ^{2 77}^⁰¹¹Wt-°w ^

und durch Einsetzen von (34) erhält man

TD

PWR_wt = 2 Tf. ΪΟΕ^.-"- .O_w (36)

^Rte

Die Leistung, die sich als Arbeit und Wärme infolge Reibkontaktes im Abrichtbereich ergibt, ist dann die Eingangsleistung abzüglich der vom als Bremse wirkenden Motor TM weggenommenen, wie oben erläutert ist. Infolge Analogie zu Gleichung (21), jedoch in Anwendung auf Figur 17 in Verbindung mit Figur 1, muß man daher schreiben

pwR_t - PWR_wt-p\m_te (37)

Durch Einsetzen der Gleichungen (36) und (19) wird aus Gleichung (37)

PWR_t=2

(38)

das unter verschiedenen Umständen erzeugte STE-Verhältnis zu bestimmen, verwendet man:

t)

W'

Und. die Entfernungsgeschwindigkeit W kann in der Torrichtung gemäß Figur 17 in einer Weise bestimmt werden, die et was von der der Figuren 8 und 14 abweicht. Bei Verwendung der Beziehung

- 140 -

¥· = 2/Tl .R_w . R_w' (8)

und Einsetzen von (8) und (58) in (17) ergibt sich:

" -te/

TWR

^L ' ^Rw · V

Wenn E . R. und R' _r aus den Formeln (.27), (.29) und (28) eingesetzt werden, wird aus dem auf Figur 17 anwendbaren Ausdruck

Beim Schleifsclieiben-Konditionieren während des Schleifens kann ein Steuersystem 71H, wie es in Figur 18 gezeigt ist, in Verbindung mit den Anordnungen gemäß Figur 1 und 17 verwendet werden. Es sei angenommen, daß die Schleifscheibe in Schleifkontakt sowohl mit dem Werkstück 24 als auch dem Element 50 ist, wobei der Schlitten WS relativ zum Maschinengestell nach links vorgeschoben und der Schlitten TS relativ zum Schlitten WS nach links bewegt wird. Um diese Relativbewegungen zu erzeugen, steuern drei geschlossene PID-Servokreise 220, 221, 222 die Motoren PM, WM und TSM, um die Variablen O„» Ü,_T und F₊₀ in möglichst genauer Übereinstim-

J) Vr wo

mung mit den Sollwerten<£? ,,<£_? ^ und F₊ zu halten, die beispielsweise durch Einstellung der Potentiometer 223, 224 und 225 erhalten werden.

- 141 -

Zusätzlich wird die Vorschubgeschwindigkeit F des Schleifscliei"benschlittens gesteuert, so daß die Geschwindigkeit S¹ der Radiusabnahme des Werkstückes 24 (die hier auch Schleifgeschwindigkeit GR genannt ist) auf einem gewünschten Wert gehalten wird. Es sei in Erinnerung gerufen, daß der Meßfühlerschlittenregler "bewirkt, daß der Abstand CL gleich "bleibt, wenn der Radius E¹ abnimmt, so daß die Vorschubgeschwindigkeit IL₈» mit der der Meßfühlerschlitten sich nach rechts bewegt, gleich der Schleifgeschwindigkeit oder der Radius-Abnahme geschwind!gkeit R¹ des Werkstückes ist (und das Signal P dem Radius R gleicht). In Figur 18 wird somit eine gewünschte Vorschubgeschwindigkeit Ρ_Ώ8(3 des Meßfühlerschlittens durch Einstellung eines Potentiometers 230 vorgegeben. Das entsprechende Signal wird entgegenwirkend in eine Summierschaltung 231 gegeben, um ein Fehlersignal ERR-q zu erzeugen, das einem PID-Regelverstärker 232 zugeführt wird, der den Schleifseheibenvorschubmotor WPM erregt. Infolgedessen verringert oder erhöht der Motor WPM die Vorschubgeschwindigkeit F des Schleifscheibensehlittens, wenn die tatsächliche Verminderungsgeschwindigkeit R¹ des Werkstückradius (die gleich P ist) den gewünschten Wert Ρ_υ3^ über- oder unterschreitet. Daher wird die Verminderungsgeschwindigkeit R' des Werkstückes trotz jeder auftretenden Abnutzungsgeschwindigkeit R¹ des Schleifscheibenradius auf einem bestimmten Wert gehalten.

Figur 18 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Werte von CJ , CO ^* P. und R¹ (d.h. P ) gewählt und dann aufrechterhalten werden, wobei P jeden notwendigen Wert annehmen kann.

Weiterhin ist gemäß Figur 18 (in Verbindung mit den Figuren 1 und 17) vorgesehen, daß die Geschwindigkeit £?. des Abrichtelementes automatisch geändert wird, um das tatsächliche STE-Verhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereiches oder auf

- 142 -

einem vorbestimmten Sollwert STE^ zu halten. Die Sollwertvariante ist hier nur gezeigt, da sie genauer ist; der Fachmann weiß, wie weit er die Vorrichtung gemäß Figur 18 wandeln kann, wenn nur eine lose Steuerung des STE innerhalb eines bestimmten Bereiches unter besonderen Umständen ausreichend erscheint. Wie dargestellt, werden die Signale P und P einer Summierschaltung 235 zugeführt, deren Ausgangssignal R ist (siehe Gleichung 27)· Dieses Signal wird einer Summierschaltung 236 zugeführt und mit dem Signal P^₃ kombiniert, um ein Signal R + zu erzeugen (siehe Gleichung 29). Die Signale R und R. werden in einer Schaltung 238 dividiert, wobei das Ausgangssignal R /R^. dem Bruch des Zählers der Gleichung (39) entspricht. Dieses Signal wird wiederum einem Multiplizierglied 239 zusammen mit dem Signal£?_w zugeführt und das resultierende Signal zusammen mit dem negativ genommenen

Signal^jL_ in eine Summierschaltung 240 gegeben. Das Ausgangs- «e

signal dieser Schaltung 240 ändert sich gemäß dem in Klammern gesetzten Ausdruck der Gleichung (39); es wird in einer Schaltung 241 mit TOR^g multipliziert, um ein Produktsignal zu erzeugen, das sich gemäß dem Zähler der Gleichung (39) ändert.

Um ein Signal zu erzeugen, das proportional zu W¹ veränderlich ist und das dem Uenner der Gleichung (39) entspricht, werden die Signale ]? und 3?__ gegenläufig in eine Summier-

WB J/S

schaltung 244 gegeben, wobei das Differenzsignal R' mit dem Signal R (von 235) einem Multiplizierglied 245 zugeführt

wird, dessen Ausgangssignal durch einen Verstärker 246 multipliziert wird, der (mittels eines Rheostaten 247) auf eine Verstärkung L eingestellt ist. Das Ausgangssignal von 246 wird einer Dividierschaltung 249 zugeführt, welche das Produktsignal von £41 empfängt. Das Ausgangssignal von 249 ist daher

- 143 -

ein Signal, das gemäß dem tatsächlichen STE-Verhältnis entsprechend Gleichung (39) variiert und gemäß dem durch Wirkung des Elements 50 Schleifscheibenmaterial von der Schleiffläche entfernt wird.

Der gewünschte Wert STE-, wird durch Einstellung eines Potentiometers 250 vorgegeben« Das entsprechende Signal wird in einer Summierschaltung 251 mit dem Signal STE kombiniert, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das dem Eingang eines PID-Verstärkers 252 zugeführt wird, der den Motor TM erregt. Wenn daher der STE-Wert den Sollwert STE _d übersteigt, wird die Motorspannung Y. erhöht, das Ständer- und Bremsmoment des Motors TM nimmt ab, die Geschwindigkeit CL nimmt zu und der Wert von STE wird reduziert (siehe Gleichung 39) bis STE wieder den Fsrt STE-, annimmt. Wenn dies der Pail ist, nimmt die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S im Abrichtbereich ab (siehe Gleichung 3), so daß die Schleifscheibenkörner leichter brechen und die Schleifscheibe dadurch schärfer wird, und die Abrichtleistung PWR. nimmt ab, wodurch das' STE-Verhältnis wieder auf den Einstellwert gebracht wird.

Im Betrieb der Vorrichtung gemäß Piguren 17 und 18 nimmt der Schleifscheibenradius R mit einer Geschwindigkeit R¹ ab, teilweise infolge der Schleifscheibenabnutzung im Schleifbereich und teilweise infolge Schleifscheibenabnutzung im Abrichtbereich. Wenn der erste Effekt größer als der zweite ist, und wegen der bei dieser Ausgestaltung konstant gehaltenen Abrichtzustellgeschwindigkeit P. - könnte die Schleiffläche außer Schleifberührung mit dem Element 50 kommen. Daher sollte man eine Abrichtschlittengeschwindigkeit i¹. -,

(am Potentiometer 225) wählen, die hinreichend größer ist als die Verminderungsgeschwindigkeit des Schleifscheibenra-

- 144 -

dius infolge der Schleifwirkung, worauf die Regelwirkung des Verstärkers 235 am Motor WPM die Vorschubgeschwindigkeit P des SchleifScheibenschlittens so einstellt, daß der Schleifkontakt aufrechterhalten "bleibt und die Verminderung R'p des Werkstückradius mit der der gewünschten Schleifgeschwindigkeit G-R erfolgt. Wahlweise können auch Steuerungselemente hinzugefügt werden, um die Abrichtvorschubgeschwindigkeit P, automatisch einzustellen, wenn das Pehlersignal der Schaltung 251 stark negativ wird, was anzeigt, daß STE in einem Maße gefallen ist, daß Änderungen von/J . nicht mehr ausreichen, um STE auf den Sollwert STE^ zu bringen. Gemäß einer anderen Alternative kann die Geschwindigkeit^^ des Abrichtelementes konstant auf einem Sollwert gehalten werden (mittels eines Regelkreises, der ähnlich dem Kreis 222 in Pigur 18 ist) und diesen ersetzt, und das STE-Pehlersignal der Summierschaltung 251 (Pigur 18) wird als Korrektiv bei der Erregung des Motors TPM verwendet. Auf diese Weise wird das Abrichtelement immer genügend schnell zugestellt, um die Schleifberührung mit der Schleiffläche trotz der Radiusverminderung infolge der Sohleifwirkung aufrechtzuerhalten, wobei nebenbei STE auf dem Sollwert STE, gehalten wird.

Bei der Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung, wie sie in den Piguren 1, 17 und 18 gezeigt sind, wird die Schleifscheibenfläche während eines langen Grobschleif-Intervalles mit relativ hoher Schleifgeschwindigkeit GR scharf gehalten und behält ihre genaue Porm bei, wenn nach dem gleichzeitigen Beginn des Schleifens und des Abrichtens das Sollwertsignal STE-, niedrig gehalten wird (beispielsweise etwa 0,8 HP/in. V min. (0,05 PS/cm /min.)). Aber das Sollwertsignal STE^ kann von Zeit zu Zeit von Hand oder automatisch neu eingestellt werden, um die Schärfe der Schleifscheibenfläche zu verändern.

- 145 -

In Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen "Schärfegrad"-Verfahren kann diese Änderung des Sollwerts eine weiche, graduelle (oder schrittweise) Änderung von einem anfänglich niedrigen STE,-Wert oder Bereich zu einem höheren beinhalten (vorzugsweise begleitet von einer Verminderung der Schleifgeschwindigkeit GR am Potentiometer 250),. so daß die Schleifscheibe stumpfer wird und das Feinschleifen der Werkstücksoberfläche die gewünschte Glätte gibt. D.h. zum Grobschleifen wird STE^ anfänglich auf STE₁ und die Schleifgeschwindigkeit GR = R¹ "anfänglich auf Rd ■ - - gestellt; und für das nachfolgende Feinschleifen werden diese Einstellungen in ₂ und R 2 geändert, wobei STE₂-^ STE^ und R¹ ^c R' ^ ist.

!Natürlich ist es bei diesem Verfahren nicht wesentlich, daß das Element 50 die Schleifscheibe während der gesamten Zeit berührt, in der die Schleifscheibe das Werkstück schleift. Es kann auch Anwendungen geben, bei denen das Element 50 tatsächlich außer Berührung mit der Schleifscheibe bewegt und dann wieder in Berührung gebracht wird, während der Sohleifvorgang fortgesetzt wird. Dies könnte wünschenswert sein, wenn das Schleifen gemäß dem STE-Verfahren gesteuert wird, wie es in den obengenannten älteren Patenten beschrieben ist, so daß die Schleifscheibenschärfe automatisch aufrechterhalten wird; Aber in diesen Fällen wird die Schleifscheibe die Form verlieren und das Element 50 kann in beabstandeten Zeitintervallen gemäß den oben beschriebenen STE-Näherungen in Eingriff gebracht werden, um eine Jtteuformgebung zu erzielen. In diesen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn das Abrichtelement aus normalem gehärtetem Stahl oder aus demselben Material wie das zu schleifende Werkstück besteht, wobei jedoch das für das Abrichtelement gewählte Material nicht kritisch für die Verwirklichung der Vorteile des hier

- 146 -

unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 17 und 18 beschriebenen Verfahrens ist.

Sicher ist nun verständlich, daß das "STE-Steuerungs"-Verfahren, wie es oben beschrieben ist, teilweise das Abrichten oder Konditionieren einer Schleifscheibe mit gesteuertem STE zumindest während einiger Zeitintervalle, während der die Schleifscheibe ein Werkstück schleift, umfaßt.

Endlich sei angemerkt, daß eine von der Figur 18 abweichende Steuervorrichtung verwendet werden kann, um STE in einem vorbestimmten Bereich oder auf einem Sollwert zu halten. Die Vorrichtung und die Schritte, durch die^_w oder 3?^ (eher als CO+J) korrektiv eingestellt werden, können angewendet werden; und Näherungen, die bestimmte Variablen ignorieren oder sie als konstant annehmen, können angewandt werden, ohne von dem neuen Verfahren abzuweichen. Beispielsweise können, wie oben beschrieben, die Radii R^ und E. anfänglich von Hand gemessen und über eine lange Zeitspanne als konstant angenommen werden, da die Bedeutung der Radiusverminderungsgeschwindig— keiten R^f und R'+_e noch keine großen prozentualen Änderungen von R_w und R^₆ erzzügen.

Intermittierendes Sohleifsoheiben-Konditionieren während des Schleifens

Die Verfahrensgattung des Steuerns des STE-Verhältnisses des Abricht-(Konditionier)Vorganges während des Schleifens eines W_erkstückes schließt das intermittierende Erzeugen einer Abrichtwirkung ein. Es wurde jedoch gefunden, daß die intermittierenden Abrichtschritte hinter den gewünschten Zeitpunkten zurückbleiben können, wenn nicht besondere Maßnahmen ge-

- 147 -

troffen werden. Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zum intermittierenden Abrichten einer Schleifscheibe durch Steuern von STE vor, bei dem die Arbeitsfläche des Abrichtelementes der Schleifscheibenfläche "mit Lücke folgt" (gewöhnlich mit einem kleinen Abstand), jedoch zu beabstandeten Zeitpunkten in Abrichtkontakt bewegt wird. Der Abstand dieser Zeitpunkte kann wie folgt bestimmt werden (i) einfach gleiche Zeitabstände, (ii) wenn eine bestimmte Radiusverminderung vorliegt, oder (iii) wenn ein Formverlust der Schleifscheibenfläche mittels geeigneter Sensoren festgestellt wird.

Allgemein sind die Figuren 1 und 17 hilfreich zum Verständnis des Verfahrens und der Vorrichtung des "intermittierenden Abrichtens durch Folgen mit Abstand"; jedoch geben die Figuren 19» 20 und 21 dabei weitere Unterstützung. Bei der beispielsweise beschriebenen Ausführungsform wird die Schleifscheibe durch Handsteuerung zunächst in leichte Berührung mit dem Werkstück und das Abrichtelement 50 in leichte Berührung mit der Schleifscheibe gebracht (Figur 19). Die Vorschübe F,

und F zu diesem Zeitpunkt sind Hull, wobei es jedoch möglich ist, den Radius des Elements R^₆ zu bestimmen und zu speichern. Als nächstes kann der Vorrichtung eine automatische Abfolge ausgelöst werden, durch die (i) das Werkstück kontinuierlich mit einer Schleifgeschwindigkeit GR geschliffen, und (ii) der Schlitten TS bezüglich seines Vorschubs gesteuert wird, so daß eine vorbestimmte kleine Lücke G-AP (Figur 20) zwischen ihm und dem Werkstück gelassen wird, auch dann, wenn der Schleifscheibenradius R sich infolge Abnutzung vermindert. Wenn ein Abrichten der Schleifscheibe erforderlich oder gewünscht ist und ein "Abricht-Startsignal" STP erzeugt ist

- 148 -

irgendeine der zahlreichen Möglichkeiten, wie im folgenden "beschrieben), wird der Schlitten schnell nach innen (links) "bewegt, so daß das Element die Schleif scheite wiederum leicht berührt (Figur 19); dann folgt ein weiterer Vorschub nach innen, um die Schleifscheibe um einen bestimmten Betrag abzurichten, d.h. den Schleifscheibenradius um einen Betrag IHC (vgl. Figuren 19 und 21) zu vermindern, während die Schleifscheibe das Schleifstück weiter schleift. Das Abrichten erfolgt mit einer Steuerung des STE innerhalb eines vorbestimmten Bereiches oder auf einem bestimmten Sollwert, so daß die Schleifscheibenschärfe und Form vorher bestimmbar ist. Nachdem der Betrag INC vom Schleifscheibenradius abgenommen ist, wird der Abrichtschlitten wieder gesteuert, so daß das Element 50 der Schleifscheibenfläche mit Abstand folgt (,Figur 20), während das Schleifen fortgesetzt wird, bis das nächste "Abricht-Startsignal" STP erzeugt wird, worauf die Folge oder der Zyklus wieder beginnt. Zahlreiche dieser intermittierenden Abrichtzyklen können automatisch während der Gesamtzeitspanne, während der ein Werkstück kontinuierlich geschliffen wird und während der die Schleifscheibenfläche sonst ganz wesentlich von der gewünschten Form abweichen würde, automatisch ausgeführt werden.

Es wird nun auf die Figuren 22A und 22B Bezug genommen, die ein System 711 zum Ausführen dieses Verfahrens zeigen, einschließlich Rege!schaltungen 220, 221 (identisch zu denen der Figur 18), um die Werkstück- und Schleifscheiben-Drehgeschwindigkeiten Cj und Cj zu steuern, so daß vorgewählte Sollwerte ρ w

gehalten werden. Die Vorschubgeschwindigkeit F des Schleif-

WS

scheibenschlittens wird durch die Elemente 230, 231, 232 gesteuert, wobei WMF die gewünschte Schleifgeschwindigkeit GR erzeugt (wie oben unter Bezugnahme auf Figur 18 beschrieben ist), wenn der Arm SS eines Vielpol-Wechselschalters SS in

- 149 -

-1*9 - 223-

der unteren "Arbeits"-stellung ist.

Wenn der Schaltarm SS_Q in seiner oberen oder "Einstell·"-

CX

stellung ist, kann der Schleifscheibenschlitten durch Bewegung in einer Richtung und mit einer Geschwindigkeit, die Ton Hand durch Einstellung eines Potentiometers 280 bestimmt wird, in verschiedene Stellungen bewegt werden. Das Potentiometer 280 ist mittig geerdet und zwischen positive und negative Spannungen gelegt, so daß eine eingestellte Spannung P entweder positiv oder negativ sein kann, um den Schlitten WF nach links oder rechts zu bewegen tFigur 1 oder 17). Es sei hier angenommen, daß der Motor WFM den Schleifscheibenschlitten WS nach rechts bewegt, wenn die Spannung positiv ist und umgekehrt. Das Signal F,_roo wird einer Summierschaltung 281 zusammen mit dem Rückführungssignal F zugeführt, so daß der Schlitten sich mit einer vorgewählten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung bewegt, wenn der Arm SS sich in der dargestellten Stellung befindet.

Cl

Zum Steuern von STE während dieser Intervalle beim Abrichten sind die Elemente 235 bis 252 (Figur 22A) identisch den Elementen, wie sie oben unter Bezugnahme auf Figur 8 beschrieben sind und arbeiten auch in derselben Weise. In Figur 22A ist ein Analogtor 282 hinzugefügt, durch welches das STE-Fehlersignal zum Regelverstärker 252 geführt wird, wenn das Tor mittels eines Signals Q2 (weiter unten beschrieben) auf einem hohen Signalpegel ist. In diesem Fall ist ein zweites Tor 283, das von einem komplementären Signal ζ[2~ gesteuert wird, welches in einem Inverter 284- erzeugt wird, abgeschaltet und die STE-Steuervorrichtung der Figur 22A arbeitet in derselben Weise, wie sie unter Bezugnahme auf Figur 18 bereits beschrieben wurde, wobei der Motor TM als Bremse wirkt, umZl7+ auf

- 150 -

den erforderlichen Wert zu "bringen, um STE gleich. STE^ zu halten. Wenn das Signal Q2 jedoch auf einem niedrigen Signalpegel ist, sind die Tore 282 und 283 jeweils aus- und eingeschaltet, und somit wird der Motor TM gesteuert, um das Abrichtelement im Uhrzeigersinn mit einer "Bereitschafts^!lgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem Bereitschaftssollwert-Signal£?j._edB anzutreiben, welche in grober Annäherung nahe der Geschwindigkeit ist, die heim nächsten Abrichtkontakt auftritt. Dadurch wird eine abrupte Beschleunigung des Abrichtelementes 50 vermieden.

Wie weiter unten erklärt ist, beinhaltet das automatische intermittierende Abrichten mit gesteuertem STE {innerhalb der Zeitspanne, in der das Werkstück kontinuierlich geschliffen wird) drei Bedingungen oder Zustände; diese Zustände werden von einem Dreistufen-Ringzähler 290 ^Figur 22B) vorgegeben, der Ausgangssignale QO, Q1, Q2 erzeugt, die einzeln auf hohe Signalpegel gehen, wenn aufeinanderfolgende Zählzyklen durchlaufen werden. Eine Neueinstellung des Zählers macht das Signal QO hoch. Die drei Zustände sind

QO hoch: Das Abrichtelement folgt der Schleifscheibenfläche mit einer vorgewählten Lücke oder einem · vorgewählten Abstand (.Figur 20).

Q1 hoch: Das Abrichtelement wird schnell nach innen

^in Figur 20 nach links) bewegt, um die Lücke zu schließen, bis das Element die Schleifscheibenfläche berührt tFigur 19).

Q2 hoch: Der Abrichtvorgang erfolgt im Grenzbereich

Schleifscheibe/Element, bis der Sohleifscheibenradius um einen vorbestimmten Betrag MC ver-

- 151 -

mindert ist (Figur 21).

Wenn das Abrichten während des Zustandes Q2 "beendet ist, wird der Zustand QO wieder aufgenommen und fortgesetzt, Ms ein .!'Abricht-Startsignal¹¹ STP empfangen wird (beispielsweise als Reaktion auf die Peststellung, daß infolge des SohleifTorganges der Schleifscheibenradius um einen weiteren vorbestimmten Betrag reduziert wurde).

Wenn ein Wähler-Schaltarm SS^ (der mit SS gekuppelt ist) in seiner "Einstell"-stellung ist (Figur 22B), wird der Motor TFM von Hand gesteuert, indem ein Potentiometer 291 eingestellt wird, welches ein Signal F. für die Anfangs eins teilung liefert. Dieses Signal kann Null oder positiv oder negativ sein und wird einer Summierschaltung 292 zugeführt, die das feed-back-Signal F. empfängt und ein Fehlersignal einem PID-Regelverstärker 294 zuführt, der den Motor TiM steuert. Daher kann der Abrichtschlitten WS durch Handsteuerung in verschiedene Stellungen bewegt werden, in denen er bleibt, wenn das Signal i+_ss Null ist.

Der übrige Teil der Figuren 22A, B kann am besten durch seine Arbeitsfolge beschrieben werden.

Anfangseinstellung

Wenn die Motoren PM und WM die gewünschten Drehgeschwindigkeiten U) und£?_w haben (durch Wirkung der Regelkreise 220 und 221, Figur 22A), ist es zunächst wünschenswert, eine Ablesung oder ein Signal zu erhalten, welches den Radius R. des Abrichtelementes angibt. Die Schaltarme SS und SS, sind zu Anfang in ihren Einstellstellungen und das Werkstück 24 und das Element 50 sind beide außer Kontakt mit der Schleifscheibe 50. Zunächst wird ein Rückstellschalter RE

- 152 -

vorübergehend geschlossen, so daß eine Differenzierschaltung 296 dem Zähler 290 einen Rückstellimpuls gibt, wodurch dieser in den Zustand QO gebracht wird. Das bedeutet, daß die Gatter 282 und 283 jeweils außer und in Betrieb sind, so daß der Motor !DM gesteuert wird, um<C?^._e gleich der Bereitschafts-Sollgeschwindigkeit O . -, zu machen. .Nun stellt eine Bedienungsperson das Potentiometer 280 ein, um den Schleifscheibenschlitten nach links zu bewegen, bis die Schleifscheibenfläche gerade das Werkstück 24 berührt; dann wird das Potentiometer 291 eingestellt, um den Abrichtschlitten WS nach links zu bewegen, bis das Abrichtelement gerade die Schleifscheibenfläche berührt. Die zwei Schlitten werden in diesen Stellungen angehalten (durch Zentrieren der Potentiometer 280 und 291), so daß kein Schlittenvorschub erfolgt, wobei die Elemente in einer Beziehung angeordnet sind, wie sie in den Figuren 17 und 19 dargestellt ist.

Danach kann die Bedienungsperson einen Schalter IHIT (Figur 22B) momentan schließen, so daß ein Eingangsimpuls durch ein ODER-Glied 298 geht, um einen monostabilen Multivibrator zu betätigen, der einen Speicherimpuls für einen Abtastverstärker erzeugt. Letzterer empfängt das Signal R+ an seinem Eingang und sein Ausgang R^_etL wird gleich R₄^ und hält diesen Wert. Das Speichern oder Halten von R₄. _Q als Signal R_+öV, ist wünschenswert, da Gleichung (29) gültig ist und der Summierschaltung 236 nur dann genau ist, wenn das Werkstück 24 und das Element 50 in Berührung mit der Schleifscheibe 50 gehalten werden, wie in den Figuren 17 und 19 dargestellt ist. Wenn sich der Radius R₄^ des Elements nicht ändert (und er kann sich nur während des Abrichtvorganges ändern), dann

- 153 -

"bleibt das Signal R^.g·^ genau, selbst nachdem die Elemente positioniert sind, wie in Figur 5 dargestellt.

!Nachfolgen mit Abstand

JMach diesem Beginn verschiebt die Bedienungsperson die Schaltarme SS₀ und SS, in ihre Betriebsstellungen, wobei die Bau-

el D

teile in leichter Berührung sind (Figuren 17 und 19)· Dadurch wird der Zustellvorgang des Schleifscheibenschlittens und das Schleifen des Werkstückes durch Wirkung des Motors Wi¹M ausgelöst, wobei eine am Potentiometer 250 vorgewählte Schleifgeschwindigkeit GR erzeugt wird. Der SohleifVorgang wird dann während des Restes der Betriebsvorgänge, wie sie bezüglich der Figuren 22A und 22B beschrieben wurden, fortgesetzt.

Es sei daran erinnert, daß der Zähler 290 zuvor in den QO-Zustand gebracht wurde und die Analoggatter 300 und 301 (22B) aktiviert sind. Die Verschiebung des Schaltarmes SS-, in seine untere Stellung führt daher dazu, daß der Servo-Verstärker 294 über das Gatter 300 und einen Verstärker 302 vom Ausgang einer Stellungs-Servo-Regelkreis-Summierschaltung 304 ein Eingangssignal erhält. Die Summierschaltung 304 empfängt ein Abrichtschlittenstellungs-Sollwertsignal P+_sd und das Ist-Stellungssignal ^-+_B» um ein Stellungsfehlersignal P₊₁₈ERR zu erzeugen. Wenn man davon ausgeht, daß ein Eingangssignal positiver oder negativer Polarität am Verstärker 294 eine Bewegung des Abrichtschlittens nach links oder rechts erzeugt, und die Bewegung nach links den numerischen Wert der Stellung P^₃ verringert (Figur 1), werden die Signale P₊₁₈^ und P^._g jeweils Subtrahier- und Addiereingängen der Summierschaltung 304 zugeführt.. Wenn das Signal P₊₁₅ERR

- 154 -

endlich, und positiv ist, bewegt sich, der Abrichtschlitten nach links. Der Verstärker 302 erzeugt die Stellungs-Schleifen-Verstärkung und der Motor TPM treibt daher den Schlitten TS so an, daß die Ist-Stellung P^₃ in Übereinstimmung mit dem Sollwert P, , gehalten wird. Ein nachfolgender Fehler kann sich während der Bewegung entwickeln, jedoch, ist der Fachmann in der Lage, bekannte Mittel einzusetzen, die einen Folgefehler reduzieren und die ein Hinauslaufen und Nachlaufen über eine gewünschte Endstellung tatsächlich vermeiden, wobei ein Stillstand eintritt, wenn das Signal P+_S(i konstant bleibt.

Das Signal P+_a(q bleibt jedoch während des QO Zustandes nicht konstant, da infolge des SchleifVorganges der Schleifscheibenradius R_w abnimmt und es ist wünschenswert, das Abrichtelement dauernd um einen kleinen vorbestimmten Abstand oder Zwischenraum von der Schleifscheibenfläche entfernt zu halten. Der Abstand wird durch ein Signal GAP repräsentiert, das mittels einem von Hand eingestellten Potentiometer 305 erzeugt wird und über das aktivierte Gatter {301a) dem Eingang der Summierschaltung 309 zugeführt wird. Aus der Betrachtung der Figur 22B (und der Erkenntnis, daß ein anderes Analoggatter 308 desaktiviert ist, so daß sein Ausgangssignal 0 ist, weil das Signal Q2 niedrig ist), ergibt sich, daß das von der Summierschaltung 309 erzeugte Signal ?+_ba gemäß der Beziehung variiert:

^{= R}w ^{+ GAI>
+} ^teh ([wenn ^⁰ k°^{ca is}tJ C41)

Aus Figur 20 ist ersichtlich, daß der Abstand GAP beibehalten wird, selbst wenn E. abnimmt, solange P, gleich P+_S(a gehalten wird. Dies ist genau das Ergebnis der Summierschaltungen 309 und 304, die über das aktivierte Gatter 300 in Figur 22B wirken. Unmittelbar nachdem der Schaltarm SSb nach

- 155 -

--455 -

unten bewegt und der Zähler 290 im Zustand QO ist, wird der Abrichtschlitten WS relativ zur Schleifscheibe 50 nach rechts bewegt, bis der Abstand GAP hergestellt ist und danach erfolgt ein Vorschub nach links, um den Abstand konstant zu halten, wenn der Radius R abnimmt.

Die wirksame Fläche des Abrichtelements folgt daher der Schleifscheibe mit Abstand, während der Sohleifvorgang stattfindet und das Steuersystem 711 im Zustand QO ist.

Schließen der Lücke

Während des Q0-Zustandes ergibt sich von Zeit zu Zeit ein Abrichtstartsignal STP (,die Erzeugung dieses Signals ist weiter unten erläutert). Als Antwort auf dieses Signal wird als nächster Schritt das Abrichtelement in Berührung mit der Schleifscheibenfläche gebracht, d.h. die Lücke wird geschlossen. Das STP-Signal geht durch ein ODER-Glied 310 (Figur 22B), um den Zähler 29o auf die Stufe Q1 zu bringen. Dadurch werden die Gatter 300 und 301 desaktiviert und das Analoggatter 312 aktiviert, so daß dieses (über den Schalter SS, ) das Fehlersignal der Summierschaltung 314-, deren Eingänge das Ist-Signal der Abrichtschlitten-Vorschubgeschwindigkeit I¹TS und ein S ollwert signal ί\ _d- von einem zuvor eingestellten Potentiometer 315 sind, dem Verstärker 294 zuführt. Infolgedessen bewegt der Motor TFM dann den Abrichtschlitten und das Element 50 nach links (aus der in Figur 20 dargestellten Stellung), mit einer Geschwindigkeit, die mit dem relativ groß gewählten Soll-Wert I'+g^-i übereinstimmt.

Diese Bewegung wird fortgesetzt, bis die Steuerelemente feststellen, daß die Lücke geschlossen ist. Da die Signale QO und Q2 beide auf einem tiefen Signalpegel liegen, sind die Gatter 301- und 308 desaktiviert, und das Signal

- 156 -

Schaltung 309 ist veränderlich gemäß

^Ptsd1 ^{= R}w ^{+ R}teh C^wohei Q1 hoch ist) (42)

Wenn daher der Zustand Q1 beginnt, ist ?+_sfl-j (dann gleich R_w und R_tell) kleiner als P^₈ (dann gleich R_w + GAP + R_tetl), und das Signal P^₃ERR ist größer und positiv (gleich G-AP). Wenn der Abrichtschlitten sich nach links bewegt und beginnt, die lücke zu schließen, wird das Signal P. kleiner und das Signal P^₃ERR kleiner, in der Zeit, in der der Schlitten einen Weg zurückgelegt hat, der gleich der ursprünglichen Lücke ist (aus der Stellung der Figur 20 in die Stellung der Figur 19) berührt das Element 50 gerade die Schleifscheibe 20 und das Signal P._SERR ist auf Null gefallen. Dieser Nullwert von P^₃ERR wird von einem Nullwertsdetektor 320 festgestellt, dessen Ausgang hochschwingt und durch ein UND-Gatter 321 und ein ODER-Glied 310 geführt wird, um den Zähler 290 zu schalten. Dieser Vorgang kann nur dann vonstatten gehen, wenn der Zähler (wie hier) im Zustand Q1 oder Q2 ist, da das UND-Gatter 321 desaktiviert ist, wenn das Signal QO hoch ist.

Nachdem die Lücke durch den Vorschub des Schlittens mit der Geschwindigkeit F+g^-i geschlossen ist, wird der Zähler 290 daher vom Zustand Q1 in den Zustand Q2 gebracht.

Abrichten eines Inkrements des Sohleifscheibenradiuses

Wenn der Zustand von Q1 nach Q2 übergeht, ist das Gatter 312 desaktiviert, während das Gatter 308 und ein weiteres Analoggatter 322 aktiv sind. Die Gatter 282 und 283 sind jeweils aktiv und inaktiv, so daß die Geschwindigkeit Cj + gesteuert zu werden beginnt,um STE gleich dem Sollwert STE, zu machen.

- 157 -

Wenn das Gatter 522 aktiviert ist, empfängt der Servo-Verstärker 294 das Ausgangssignal einer Summierschaltung 324, deren Eingangs signale das Ist-Vorschubsgeschwindigkeitssignal F, und ein zweites Vorschubgeschwindigkeits-Sollwertsignal ^+_Bg,o^f ^wel^{cnes von} einem von H^nd eingestellten Potentiometer 325 gewonnen wird, sind. Das Abrichtelement 50 in Berührung mit der Schleifscheibe wird dann nach links vorgeschoben, um den Abrichtvorgang durchzuführen, in der Weise, wie bezüglich Figur 18 beschrieben. D.h., das Sollwertsignal F. -,ρ ^er Figur 22B entspricht dem S ollwert signal ]?tsd des Regelkreises 222 der Figur 18. Und bei aktivem Gatter 282 in Figur 22B wird der STE-Wert in derselben Weise wie in Figur 18 gesteuert.

Die Schleifscheibe schleift nun das Werkstück mit einer Radiusverminderungsgeschwindigkeit von GR = F *, da der Schleifscheibenschlitten WS mit einer Geschwindigkeit F,_r_

WS

nach links bewegt wird. Der Abrichtschlitten wird nach links vorgeschoben mit einer Geschwindigkeit F_, die gleich F₊₀ _ΆΟ

B DSQ.C

ist, während die Geschwindigkeit^+_e automatisch eingestellt wird, um das gewünschte STE-Verhältnis zu halten. Das gewünschte STE_d-Verhältnis kann auf irgendeinen gewünschten Werf eingestellt werden. Wenn es mit 0,5HP/in.^/mln. (0,03 PS/ cur/min.) oder vorzugsweise viel geringer gewählt ist, wird die Radiusverminderungsgeschwindigkeit R, sehr gering (wie oben erläutert ist) und die Schleifscheiben-Verminderungsgeschwindigkeit R· im Verhältnis zur gewählten Vorschubgeschwindigkeit Ϊ, ,p sehr hoch, und die Schleifscheibenkörner bleiben sehr scharf. Diese Werte werden für das Grobschleifen eines Werkstückes gewählt.

TJm den Abrichtvorgang zu beenden, nachdem eine bestimmte Menge abgeschliffen wurde, werden die Summierschaltungen 309 und. 304 wieder aktiv. Bei aktivem Gatter 308 verändert sich

- 158 -

das Signal P^ , gemäß dem Ausdruck

^Ptsd2 ^{= E}w ^{+ R}teh *

wobei INO das Signal von einem voreingestellten Potentiometer 528 ist, das das Radiusinkrement repräsentiert, welches während jedes Abrichtschrittes von der Schleifscheibe abgenommen wird (um die Schleiffläche in Form wieder herzustellen). Wenn der Zustand Q2 beginnt, ist die tatsächliche Stellung ^Pts (S^leick ^R _w ^{+ R}teh* ^siehe Figur 19) größer als die Sollwertstellung P^._sd (,gleich E_w + R^_etL - INC) und das Signal

^₈ ist daher positiv und daher gleich groß INC. Wenn der Abrichtschlitten sich nach links bewegt, wird das Fehlersignal P.EHE progressiv kleiner und erreicht Null, wenn der Schlitten TS das Element 50 aus der Relativstellung der Figur 19 in die Relativstellung der Figur 21 bewegt hat. Es wird als vernünftige Annäherung angenommen, daß der Radius R. des Abrichtelementes sich während eines Abrichtvorganges nicht ändert, und selbst wenn er sich leicht ändert, hat dies nur zur Folge, daß die inkrementelle Schleifscheibenradius-Yerminderung geringfügig kleiner wird als der am Potentiometer 328 eingestellte gewünschte Wert INC.

Wenn das Signal P. ERR Null erreicht, schwingt das Ausgangssignal des Nullwert-Detektors 320 wieder hoch. Dies wird durch die UND- und ODER-Schaltungen 321, 310 übermittelt, um eine ins Positive gehende Welle von am Zähleingang des Zählers 290 zu erzeugen, so daß dieser vom Zählzustand Q2 auf QO übergeht. In diesem Augenblick schwingt das Signal Q2 nach unten, so daß der ergänzende Effekt der ODER-Schaltung 298 ist, eine positive Impulskante am Eingang des monostabilen Kippgliedes 299 zu erzeugen, wobei der laufende

- 159

Wert von RTE im Kippstufenverstärker 299 als neuer Wert für R+_ek gespeichert wird. Auf diese Weise wird jede Abnutzung, die am Element 50 aufgetreten ist, für den nächsten Zyklus berücksichtigt. Der neugespeicherte Wert von Rj-_ei, ist genau, da die Elemente in diesem Moment eine Relativ— stellung zueinander aufweisen, wie sie in den Figuren 17 und 19 gezeigt ist.

Wiederholte Abriohtzyklen

Mit der Zustandsänderung von Q2 nach QO werden die Bedingungen wieder so wie sie weiter oben im Abschnitt "Nachfolgen mit Abstand" beschrieben sind (d.h. unmittelbar nach der Anfangseinstellung). Die Schleifscheibe wird weiterhin nach links vorgeschoben und schleift das Werkstück. Die Analoggatter 300, 301, 283 werden wieder aktiviert und alle anderen Analoggatter sind inaktiv. Daher folgt das Element 50 wieder mit Abstand (Figur 20), und zwar solange, bis das nächste Abricht-Startsignal kommt, um den Zähler 290 vom Zustand QO nach Q1 zu bringen.

Im Zustand Q1 des Zählers schließt das System die Lücke wieder, wie oben beschrieben und der Zähler schreitet vom Zustand Q1 nach Q2. Im Zustand Q2 erfolgt wieder ein Abrichtvorgang mit gesteuertem STE, bis ein weiteres Inkrement HiC von der Schleifscheibenfläche abgerichtet ist. Dieser Zyklus wiederholt sieh automatisch so viele Male wie gewünscht, während der Gesamtzeitspanne, in der das Werkstück kontinuierlich geschliffen wird. Die sich wiederholende Abrichtzyklusfolge kann in verschiedener Weise beendet werden; wenn beispielsweise die Bedienungsperson von einem (nicht dargestellten) Meßgerät, welches R anzeigt, abliest, daß das Werkstück auf einen 'gewünschten Radius geschliffen ist, kann sie die

- 160 -

- tee -

Schaltarme SS , SS, in ihre Einstellstellungen bringen und die Potentiometer 291 und 281 einstellen, und das Element 50 von der Schleifscheibe und die Schleifscheibe vom Werkstück zurückzuführen.

Es sei angemerkt, daß beim kontinuierlichen Schleifen eines Werkstückes in einem bestimmten Zeitraum, die Schleifscheibe gleichzeitig während jedes einer Anzahl von Zeitintervallen im Zeitabschnitt abgerichtet werden kann, wobei der Abrichtvorgang mit einem STE-Verhältnis erfolgt, daß in der Weise gewählt und gesteuert wird und die Vorteile aufweist, wie sie oben beschrieben sind. Trotz der Tatsache, daß während des SchleifVorganges die Schleifscheibe die Form (oder Schärfe) verlieren kann, wird der SohleifVorgang nicht unterbrochen, um die Schleifscheibe abzurichten oder abzuziehen. Dies wird in hohem Maße dadurch erleichtert, daß das Element 50 der Schleifscheibenfläche mit einem kleinen, vorbestimmten Abstand (z.Bsp. 3 mils) folgt, wenn es inaktiv ist und daß es mit geringer Verzögerung jedesmal dann in Abrichtkontakt gebracht werden kann, wenn eines der Abrichtintervalle beginnt.

Beginn des Abrichtvorganges

Das Signal STP, das einen Abrichtvorgang auslöst, kann auf verschiedene Weise erzeugt werden.

Als erstes Beispiel sei angeführt, daß es aus E_rfahrung bekannt sein kann, daß beim Grobschleifen eines Werkstückes während einer Zeitspanne von etwa drei Minuten alle 15 Sekunden ein Wiederherstellen der Form oder der Schärfe erforderlich ist. In diesem einfachen Pail kann ein Zeitge-

- 161 -

-T5T -

her 340 verwendet werden, wie er in Figur 23 gezeigt ist. Der Zeitgeber beginnt zu laufen, wenn ein Schaltarm SS (der mit den Armen SS , b gekuppelt ist) in seine untere

el

Stellung bewegt wird, so daß sein Startanschluß ST einen ins Positive gehenden Spannungsprung von der hohen Spannung von QO empfängt. Danach empfängt der Startanschluß ST eine ansteigende Impulsflanke jedesmal dann, wenn der Zähler tFigur 22B) vom Zustand Q2 zum Zustand QO zurückkehrt. Dadurch beginnt der Zeitgeber (dessen Zeit-Aus-Intervall einstellbar ist) für ein 15-Sekunden-Intervall zu laufen, an dessen Ende ein Ausgangsimpuls erscheint, um den Zeitgeber wieder zurückzustellen. Der Impuls kann als Signal STP dem Zähler 290 in Figur 22B zugeführt werden, wodurch dieser in den Zustand Q1 gelangt und einen Abrichtvorgang auslöst. Wenn der Zähler 340 eingestellt ist, um 15-Sekunden-Intervalle anzugeben, wird die Schleifscheibe jeweils nach 15 Sekunden im Abstandsfolgeverfahren geschliffen.

Die Zeitdauer des Abrichtvorganges, d.h. die Zeit, in der der Zähler während jedes Abrichtzykluses im Zustand Q2 bleibt, ist unbestimmt; er bleibt dort, je nachdem wieviel Zeit erforderlich ist, um den Schleifscheibenradius um den Betrag INC zu vermindern, wie oben erläutert ist. natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung, anstatt der Feststellung der Bewegung des Schlittens TS um den Abstand INC ,wie in Figur 22 gezeigt, einfach den Abrichtvorgang innerhalb jedes Zykluses für eine bestimmte Zeitspanne fortzusetzen.

Als Alternative zum Auslösen eines Abrichtzykluses jedes Mal dann, wenn ein "Nachfolgen mit Abstand" für ein bestimmtes Zeitintervall ausgeführt wurde (Figur 23), kann es vorgezogen werden, davon auszugehen, daß, wenn ein Abrichtinter-

- 162 -

— 'Tue· —

vall beendet ist, die Sohleifscheibe ein erneutes Abrichten oder Schärfen erfordert, wenn der SchleifVorgang eine gewisse Schleifscheibenabnutzung, d.h. eine bestimmte Reduzierung von R hervorgerufen hat. Die Verminderung des Schleifscheibenradius kann so kontinuierlich festgestellt werden, während das Element mit Abstand nachfolgt und ein Startsignal SPB erzeugt, wenn R um einen bestimmten Betrag abgenommen hat. Die Vorrichtung dazu ist in Figur 24 dargestellt, wobei das Signal R_Tr = P,_r_ - P sowohl einem Abtastverstärker 345 als

W WS Jr

auch einer Summierschaltung 346 zugeführt wird. Das Signal QO wird einem monostabilen Multivibrator 347 zugeführt, der damit ein "Speicherzugangs"-(enable store) Signal an den Verstärker 345 jedes Mal dann gibt, wenn das Signal QO hoch schwingt. Der Wert von R zu Beginn des QO-Zustandes, d.h. der Beginn des Hachfolgens mit Abstand wird somit im Verstärker 345 gespeichert und als Aus gangs signal R_wy,> welches der Summierschaltung 346 subtraktiv zugeführt wird. Das Ausgangssignal -Δ. R_w ist die Schleifscheiben-Radiusverminderung tinfolge des SohleifVorganges), die seit dem vorangehenden Abrichtschritt aufgetreten ist. Dieses Signal wird in einem hochverstärkenden Steueroperationsverstärker 349 mit einem Inkrement-Ansprechsignal Δ R^₁₁ verglichen, das von einem eingestellten Potentiometer 348 abgegeben wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 349 schwingt von unten nach oben, wenn die Schleifscheibenabnutzung Z\L den vorgewählten Schwellenwert von/üR .■■ leicht überschreitet, wodurch ein monostabiler Multivibrator 350 getriggert wird. Dessen kurzer Ausgangsimpuls bildet das Signal STP, das dem Zähler 290 in Figur 22B zugeführt wird.

Figur 24 zeigt eine Anordnung, bei der das Abrichten der Schleifscheibe zu beabstandeten Zeitpunkten ausgelöst wird, während ein Werkstück geschliffen wird, wobei jedoch der Be-

- 163 -

ginn jedes Abrichtintervalls davon abhängt, daß die Schleifscheibe nacli dem Ende des vorangegangenen Intervalls um einen "bestimmten Betrag a"bgeschliffen ist.

Eine weitere Alternative, die insbesondere zweckmäßig erscheint, wenn, der Formverlust der Schleifscheibenfläche das Hauptproblem ist, besteht darin, daß jedes Abrichtintervall ausgelöst wird, wenn, die Formabweichung auf irgendeine Weise festgestellt wird. In den Figuren 25 und 26 ist die Schleifscheibe 50 in einer Draufsicht als "geformte" Fläche dargestellt, um eine entsprechend geformte Fläche eines Werkstükkes 24 zu schleifen, und das Abrichtelement 50 weist eine entsprechend geformte Oberfläche auf. Der Meßfühler-Schlitten PS trägt (wie in Figur 1) einen Meßfühler 41 und ist mit Schaltungen verbunden, die ein Meßsignal PSIG erzeugen. Wenn die gewünschte Schleifscheibenform in der Draufsicht beispielsweise einen mittleren Bogenförmigen Abschnitt 360 aufweist, an den zwei zylindrische, aber flache Teile 361 angrenzen, wird die Schleifscheibe in den scharfen Winkelgebieten oder Verbindungen zwischen den beiden Teilen sehr schnell abgenutzt und die Form verlieren. Wenn dies der Fall ist, werden die gewünschten scharfen inneren Ecken 363 an den entsprechenden Stellen des Werkstückes unerwünscht abgerundet und nicht sauber geschliffen. Um diesen Zustand beim Schleifen festzustellen, ist ein Hilfs-Werkstück-Meßfühler 41a (ähnlieh dem Meßfühler 41) mit den zugehörigen Schaltungen 40a auf dem Schlitten PS angebracht. Der Meßfühler 41a ist in die Ecke 363 gerichtet und mit geringem Abstand von dieser angeordnet. Wenn beim Schleifen, die innere Ecke 363 sauber geschliffen ist, bleibt das Signal PSI GA der Hilfsfühler-Sehaltungen. im wesentlichen konstant (wie bezüglich Figur 1 erläutert), der Fühlerschlitten PS so bewegt wird,

- 164 -

- l£4- -

daß der Abstand CL im wesentlichen konstant "bleibt. Wenn jedoch die äußeren Ecken 362 der Schleifscheibe brechen oder abgerundet werden, nimmt der Abstand zwischen dem Fühler 41a und den inneren Ecken 363 wirksam ab und das Fühlersignal PSI GA nimmt ab. selbst wenn das Signal PSIG im wesentlichen konstant bleibt. Wenn das Signal PSIGA über den Ansprechwert abnimmt, kann dayon ausgegangen werden, daß eine nicht mehr akzeptable Abweichung der Schleifscheibenfläche vorliegt und daß einer der intermittierenden Abrichtvorgänge ausgelöst werden muß.

Zu diesem Zweck wird das Signal PSIGA dem invertierenden Eingang des Hochleistungsoperationsverstärkers 365 (Figur 26) zugeführt, der als Komperator wirkt. Ein Ansprechsignal TH wird von einem eingestellten Potentiometer 366 dem nichtinvertierenden Eingang zugeführt. Während die Schleifscheibe das Bauteil 24· schleift und das Abrichtelement 50 mit Abstand nachfolgt (Figuren 20 und 25), ist der Verstärker-Ausgang auf einem niedrigen Signalpegel, da PSIGA größer als TH ist. Wenn jedoch der innere Winkel 363 abgerundet wird und das Signal PSIGA unterhalb TH fällt, schwingt der Ausgang des Verstärkers 365 hoch, wodurch ein Ausgangssignal auf hohem Signalpegel von einem UND-Gatter 368 erzeugt wird, welches durch das Q0-Signal gemäß Figur 22B aktiviert wird. Die positiv werdende Spannungsflanke des Gatters 368 triggert einen monostabilen Multivibrator 369, der dann einen kurzen Impuls erzeugt, welcher das Signal STP bildet, das dem Zähler 290 in Figur 22B zugeführt wird.

In der Anordnung der Figur 26 (zusammen mit Figur 22B) wird daher ein_ter der zeitlich beabstandeten Atrichtvorgänge jedes Mal dann ausgelöst, wenn die Schleifscheibenform in einem

- 165 -

vorbestimmten Maße abweicht. Dies kann beispielsweise drei- oder viermal während einer längeren Zeitspanne der Pail sein, während der das Grobschleifen am Werkstück durchgeführt wird. !Natürlich kann anstelle der Abfühlung des Werkstückes mit einem elektromagnetischen Meßfühler 40a, 41a (Figur 25), dessen Signal als Anzeiger dafür genommen wird, daß die Schleifscheibenfläche die gewünschte Form nicht mehr aufweist, ein pneumatisches oder ein anderes Meßgerät verwendet werden, welches eingesetzt wird, um die Schleifscheibenfläche direkt abzutasten. Ein derartiges Meßinstrument sollte so angeordnet werden, daß der Teil der Schleifscheibenfläche, der am schnellsten abgenutzt wird, bzw. seine Form als Folge des Schleifverganges verliert, zuerst festgestellt wird.

Steuerung von SGE beim Schleifen mittels Veränderung der Parameter des gleichzeitigen Abrichtvorganges

In den obengenannten älteren Patenten ist erläutert, daß der Grad der Schärfe einer Schleifscheibe - über ein längeres Schleifintervall - durch eine Selbstkorrekturwirkung aufrechterhalten werden kann, wenn das Schleifverhältnis SGE (wie oben definiert) innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches oder auf einem gewünschten Sollwert gehalten wird. Tatsächlich kann durch Einstellung des SGE-Verhältnisses auf einen relativ geringen Wert beim Grobschleifen, die Schleifscheibe sehr scharf gehalten werden (auf Kosten einer größeren Schleifscheiben-Abnutzungsgeschwindigkeit W¹, die in den meisten Fällen durch erhöhte Produktivität mehr als ausgeglichen werden). Und durch Einstellung des SGE-Verhältnisses auf einen relativ hohen Wert, wird die Schleifscheibe für das Feinschleifen abgestumpft, um mit derselben Schleif-

- 166 -

όΖ I

scheibe ein glatteres Oberflächenfinish zu erzielen. Die älteren Patente lehren, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifens oder die Relativ-Vorschubrate der Schleifscheibe und des Werkstückes korrigierend eingestellt werden können, um SGE auf einem bestimmten Wert zu halten.

Die Steuerung von SGE vermeidet jedoch nicht das Problem, daß die Schleifscheibenfläche ihre Form oder Gestalt verliert; und daher besteht beim Schleifen gemäß dem vorteilhaften SGE-Verfahren der älteren Patente noch die Notwendigkeit, periodisch (,oder kontinuierlich) die gewünschten Sohleifscheibenform der Schleifscheibenfläche wiederherzustellen (oder aufrechtzuerhalten). Dieses Erfordernis ist besonders kritisch kurz vor Beginn des Endschliffes und dem Ausbrennen, da eine Schleifscheibe, die nicht mehr die richtige Form aufweist, dem feingeschliffenen Werkstück nicht die richtige Form gibt.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung kann das SGE-Verhältnis des Sohleifvorganges im Schleifscheiben/Werkstückszwischenbereich gesteuert werden (,so daß SGE in einen vorgewählten Bereich fällt oder einem vorbestimmten aber veränderlichen Sollwert entspricht), indem die Parameter oder Bedingungen gesteuert werden, durch welche ein gleichzeitiger Abricht- oder Schleifscheibenkonditioniervorgang im Schleifscheiben-Elementzwischenbereich ausgeführt wird.

Um ein Beispiel von zahlreichen möglichen Ausgestaltungen dieses Verfahrens und der Vorrichtung im einzelnen zu beschreiben, wird auf Figur 17 in Verbindung mit !Figur 27 Bezug genommen. Wie bereits früher bemerkt, ist Figur 17 in Verbindung mit Figur 1 zu sehen. Die erstere gibt eine schematische Ansicht von Schleifmaschinen-Bauteilen, wobei

- 167 -

(i) die Schleifscheibe 20 nach links in Schuf kontakt mit einem Werkstück 24 vorgeschoben wird, um eine Schieifwirkung im Schleifscheiben/Werkstückzwischenbereich zu erzeugen, und wobei (ii) gleichzeitig das Abricht- oder Konditionierelement 50 nach links in Schleifkontakt mit der Schleifscheibe geschoben wird, um eine Abricht- oder Konditionierwirkung im Schleifscheiben/Elementzwischenbereich zu erzielen.

Es sei zunächst angemerkt, daß bei der Ausgestaltung gemäß Figur 17 kein Abrichtelementmeßgerät (wie 65, 66 in Figur 1) erforderlich ist. Die Gleichungen (25) bis (30) sind anwendbar und eine Werkstücksabfühleinrichtung 50, 41 wird angewendet.

Das SGE-Verhältnis des Schieifvorganges im Arbeitszwischenbereich ist das Verhältnis der in (i) Leistung PWR , die für

diesen Vorgang aufgebracht wird, zu (ii) der volumetrischen Geschwindigkeit M¹ der Materialabnahme vom Werkstück 24. Dies wird wie folgt ausgedrückt:

PWR
SGE=V^ (44)

Die für den SohleifVorgang aufgebrachte Leistung PWR (aus den oben erklärten Gründen) ist die Summe (i) aus PWR für den Drehantrieb des Werkstückes 24 und (ii) ein Anteil PWR^ von PWR für den Drehantrieb der Schleifscheibe. D.h. die gesamte Schleifscheibenleistung PWR kann gemäß Gleichung (18) aus den Signalen TOR^ und ^ _w des Wandlers 35 und des Geschwindigkeitmessers 36 (Figur 1) bestimmt werden; der Anteil dieser Gesamtleistung,'der in den Schleifzwischenbereich geht, ist jedoch aus den Drehmomentwandler-Signalen nicht direkt berechenbar. Es sei jedoch angemerkt, daß im

- 168 -

SchleifZwischenbereich die Tangetialkraft IOR,- (,Figur 17) ι die von der SohleifScheibenfläche auf das Werkstück 24 aufgebracht wird, gleich und entgegengesetzt der Tangentialkraft I¹OE.. ist, die vom Werkstück 24 auf die Schleifscheibe wirkt (solange keine Beschleunigungen vorhanden sind). Da das Drehmoment TOR vom Wandler 38 signalisiert wird (Figur 1) und die Radii R und R aus den Gleichungen (27) und

w ρ

(29) berechenbar sind, ist es möglich, das Drehmoment SOR , welches vom Schleifscheibenmotor WIi am Schleifzwischenbereich aufgebracht wird (und welches nur ein Teil des Drehmomentes TOR ist) auszudrücken. Es kann daher geschrieben werden:

= IOR₄ · (45)

. R_w = TOR_wg (46)

₄ . R_p = TOR_p (47)

Durch Einsetzen von (45) und (47) erhält man

■p

TOR^ = TOR_p . g* (48)

Die über die Schleifscheibe 50 dem Schleifbereich zugeführte Schleifleistung PWR_wg. kann nun geschrieben werden

^PWRwg ^{= 2/T}·
und durchEin'.setzen von (48) ergibt sich

_wg=2/7-. TOR_wg . _w

Da der Motor PM das Werkstück 24 antreibt, ist die Gesamtleistung PWR , die im Sohleifbereich verbraucht wird (zur Entfernung des Materials vom Werkstück und der Schleif-

- 169 -

scheibe und infolge Wärmeerzeugung durch Reibung)

PWR_p (51)

Da jedoch

= 2// . TOR^ . CJ ist, (52)

& pp.

wird durch Einsetzen (49) und (52) in (51)

PWR_g = 2/7". ü:OR_p [O_w . ^K ₊Oj (53)

_{g p} [_w ^

Fm das SGE-Verhältnis gemäß Gleichung (44) zu bestimmen, kann man in Analogie zur Gleichung (8) für die Materialent fernungsgeschwindigkeit W¹ an der Schleifscheibe eine Glei chung für die Materialentfernungsgeschwindigkeit am Werkstück schreiben

M' = 277. L . R_p. R'_p (54)

und durch Einsetzen von (53) und (54) in (44) wird SGE aus gedrückt als

. PWR_£
SGE =-

- 170 -

32 Ί 0559

- -TfO -

Wenn R , R und R' in C55) durch Einsetzen von (27), (25)

Wp ρ
und (26) ersetzt werden, wird daraus

- PWRcr

SGE «= ^e =

TOR ^

M¹ L- Pp_S · Fps

(56)

Bei der Durchführung des Verfahrens zum Steuern von SGB mittels Einstellung der Parameter im Abrichtzwischenbereich kann ein Steuersystem 71J, wie es in Figur 27 gezeigt ist (in Verbindung mit den Figuren 1 und 17), verwendet werden. Wie oben erwähnt, wird die Schleifscheibe nach links bewegt, um einem Schleifvorgang am Werkstück 24 auszuführen und das Element 50 wird nach links geführt, um gleichzeitig einen Abricht- oder Konditioniervorgang an der Schleifscheibe zu erzeugen. Um diese Bewegungen und die Relativ-Schleifberührungen im Schleif- und Abrichtzwischenbereich durchzuführen, steuern drei Servo-R_egelkreise 220, 221, 222 die Motoren PM, WM und TPM, um die Variablen Cu _p, CD^₉ Fi¹S in dichter Übereinstimmung mit vorgewählten aber einstellbaren Sollwerten zu halten. Diese Servokreise 220, 221, 222 sind identisch denen, die in Figur 18 dargestellt sind und werden daher nicht nochmals beschrieben. Darüber hinaus sind die Bauelemente 230 bis 232 in Pigur 27 gleich denen, die bezüglich der Figur 18 beschrieben wurden und sie dienen dazu, die Schleifscheiben-Vorschubgeschwindigkeit F_ws automatisch so einzustellen, daß die- Schleifgeschwindigkeit GR (.Verminderungsgeschwindigkeit, des Werkstückes R'_p = F_pg) auf dem gewählten eingestellten Wert zu halten.

- 171 -

- JJ74. -

Es ist dafür gesorgt, daß die Geschwindigkeit 4_7+_e des Abrichtelementes automatisch verändert wird, um das tatsächliche SGE-Verhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereiches oder auf einem vorbestimmten Sollwert SGEz, zu halten. Es ist hier nur die Sollwert-Variante beschrieben, da sie genauer ist. Wie in Figur 27 dargestellt ist, werden die Signale P und P einer Summierschaltung 400 zugeführt, um ein Signal zu erzeugen, das dem Radius R entspricht; dieses Signal wird in einer geeigneten Schaltung 401 durch das Signal R dividiert; das Quotientensignal R_w/R wird dann bei 402 mit dem SignalCJ_W multipliziert, um ein Produktsignal zu erzeugen, das dem ersten Ausdruck (der Gleichung (55) entspricht. Zu diesem Zweck addiert eine Summierschaltung 404 das Signal Cd und die Summe wird in einem Multiplizierglied 405 multipliziert, dessen Ausgangssignal daher wie der Zähler der Gleichung (55) variiert. Die Signale R¹ und R werden bei 406 multipliziert und einem Verstärker 408 zugeführt, der eine Verstärkung (die mittels eines Rheostaten 409 einstellbar ist) aufweist, entsprechend der axialen Länge L des Schleifbereiches. Der Ausgang des Verstärkers 408 ist daher entsprechend dem Kenner der Gleichung (55) variabel und wird einem Dividierglied 410 zugeführt, das auch die Ausgangssignale eines Multipliziergliedes 405 empfängt. Der Quotient ist ein Signal SGE, das in Übereinstimmung mit dem spezifischen Sohleifenergieverhältnis des SohleifVorganges variabel ist.

Der gewünschte Wert oder der Sollwert SGE, wird durch ein bestimmtes einstellbares Signal dargestellt, das von einem Potentiometer 411 gegeben wird. Das Signal SGE, wird entgegengesetzt zum-Signal SGE einer Summierschaltung 412 zugeführt, wodurch sich ein Fehlersignal SGERR ergibt, daß das Eingangs-

- 172 BAD ORIGINAL

- 132 -

signal eines PID-Servoverstärkers 414- bildet, der den Motor TM ^ der in diesem Falle als Bremse wirkt) veränderbar mit Energie versorgt, um die Geschwindigkeit CL?+ des Abrichtelementes zu steuern. Wenn die Spannung V. des Verstärkers zunimmt, nimmt das Regenerativ-Bremsmoment des Motors TM ab, so daß die Geschwindigkeit CJ'. · zunimmt« Aus Gleichung (,3) ergibt sich, daß dadurch die Relativ-Schleifoberflächengeschwindigkeit S im Abrichtbereich abnimmt.

Wenn nun die Schleifscheibe stumpfer wird, wird die Leistung PWR erhöht, da die Schleifscheibenkörner nicht mehr so wirksam Material vom Werkstück 24 abnehmen. Da in diesem Beispiel CJ und CJ konstant gehalten werden, erfordert eine stumpfere Schleifscheibe ein größeres Drehmoment von den Motoren PM und WM, so daß die verbrauchte Schleifenergie PWR sich erhöht. Dies wiederum erhöht SGE, das bei 410 (,Figur 27) signalisiert wird (siehe Gleichung 44) und dadurch das Fehlersignal SGERR (wird positiver). Die Spannung VTM erhöht sich dadurch, das am Element 50 aufgebrachte Bremsmoment nimmt ab und die Geschwindigkeit Cj+_e nimmt zu. Aus Gleichung (3) ist ersichtlich, daß dadurch die Relativgeschwindigkeit S im Abrichtzwischenbereich vermindert wird. Diese Verminderung von S erhöht aus den oben angegebenen Gründen den Bruch der Körner und des Bindemittels im Bereich Schleifscheibe/Element, so daß die Schleifscheibe automatisch wieder geschärft wird, und dadurch werden die oben beschriebenen Änderungen umgekehrt, bis SGE wieder im wesentlichen gleich dem Sollwert SGE^ ist. Diese S_elbstkorrektur erfolgt beinahe unmerklich für das menschliche Auge, nachdem SGE und SGE, gleich geworden sind {und der Verstärker 414 hält infolge seiner Integrationswirkung V. auf einem beinahe konstanten Wert, wobei der Fehler SGERR im wesentlichen

- 173 -

- abgleich Hull ist. Wenn jedoch nun der Sollwert SGE_d von einem ersten auf einen zweiten Wert gebracht wird, findet eine korrigierende Einstellung von O+_e statt, um das tatsächliche SGE-Verhältnis damit in Übereinstimmung zu bringen.

Bei den beispielsweisen Ausgestaltungen der Figuren 17 und 27 ist das STE-Verhältnis des Abrichtvorganges nicht bekannt, und sein Wert ist auch nicht von direkter Bedeutung. Es sei jedoch angemerkt, daß, wenn SGE unter den Sollwert fällt und CD^_e (wie oben erklärt) zunimmt, die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S im Abrichtbereich vermindert wird, wodurch das STE-Verhältnis, mit dem der Abrichtvorgang erfolgt, verringert wird. Es wurde gefunden, daß bei einem Werkstück, Schleifscheibe und einem Abrichtelement aus bestimmten Materialien eine allgemeine Beziehung zwischen den STE- und SGE-Verhältnissen besteht, mit dem der Abrichtvorgang erfolgt, verringert wird. Es wurde gefunden, daß bei einem Werkstück, einer Schleifscheibe und einem Abrichtelement aus bestimmten Materialien eine allgemeine Beziehung zwischen den STE- und SGE-Yerhältnissen besteht, d.h., wenn STE zunimmt oder abnimmt, das SGE-Verhältnis des Schieifvorganges ^gleichzeitig mit dem Abrichten oder unmittelbar danach) zu- oder abnimmt, selbst wenn die Beziehung nicht linear ist. Bei der Ausführung der E_rfindung in der Praxis kann jedoch eine Beziehungstabelle erstellt werden und SGE kann infolgedessen gesteuert werden, um es auf einem gewünschten Wert zu halten, indem STE, in einer Vorrichtung gemäß Pig. 18 auf einen Sollwert eingestellt wird.

Der Aufbau und der Betrieb gemäß Figuren 17 und 27 erfolgt

so, daß der tatsächliche Wert von SGE am Ausgang des Sividier- j

gliedes 410' signalisiert wird. Das ist streng genommen nicht j

erforderlich; die Steuervorrichtung kann so aufgebaut sein,

- 174 -

daß die Vorschubgeschwindigkeit F eingestellt wird, um die Entfernungsgeschwindigkeit M¹ am Werkstück konstant zu halten, d.h. der Nenner in Gleichung (55) bleibt konstant, so daß das Signal des Multipliziergliedes 405 entsprechend der Änderungen von PWR variiert und proportional zu SGE

ist. Letzteres Signal kann verwendet werden, um die Spannung V. und die Geschwindigkeit £-<*-_e zu verändern, um SGE auf einem gewünschten Einstellwert zu halten.

Um einen effektiven Betrieb der Vorrichtung, wie sie in den Figuren 17 und 27 gezeigt ist, zu gewährleisten, sollte die Vorschubgeschwindigkeit F^₃ des AbrichtSchlittens {die am Potentiometer 225 eingestellt wird) so gewählt werden, daß sie hinreichend größer ist als die Verminderungsgeschwindigkeit R des Schleifscheibenradius aufgrund der Schleifwirkung. Dadurch wird (.wie bezüglich der Figuren 17 und 18 erwähnt), verhindert, daß das Abrichtelement aus Kontakt mit der Schleifscheibenfläche kommt, natürlich können auch die anderen Vorgehensweisen, wie sie bezüglich der Figuren 17 und 18 beschrieben wurden, auch bei der Vorrichtung gemäß Figur 17 und 27 angewandt werden, um dies zu verhindern.

Bei der Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung, wie sie in den Figuren 1, 17 und 27 dargestellt sind, wird, nachdem das Schleifen und gleichzeitig das Abrichten begonnen wurde, wenn das Sollwertsignal SGE^ für das Grobschleifen niedrig eingestellt ist (z. Bsp. etwa 7,0 bis 4,0 HP/ in.Vmin. (.0,42 bis 0,24 PS/cm⁵/min.)), die Sohleifseheibenflache während eines langen Grobschleifintervalles mit relativ hoher Schleifgeschwindigkeit GR scharf gehalten und behält auch ihre Form bei. Das Sollwertsignal SGE, kann jedoch von Hand oder automatisch von Zeit zu Zeit wieder eingestellt werden, um die Schärfe der Schleifscheibenflä-

- 175 -

ehe zu verändern. Wie "beschrieben, führt eine Erhöhung oder Verringerung von SGE^ zu einer Erhöhung oder einer Verringerung von STE. Durch Änderung von SGE. wird daher das oben "beschriebene "Schärfegrad"-Verfahren praktiziert. Wenn man SGE^ entweder kontinuierlich oder schrittweise von einem anfänglichen niedrigen Wert oder Bereich zu einem nach und nach höheren Wert oder Bereich ändert, kann die Schleifscheibenfläche von einem scharfen Zustand während des anfänglichen Grobschleifens in einen stumpferen Zustand für das nachfolgende Peinschleifen gebracht werden, um eine Endschleiffläche zu erzeugen, die die gewünschte Glätte aufweist.

natürlich ist es für das in Figur 27 dargestellte Verfahren nicht wesentlich, daß das Element 50 die Schleifscheibe 20 während der gesamten Zeitspanne berührt, während der die Schleifscheibe ein bestimmtes Werkstück schleift. Es kann auch Anwendungen geben, daß das Schleifen des Werkstückes fortgesetzt wird, wobei das Element 50 tatsächlich außer Berührung gebracht und der Kontakt dann wiederhergestellt wird, so daß eine intermittierende Abrichtaktion erfolgt, die dennoch gleichzeitig mit dem Schleifen ausgeführt wird, wobei jedoch SGE während jedes der intermittierenden Intervalle gesteuert wird. Das für das Abrichtelement gewählte Material kann bei der Anwendung gemäß Figuren 17 und 27 in eine der Klassen I, II oder III fallen, und das Element kann daher sogar ein zuvor fertiggestelltes Werkstück sein, das mit dem zu schleifenden Werkstück identisch ist.

Schließlich sei angemerkt, daß eine spezielle Steuervorrichtung, die sich von der in Figur 27 unterscheidet, verwendet werden kann, um SGE in einem vorbestimmten Bereich oder auf einem Sollwert zu halten, indem die Parameter des Vorganges im Abrichtzwischenbereich verändert werden. Die Vor-

- 176 -

- 2fr - - iso "

richtung und die Verfahrensschritte, mittels derer oder I¹+ korrigierend eingestellt werden (,anders als , ) können angewendet werden und es können tatsächlich zwei oder mehrere dieser Variablen eingestellt werden, um SGE gleich SG-E, zu halten. Mit anderen Worten stellen die Figuren 17 und 27 nur ein Beispiel eines allgemeineren Verfahrens dar, das ausgeführt werden kann, indem gemeinsam die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgesohwindigkeit des Schleifkontaktes am Abrichtelement eingerichtet werden, um das SGE-Verhältnis des Sohleifvorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten. Diese gemeinsame Steuerung wird durch einen oder beide einer Gruppe zweier korrigierender Vorgänge bewirkt, wenn SGE (i) über den Bereich ansteigt oder (ii) unter den Bereich abfällt: Der erste Vorgang umfaßt Ci) das Vermindern oder (ii) das Erhöhen der Relativ-Oberflächenge schwindigkeit der Schleifberührung zwischen der Schleifscheibe 20 und Abrichtelement 50; und der zweite Vorgang umfaß (,i) das Erhöhen oder Verringern der Relativ-Vorschubgeschwindigkeit dieses Schleifkontaktes. Näherungen, die gewisse veränderliche Größen nicht berücksichtigen ("beispielsweise R , R, oder PWR , wie oben erläutert), können zugrundegelegt werden, wenn eine genaue Steuerung von SGE nicht erforderlich ist und wenn SGE irgendeinen Wert innerhalb eines Bereiches annehmen kann, um zu den gewünschten Ergebnissen zu gelangen.

Vorteile beim Schleifen von "dünnen»-Werkstücken

Zu Beschreibungszwecken sei angenommen, daß das Werkstück 24-in den Figuren 1 und 27 ein rohrf örmiges oder hohles zylindrisches Teil mit Wänden geringer Dicke sei, oder daß es stabförmig ist, mit einem geringen Durchmesser und einer relativ großen Länge. Derartige Werkstücke werden hier "dünn" ge-

- 177 -

nannt, als kurze Bezeichnung dafür, daß ihnen eine ausreichende strukturelle Starrheit fehlt, um wesentlichen Kräften zu widerstehen, wie sie "beim Schleifen normalerweise auftreten, ohne dauernd verbogen und deformiert oder zerbrochen zu werden. Die Verformung eines dünnen Werkstückes kann dieses zumindest in den Größenabmessungen ungenau machen und ein Rattern im Schleifbereich hervorrufen. Die Kosten und die Langwierigkeit des Schleifens derartiger dünner Werkstücke stellte die SchleifIndustrie vor Probleme, da die Vorschubkräfte sehr klein gehalten werden mußten, um fertiggeschliffene Teile gewünschter Endabmessungen und frei von metallurgischen Beschädigungen zu erhalten. D.h. die Schleifrate GR und die Vorschubgeschwindigkeit des Schleifscheibenschlittens mußten klein gehalten werden. Infolgedessen hat die Industrie beim Schleifen derartiger dünner Werkstücke Zuflucht genommen zu "weichen Schleifscheiben",geringen Schleifgeschwindigkeiten und geringen Oberflächengeschwindigkeiten. Dadurch wurde die Produktivität verringert. Wenn höhere Oberflächengeschwindigkeiten angewandt wurden, stumpften die Schleifscheibenflächen schnell ab und die in den Schleifbereich eingebrachte Energie wurde hauptsächlich in Reihung und Wärme umgewandelt, was zu metallurgischem Ausbrennen führte. Eine hohe Ausschußrate bei Werkstücken dieses Typs war daher die Folge.

In großem Ausmaße hat das Verfahren der SGE-Steuerung, wie es in den oben beschriebenen Patenten offenbart ist, ein automatisches Selbstschärfen der Schleifscheiben ermöglicht, so daß ein Grobschleifen mit hohen Schleifgeschwindigkeiten GR ohne Schleifscheibenabstumpfung, ohne Erhöhung der Schleifenergie und ohne daß soviel Energie in Reibung und Wärme umgewandelt wird, daß eine metallurgische Beschädigung {Ausbrennen) auftritt, erfolgen kann. Aber bei der Ausführung

- 178 -

-Jjs -

der Verfahren der älteren Patente "beim Schleifen dünner Werkstücke sind die Bereiche der Schleifenergie und der Metallentfernungsgeschwindigkeiten, wie sie für das Selbstschärfen der Schleifscheibe ohne übermäßige Kräfte am Werkstück erforderlich sind, manchmal mit den an einer gegebenen Schleifmaschine vorhandenen Standardausrüstungen nicht erreichbar. Und da das Abrichten der Schleifscheibenfläche mitteis eines Abrichtelernentes erfolgen muß, selbst wenn die Verfahren der älteren Patente angewandt werden, ermöglicht das hier offenbarte Verfahren hohe Vorschubgeschwindigkeiten im Abrichtzwischenbereich, als einen schnellen Weg, um SGE niedrig {und die Schleifscheibe scharf) zu halten, selbst wenn die Zustellkräfte im Schleifbereich bei einem dünnen Werkstück innerhalb tolerierbarer Grenzen gehalten werden.

Die hier offenbarte und beanspruchte Erfindung eröffnet einen Weg, um dünne Werkstücke mit geringen Kosten, höherer Produktivität und bei vermindertem Rattern zu schleifen. Um die Vorrichtung, wie sie beispielsweise in den Figuren 17 und 18 oder 17 und 27 angegeben ist, gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren zu verwenden, ermöglicht es die Erfindung, große Materialmengen von dünnen Werkstücken grob zu schleifen, ein Endoberflächenfinish der gewünschten Glätte zu regeln und zu erhalten und ein Metallausbrennen zu vermeiden, wobei eine einzige Schleifscheibe sowohl für das Grob- als auch für das Peinschleifen verwendet wird.

Dieses überraschende Ergebnis ergibt sich aus der latsache, daß gemäß Figuren 17 und 18 das SGE des SohleifVorganges im Zwischenbereich Schleifscheibe/Werkstück auf einem relativ niedrigen Wert gehalten werden kann. Das SGE-Verhält-

- 179 -

nis kann infolge Korn- und Bindemittelbruch im Schleifbereich nicht niedrig gehalten werden, da das dünne Werkstück den Schleifscheibenvorschubkräften nicht hinreichend widersteht, um einen derartigen Korn- und Bindemittelbrach zu erzeugen. In Figur 27 kann jedoch die Relatir-Oberflächenge schwindigke it und der Relatiworschub des Abrichtkontaktes so eingerichtet werden (und mit ausreichender Zustellkraft), daß im Abrichtbereich ein Korn- und Bindemittelbruch auftritt, weil ein niedriger Sollwert SGE _d ein niedriges SGE bewirkt und das Grobschleifen des Werkstückes infolge der Schärfe der Schleifscheibe mit einer relativ hohen Schleifgeschwindigkeit GR bei geringem auf das Werkstück wirkenden Kräften ausgeführt werden kann. Insbesondere wird in den Figuren 17 und 27 die Abrichtvorschubgeschwindigkeit S. konstant gemacht und die Geschwindigkeit CJ+ wird automatisch eingestellt, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S_r zu verändern, wobei jedoch die Abrichtvorschubgeschwindigkeit F. automatisch variabel eingestellt werden kann.

Der synergistische Vorteil des schnellen Grobschleifens dünner Werkstücke auf diese Art liegt in der Tatsache, daß Wärme und ein metallurgisches Ausbrennen des Werkstückes vermieden werden, wie auch hohe Kräfte, die das Werkstück deformieren oder zerbrechen könnten, wobei die gemeinsame Steuerung der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit im Abrichtbereich (um ein niedriges SGE zu erzielen) ein niedriges STE aufweisen kann, das durch eine relativ niedrige Abrichtvorschubgeschwindigkeit F. erzeugt wird, so daß die volumetrische und radiale Abnutzungsgeschwindigkeit (TE¹ und R'+g) ^i Abrichtelement 50

- 180 -

niedrig ist. Dadurch kann ein einziges Abrichtelement 50 (selbst wenn es aus Stahl wie M2 oder 1050 besteht) eine lange Lebensdauer haben und kann während des Schleifens einer großen Anzahl dünner Werkstücke eingesetzt werden, bevor es abgenutzt ist und ersetzt werden muß. Wenn bei der Arbeitsweise gemäß Figuren 17 und 27 beim Schleifen dünner Werkstücke das Abrichtelement 50 eine Diamantsplitter-Abrichtrolle ist, ist deren Lebensdauer, aus den oben beschriebenen Gründen, praktisch unendlich groß.

Natürlich kann beim Schleifen dünner Werkstücke gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der Figuren 17 und 27» der Sollwert SGE, zu Beginn eines End-Kurzfinishschleifintervalls erhöht werden, wodurch die Schleifscheibe stumpf wird und ein Oberflächenfinish am Werkstück ermöglicht, dessen Glätte im wesentlichen proportional zum höheren Wert des gewählten SGE_d. ist.

Das Verfahren und die Vorrichtung, die unter Bezugnahme auf Figur 17 und 18 beschrieben wurden, können auch mit denselben Vorteilen beim Schleifen dünner Werkstücke angewandt werden. Zum Grobschleifen mit einer relativ hohen Schleifgeschwindigkeit GR wird der Einstellwert STE^ niedrig gewählt, beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 0,05 HP/in, /min. (.0,006 bis 0,003 PS/cmV^in.), ohne Rücksicht auf das tatsächliche SGE-Verhältnis an der Werkstücksoberfläche, führt der sich ergebende niedrige STE-Wert (der durch gemeinsame Steuerung der Abricht-Oberflächengeschwindigkeit S und der Vorschubgeschwindigkeit F. erhalten wird) zu einer scharfen Schleifscheibe. Das Schleifen wird daher ohne Ausbrennbeschädigungen an der Werkstücksoberfläche und mit einer nied-

rigen volumetrischen und radialen Abnutzungsgeschwindigkeit am'Abrichtelement 50 fortgesetzt, wobei jedoch keine hohen

- 181 -

- 2ss^m

VorSchubkräfte auf das Werkstück wirken und demzufolge keine Deformationen "bzw. kein Bruch auftritt. Dasselbe synergistische Ergebnis wird so erhalten.

Und beim Feinschleifen mit derselben Schleifscheibe kann der Sollwert STE. so erhöht werden, daß die Schleifscheibe abstumpft und die gewünschte Oberflächenendglätte erreicht wird.

Es sei angemerkt, daß die automatische Einstellung von O te, wie in den Figuren 17 und 18 dargestellt, nicht der einzige Weg ist, auf dem STE gesteuert werden kann. Die Schleifscheibengeschwindigkeit O oder die Abrichtvorschubgeschwindigkeit F^₃ - oder jede Kombination dieser drei Variablen können variiert werden, um STE gleich STE^ zu halten.

Tatsächlich braucht aus den oben angegebenen Gründen der STE-Wert nicht bekannt oder tatsächlich gesteuert zu werden,um ein dünnes Werkstück mit den hier angegebenen Vorteilen zu schleifen. Während das Schleifen am Werkstück fortgesetzt wird, kann das Abrichtelement in Schleifkontakt mit der Schleifscheibe gebracht werden (Figur 17), wobei die Schleifscheiben/Abrichtelement-Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S und die Abrichtvorschubrate gemeinsam gesteuert werden, um das Verhältnis W'/EE¹ größer als 1,0 (für die Klassen I oder II) oder die Geschwindigkeit S_r geringer als 3000 f.p.m. (915 m/min.) (Klasse III) zu machen. Die Schleifscheibe wird nicht nur abgerichtet, sondern auch scharf gehalten, und es wird ein schnelles Schleifen ohne zerstörende Kräfte am Werkstück ermöglicht.

- 182 -

- -res -256 *

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Schleifscheiben- und Werkstücksradius trotz Abnutzung, mit einem einfachen Meßsystem«

In den Figuren 1 und 17 (in Verbindung mit den Figuren 18 oder 27) ist eine Anordnung zum Abrichten oder Konditionieren einer Schleifscheibe während des Schleifens dargestellt, wobei entweder das STE oder SGE automatisch gesteuert wird. Wie weiter oben beschrieben, können derartige Verfahren im Rahmen der hier beschriebenen Lehre auch ausgeführt werden, indem das TR-Verhältnis gesteuert wird, während gleichzeitig der Schleif- und der Abrichtvorgang ausgeführt werden. In Figur 17 in Verbindung mit den Figuren 18 oder 27 ist davon ausgegangen, daß ein Meßinstrument 40 zum Messen eines in Arbeit befindlichen Werkstückes einen elektromagnetischen Meßfühler 41 (bekannten Aufbaus) aufweist; und wie bezüglich Figur 1 beschrieben ist, ist dieser Meßfühler 41 auf einem Schlitten PS angebracht, der von einem Hilfsregelkreis einschließlich eines Motors PFM gesteuert wird, um den Abstand CI konstant zu halten, wenn der Radius R sich ändert. Dies erfolgt, weil der "Abfühlbereich" des elektromagnetischen Meßfühlers 41 und der zugehörigen Schaltungen sehr begrenzt ist (,beispielsweise 0,001 " bis 0,030'^!). Wenn der Werkstückradius in einem beträchtlichen Maße abgeschliffen werden muß, wäre der Meßfühler 41 nicht in der Lage, den Werkstücksradius R genau zu signalisieren, wenn er nicht der Werkstücksoberfläche nachfolgte.

Die hier zum gleichzeitigen Schleifen und Abrichten offenbarten Verfahren .und Vorrichtungen führen zu einem weiteren überraschenden Vorteil. Dieser ist darin zu sehen, daß der Radius R der Schleifscheibe (,trotz der Schleif sehe ibenabnutzung) und der Radius R des Werkstückes kontinuierlich

- 183 -

-2S7'

bekannt sein und bestimmt werden können, selbst wenn das Bauteil in beträchtlichem Maße, beispielsweise 1 cm oder mehr abgeschliffen wird, ohne daß eine "Nachfolge"-Regelung mit einem dazugehörigen Meßgerät zum Messen eines in Arbeit befindlichen Werkstückes erforderlich ist; dies wird durch ein einfaches Meßgerät mit begrenztem Wirkungsbereich zum Abfühlen des Abrichtelementes ermöglicht, das keine nachfolgende Regelung erforderlich macht· Dies wird durch die Tatsache ermöglicht, daß bei bestimmten, hier offenbarten Abrichtverfahren, die Abnutzung bzw. Radiusverminderung des Abrichtelementes über eine längere Abrichtperiode sehr klein ist, so daß ein das Abrichtelement abfühlendes Meßgerät mit beschränktem Meßbereich die notwendigen Signalinformationen ohne Haohfolgeregelung liefern kann, selbst wenn der Werkstücksradius um einen Betrag vermindert wird, der größer ist als dieser begrenzte Bereich.

Um dies besser verständlich zu machen, ist in Figur 28 eine vereinfachte Version der Figur 1 dargestellt, die durch das Fehlen des Meßfühlers 41, der Meßschaltungen 40, des Meßschlittens PS und der Bauteile 47, 45, 44, PFM usw. des Meßregelkreises gekennzeichnet ist. Im Gegensatz zu Figur 17 ist in Figur 28 ein Abrichtelement-Meßgerät 65 dargestellt, dessen Meßfühler 66 am Abrichtschlitten TS angebracht ist. Dieser Meßfühler braucht der Oberfläche des Abrichtelementes 50 nicht mittels eines Servoschlittenvorganges zu folgen, da der Radius R^_e sich nicht wesentlich vermindert, wenn ein oder mehrere Werkstücke geschliffen werden, um eine beträchtliche Materialmenge zu entfernen. Wenn beispielsweise der Meßfühler 66 mittels des Signals -Δ R den Abstand Δ RG- genau messen und darstellen kann, wenn dieser zwischen 0,001'· und 0,030'' variiert, so bleiben die Signale R^₈ und R¹^₆

- 184 -

(,die auf die weiter oben "bezüglich. Figur 1 beschriebene Weise erzeugt werden) selbst dann gültig, wenn das Werkstück intensiv geschliffen wird, um seinen Radius zu reduzieren und der SchleifScheibenradius beträchtlich abnimmt. Wenn beispielsweise nach der Installierung eines neuen Abrichtelementes I und eventuellen mechanischen Einstellen des Meßfühlers 66) der Abstand RG 0p02'« (O£05 _cm) ±₃^_f w±_Ti das Element 50 gemessen und ein Anfangsradius R^ gefunden, wonach das Potentiometer 68 eingestellt wird, so daß die Spannung R. einen Wert von R. + 0,002·· CR. + 0,005 cm) darstellt. Das Signal R. . = Ε.-ΔΕ stellt dann zu Beginn R. dar und fällt, wenn der Radius des Elementes abnimmt (undAR zunimmt), um 0,028·' (0,07 cm). D.h. daß, wenn das Abrichtverhältnis TR als das Verhältnis der Radiusverminderungen betrachtet und mit beispielsweise 50 angenommen wird, von der Schleifscheibe 1,4'· (3,6 cm) vom Radius entfernt werden können, bevor eine mechanische Neueinstellung und ein neuer Anfang erforderlich sind.

Figuren 1, 28 und 29

Das Meßgerät 65, 66, zusammen mit dem Stellungssensor 29· und dem Signal P. ermöglichen es, den Schleifscheibenradius R (Figur 28) in jedem Augenblick indirekt zu bestimmen, trotz der Tatsache, daß eine Schleifscheibenabnutzung R auftritt. Aus den Dimensionsangaben der Figur 28 ist ersichtlich, daß

\ = ^Pts - ^Rte t⁵⁷>

Des weiteren kann der Werkstücksradius R indirekt in jedem Augenblick aus der Beziehung

^Rp - ^Pws - ^Rw = ^Pws - ^Pts ⁺ *te 158).

- 185 -

- 1"85 -

gefunden werden.

Die Erfindung ermöglicht es somit, immer die Werte der Radii R und R zu finden, trotz der Tatsache, daß diese sich ändern, wahrscheinlich innerhalb eines weiten Bereiches und nicht direkt abgefühlt werden.

Bei dem gleichzeitigen Abricht- und Schleif Vorgang, wie er in Figur 28 dargestellt ist, ist es immer möglich, die Geschwindigkeiten der Radiusverminderungen R' und R' ' indirekt

w ρ

zu "bestimmen. Zu diesem Zweck wird eine YorSchuhgeschwindigkeit des Abrichtschlittens ]?. gewählt, die oberhalb des Bereiches der Radiusverminderungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe liegt, welche infolge Abnutzung der Schleifscheibe im Schleifbereich auftritt; oder anders gesagt, die Geschwindigkeit I\j._s wird hinreichend groß gemacht, so daß der Abrichtvorgang und nicht der SohleifVorgang die Geschwindigkeit R' der Schleifscheiben-Radiusverminderung bestimmt. Dann wird die Zustellgeschwindigkeit des Schleifscheibenschlittens so eingerichtet, daß sie gleich der gewünschten Schleifgeschwindig— keit GR = R¹ ^ zusätzlich der Schleifscheiben-rAbnutzungsgeschwindigkeit R'_w» die im Abrichtbereich auftritt, ist. D.h., die Yorschubgeschwindigkeit 3? des Schleifscheiben-Schlittens wird automatisch variiert und gesteuert, so daß

E_ws = GR + R'_w ist. (59)

Wenn jedoch der Abrichtschlitten mit einer Geschwindigkeit 3P. nach links bewegt wird und der Radius des Abrichtelementes 50 mit einer Geschwindigkeit R'+_e abnimmt (diese wird in Figur 28 direkt signalisiert), dann ist

- 186 -

^R'w = *ts - ^R'te
Setzt man .(,60) in (59) > so erhält man

*we = ^{GR + P}ts - ^R'te

Nun kann beobachtet werden, daß "bei einer Bewegung des Schleif scheibenschlittens nach links mit einer Geschwindigkeit F und bei einer Verminderung des Schleifscheibenradius mit einer Geschwindigkeit R¹ sich der Radius R vermindern muß. Die Geschwindigkeit R' dieser Verminderung ist ausdrückbar als

^Rtp = ¹¹Ws - ^Rtw
und durch Einsetzen von (60) wird daraus

*'p - ^Pws - *te ^{+ R}'te

Wenn C61) in (63) eingesetzt wird, wird eine Gleichheit erzielt, nämlich

R'_p = GR + P_te - R'_te - P_tB + R'_te = GR (64-)

wodurch bestätigt wird, daß die Schleifgeschwindigkeit GR und die Verminderungsgeschwindigkeit des Werkstücksradius identisch sind.

Um diese Beziehungen beim, gleichzeitigen Abrichten und Schlei fen zu verwenden (wie in Figur 28 dargestellt), kann ein Steuersystem 71K aufgebaut werden, wie es in Figur 29 dargestellt ist. Servoschaltungen 220, 221, 222 (die identisch denen der Figur 18 sind), werden verwendet, um die Ge-

- 187 -

-lit-

sehwindigkeiten O und CD und die Vorschubgeschwindigkeit I\ in Übereinstimmung mit den Sollwerten einzustellen, die von den Potentiometern 223, 224-, 225 vorgegeben werden.

Weiterhin wird die Schleifscheibenschlitten-Vorschubgeschwindigkeit I¹ automatisch gesteuert, um die Verminderungsgeschwindigkeit R des Werkstückradius gleich einem gewünschten oder einem Sollwert G-R ('letzterer stellt so R^f * dar) zu machen, der von einem einstellbaren Potentiometer 450 vorgegeben wird. Eine Summierschaltung 451 empfängt Signale ]?. und R+_e> um ein Ausgangssignal R' (siehe Gleichung 60) zu bilden, das in einem Summierglied 452 dem Signal GR hinzugefügt wird. Das Summierglied erzeugt ein Ausgangssignal F^, das als ein variabler "Sollwert" für die Vorschubgeschwindigkeit ! der Schleifscheibe angesehen werden kann. Ein weiteres Summierglied 454 nimmt dieses Sollwertsignal und das feed-back-Signal F auf, um ein JFehlersignal ERR^₂ zu erzeugen, das einem PID-Servoverstärker 455 zugeführt wird, der den Motor WIM speist. Dadurch wird die Vorschubgeschwindigkeit i¹ automatisch gesteuert, um die Schleifgeschwindigkeit R¹ in Übereinstimmung mit dem gewählten Sollwert GR zu bringen, wodurch das Werkstück mit einer gewünschten Radiusverminderungsgeschwindigkeit R¹ geschliffen wird, da die Schleifscheiben-Abnutzungsgeschwindigkeit R' durch den Abrichtvorgang bestimmt ist und die Schleifscheiben-Vorschubgeschwindigkeit gleich R¹

Vr

macht ist.

gleich R¹ plus der gewünschten Schleifgeschwindigkeit ge-

Vr

- 188 -

Die drei Summierglieder 45¹» 452, 454 in Figur 29 können natürlich, durch eine einzige Summierschaltung ersetzt werden, die vier Signaleingänge hat:

ERR₁₂ = GR + 3?_tB - H«_te - V„_s (65)

Da die Vorschubgesehwindigkeit F des Schleifscheibenschlittens so eingerichtet ist, daß sie einen Wert annimmt, der ERR..ρ gleich Null macht, wenn der Servokreis im Gleichgewicht ist, wird die Vorschubgeschwindigkeit wie oben angegeben, ge-.halten:

Die Verwendung einer einfachen Meßeinrichtung 65, 66 mit kleinem Meßbereich kann durch eine zusätzliche Steuereinrichtung ergänzt werden, die das SIE-Verhältnis auf einem vorgewählten, aber veränderbaren Sollwert hält. Diese Steuerung von STE hat die Wirkung und die Vorteile, wie sie schon bezüglich. Figur 18 beschrieben wurden, wird jedoch, gemäß Figur dadurch realisiert, daß von der Meßeinrichtung 65, 66 die Größe darstellende Signale ausgehen (im Gegensatz zu denen von der Werkstücksmeßeinrichtung 40,41 und ihren zugehörigen Meßfühlerschlittenservo gemäß Figuren 1 und 17).

Es sei aus der Erörterung, die zur Gleichung (29J führte, in Erinnerung gerufen, daß die Energie, die den Abrichtbereich während eines gleichzeitigen Schleif- und Abrichtvorganges zugeführt wird, nicht direkt aus den Signalen TOR und O _w bestimmbar "ist. Es ist letztlich die Gleichung (39) zu wieder-

- 189 -

holen, die auf Figur 17 anwendbar ist und in ähnlicher Weise auf die Figur 28:

Durch Einsetzen von R^ und R¹^. aus den Gleichungen (57) und (60) und unter Berücksichtigung, daß R₊^ in Figur 28 direkt signalisiert wird, wird durch Anwendung der Gleichung (39) auf Figur 28

STE - _w, L (P_ts - R_te)(^_ts - R-_te) <⁶⁶>

Um in Figur 29 (in Verbindung mit den Figuren 1 und 28) STE zu steuern, empfängt daher eine Summierschaltung 460 die Signale P^._s und R+_e> um ein Signal R zu erzeugen, wobei ein Dividierglied 461 das Signal R. dividiert. Das Quotientensignal von 461 wird in einem Multiplizierglied 462 mit dem SignalO multipliziert; das resulitierende Produktsignal wird einem Summierglied 464 zugeführt, wo das Signal ^_θ abgezogen wird. Das Differenzausgangssignal wird dann bei multipliziert, um ein Signal zu erzeugen, das den Nenner der Gleichungen (59) und (66) entspricht und das proportional PWR₊ ist.

In Figur 29 wird das Signal R'_w (von 451) bei 468 mit dem Signal R_w (von 460) multipliziert. Das Produktausgangssignal von 468 wird weiterhin in einem Verstärker 469 multipliziert, der auf eine Verstärkung L eingestellt ist, so daß das Ausgangssignal L . R^^ . R_w ist, entsprechend dem Keaner der Gleichungen (39) und (66) und proportional zur Materialentfernungsgeschwindigkeit W¹. Ein Dividierglied 470 empfängt

- 190 -

die Ausgangssignale von 465 und 469, um ein Signal STE zu erzeugen, das das STE-Verhältnis infolge des im Abrichtbereich der Figur 28 stattfindenden A"brictitvorganges darstellt. Die verbleibenden Komponenten 250, 251, 252 und IM in Figur 28 sind dieselben und haben dieselbe Punktion wie bezüglich. Figur 18 beschrieben.

Durch Verwendung lediglich eines das Abrichtelement abfühlenden Meßfühlers mit beschränktem Meßbereich, ermöglicht die Vorrichtung der Figuren 28 und 29 nicht nur die Bestimmung des Werkstückradius R und ein Schleifen mit einer gewünschten, im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit G-R, da der Schleifscheibenradius R und die Abnutzungsgeschwindigkeit R' indirekt bestimmt und verwendet werden, sondern auch ein Abrichten mit einem gewünschten TE-Verhältnis (,das von Zeit zu Zeit geändert werden kann). Durch die Wahl eines niedrigen STE-Sollwertes wird die Schleifscheibe scharf gehalten und die Abnutzungsgeschwindigkeit E¹. ist genügend niedrig, daß ein gegebenes Abrichtelement {selbst wenn es aus gehärtetem Stahl oder demselben Metall wie das Werkstück besteht) während des Sohleifens einiger Werkstücke nicht aus dem Bereich der Meßeinrichtung 65, 66 fällt.

Figuren 1, 28 und 50

Die Steuerung von SGE im Schleifbereich kann auch dadurch erfolgen, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit F und die Zustellgeschwindigkeit im Abrichtbereich gemeinsam eingerichtet und korrigierend variiert werden, wenn der Einfachmeßfühler 65, 66 der Figur 28 verwendet wird. Die Ergebnisse werden dann im wesentlichen die gleichen sein, wie bei der Vorrichtung der Figuren 17 und 27, wobei jedoch die Meßein-

- 191 -

richtung und die S te uereinriclit ungen weniger komplex und teuer sind.

Figur 30 zeigt in Verbindung mit den Figuren 1 und 28 ein System 71L zum Steuern Ton SGE auf diese Weise. Die Servoschaltungen 220, 221, 222 zur Aufrechterhaltung vorbestimmter Werte von O „» 62 und F₊_ sind dieselben, wie die bezüglich

P W uS

Figur 18 beschriebenen; und die Stellung von F , um eine gewünschte Werkstücks-Schleifgeschwindigkeit GE aufrechtzuerhalten, ist dieselbe, wie bezüglich der Figur 29 und den Gleichungen (57) bis (64) beschrieben.

Zur Steuerung von SGE ist Gleichung (55) nicht nur auf Figur 17, sondern auch auf die Figuren 28 und 30 anwendbar, und für eine schnelle Bezugnahme sei sie hier wiederholt:

SGE =

Ersetzt man H^., R und E¹ aus den Gleichungen (57), (58) und (63), so wird daraus

_WS - Pts + HteXFws " Fts + R'te)

Wie in Figur 30 dargestellt ist, wird SGE durch .Änderung der Geschwindigkeit O^_e des Abrichtelementes so gesteuert, daß es mit dem Sollwert SGE. übereinstimmt. Dies erfolgt in ähnlicher Weise wie beim Betrieb der "Vorrichtung der Figuren 17 und 27, mit der Ausnahme, daß unterschiedliche Meßsignale verwendet werden. Wie in Figur 30 dargestellt ist, erzeugt

— 192 —

eine Summier schaltung 4-80 ein Signal E (siehe Gleichung 57). Dieses wird bei 481 vom Signal P abgezogen, um ein Signal R zu erzeugen, das als Divisor einem Dividierglied 482 zugeführt wird, um ein Signal Έ. /B. zu erzeugen, das dann bei 484 mit dem Signal O_w multipliziert wird. Zum Produktsignal addiert eine Summierschaltung 485 das Signal CQ, und das E_rgebnis wird bei 486 mit dem Signal TOR multipliziert. Das Ausgangssignal des Multipliziergliedes 486 ändert sich dann wie der Zähler der Gleichung (.55) und (67) und ist proportional PWR .

In Figur 30 subtrahiert eine Summierschaltung 488 auch das Signal R¹ (Aus gangs signal des Gliedes 451) vom Signal F , um ein Signal (gemäß Gleichung 62) zu erzeugen, das R¹ darstellt. Dieses wird bei 489 mit dem Signal R. (bei 481 erzeugt) multipliziert und über einen Verstärker 490, der eine Verstärkung L aufweist, geführt. Der Verstärkerausgang ändert sich daher gemäß dem Kenner der Gleichungen (55) und (67) und ist proportional zur Werkstoffsentfernungsgeschwindigkeit M¹ am Werkstück. Das Signal von 486 wird bei 491 durch dieses Signal dividiert, um das Ist-SGE-Signal zu erzeugen. Die übrigen Komponenten 411, 412, 414 und TM in Figur 30 sind dieselben und haben dieselbe Punktion, wie bezüglich Figur beschrieben.

Durch Verwendung lediglich eines Abrichtelement-Meßfühlers 65, 66 mit begrenztem Meßbereich ermöglicht es die Vorrichtung der Figuren 28 und 30 nicht nur den Radius R des Werkstückes zu bestimmen und den Schleifvorgang mit einer bestimmten, im wesentlichen gleichbleibenden Schleifgeschwindigkeit GR auszuführen, da der Schleifscheibenradius R_w und die Ab-

- 193 -

nutzungsgeschwindigkeit R¹ direkt bestimmt und verwendet

werden; sie ermöglicht vielmenr auch, daß das Abrichten mit automatischen Einstellungen im Abrichtbereich erfolgen kann, die bewirken, daß das Schleifen mit einem gewünschten SGE-Verhältnis durchgeführt wird (welches von Zeit zu Zeit geändert werden kann). Durch Wahl eines niedrigen SGE-Sollwertes wird das S'IE-Verhältnis niedrig, obwohl es nicht notwendig bekannt ist; und infolgedessen bleibt die Schleifscheibe scharf und die Abnutzungsgeschwindigkeit R'+_e ist hinreichend niedrig, so daß ein gegebenenes Abrichtelement während des Schleifens einiger Werkstücke nicht aus dem Bereich der Meßeinrichtung 65, 66 fällt. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den Figuren 28 und 30 (wie die der Figuren 17, 18 oder 17, 27) kann mit großem Vorteil bei Schleifen dünner Werkstücke verwendet werden, wobei eine das Werkstück abfühlende Einrichtung nicht erforderlich ist.

Zusammengefaßt zeigt Figur 28 in Verbindung mit den Figuren 29 oder 30 zwei Ausgestaltungen von zahlreichen möglichen Verfahren oder Vorrichtungen, die ein gleichzeitiges Schleifen und Abrichten beinhalten, das mit Einrichtungen ausgeführt wird, die die Oberfläche oder Größe des Abrichtelementes abfühlen, ohne daß die Werkstücksoberfläche oder -größe abgefühlt werden muß. Das Abrichtelement 50 kann ein homogener Körper aus Metall oder einer Metallegierung sein; und obwohl er sich etwas abnutzt, ist die Radiusverminderung in einer bestimmten Abrichtperiode relativ gering, so daß eine Meßeinrichtung 65, 66 mit begrenztem Bereich die erforderliche Wiedergabe ermöglicht.

- 194 -

Daraus erfibt sich ein erster überraschender Vorteil.Selbst wenn der Schleifscheibenradius R unvorhersagbar um einen großen Betrag abnimmt (von beispielsweise 0,5'^f (.1,3 cm)), ermöglicht es der Abrichtelernent-Meßfühler 65, 66, daß der Schleifscheibenradius zu äeder Zeit bestimmbar ist. Durch Abfühlen der wirksamen Oberfläche des Abrichtelementes wird ein Radius-Signal R_w gleich dem Abstand P. - R, gewonnen. Die Differenz P_wg - R_w = P_ws - P^₈ + E^₈ kann dann signalisiert werden, um die Werkstücksabmessung R darzustellen, wobei P^₈ der Abstand zwischen einem Bezugspunkt 24a am Werkstück und der Schleifscheibenachse 20a ist (der vom Stellungswandler 29 signalisiert wird). Die Differenz P - R stellt so die Abmessung des Werkstückes vom Bezugspunkt 24a zur zu schleifenden W_erkstücksfläche dar (d.h. R in Figur 28).

Es ist ersichtlich, daß zur Erzeugung des Radius-Signals R der Abstand zwischen einer Referenzmarkierung 50a am Abrichtelement 50 und der Schleifscheibenachse 20a (gemessen entlang oder parallel zu einer senkrecht zur Oberfläche des Elements verlaufenden Linie durch den Abrichtkontaktpunkt) gemessen und vom Stellungswandler 58, der das Signal P^₃ erzeugt, signalisiert wird. Die Meßeinrichtung 65, 66 erzeugt ein Signal R-t-_e» das den Abstand (gemessen entlang oder parallel zu einer Linie, die senkrecht zur wirksamen Oberfläche des Abrichtelements verläuft) von der Bezugsmarkierung 50a und der wirksamen Oberfläche des Abrichtelements darstellt. Und die Differenz P, - R. wird verwendet, um den Schleifscheibenradius R darzustellen«

- 195

Ein zweiter überraschender Vorteil ergibt sich aus der Anordnung der Figur 28 in Verbindung mit den Figuren 29 oder 30. liur mit der Konditionierelement-Meßeinrichtung 65, 66 ist die Abmessung R als algebraische Summe anderer Signale verfügbar (und wird verwendet, um SGE in Figur 30 zu steuern). Daher ist es möglich, den Schleifvorgang einfach dadurch zu beenden, daß die Schleifscheibe und das Abrichtelement nach rechts zurückgeführt werden, wenn die Summe P - R = P - P+_s + R. einen speziellen Wert erreicht, der die Endgrösse des Bauteils wiedergibt. Der Stellungssensor 29 erzeugt das Signal 3?_s» das den Abstand von einem Bezugspunkt 24a auf der geschliffenen Fläche des Bauteils darstellt (gemessen entlang oder parallel einer Linie, die senkrecht zur geschliffenen Werkstücksfläche am Punkt des Schleifkontaktes verläuft.

Aus der Anordnung der Figuren 28 in Verbindung mit Figur 29 oder 30 ergibt sich noch ein weiterer Vorteil. Hur mit der Konditionierelement-Meßeinrichtung 65, 66 kann die Schleifgeschwindigkeit GR (Geschwindigkeit der Radiusverminderung des Werkstückes R¹ ) so gesteuert werden, daß sie im wesentlichen gleich.dem gewünschten Sollwert ist. Die Meßeinrichtung 65, 66 und die zugehörigen Schaltungen signalisieren die lineare Abnutzungsgeschwindigkeit (R'^) des Konditionierelements in einer Richtung parallel zur Relativ-Zustellrichtung der Schleifscheibe und des Elements, wobei der Geschwindigkeitsmesser 59 dazu dient, die Relativ-Zustellgeschwindigkeit F. zu messen und zu übertragen. Die Relativzustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes werden dann so gesteuert, daß sie eine Geschwindigkeit von GR +

F._ - R¹. ergeben, so daß das Werkstück in Zustellrichtung us Te

- 196 -

mit der gewünschten linearen Geschwindigkeit GR geschliffen wird. Dies ergibt sich trotz Änderungen des Schleifscheibenradius R , da die Ausdrücke F^₃ - R¹^₆ die Schleifscheibenabnutzungsgeschwindigkeit R¹ darstellen und kompensieren.

Ein spezielles System zum Steuern der Größe und der Geschwindigkeiten

Figur 17 betrifft in Verbindung mit den Figuren 18 oder 27 Verfahren und Vorrichtungen, bei denen eine In-Prozeß-Werkstücksmeßeinrichtung verwendet wird.

Figur 28 in Verbindung mit Figur 29 oder 30 betrifft Verfahren und Vorrichtungen, bei denen stattdessen eine InProzeß-Abrichtelement-Meßeinrichtung verwendet wird. Dadurch wird die Komplexität der Vorrichtung wesentlich vermindert.

Im Rahmen der oben offenbarten Klasse III-Abrichtverfahren schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, durch die die Schleifgröße und die Schleifgeschwindigkeit genau gesteuert werden können - trotz Abnutzung der Schleifscheibe und trotz Änderungen des Schleifscheibenradius, wobei überhaupt keine In-Prozeß-Meßeinrichtung erforderlich ist. Zunächst braucht lediglich manuell der Radius R, gemessen zu werden, dann kann mit dem gleichzeitigen Schleifen und Abrichten fortgefahren werden, wobei die Schleifgeschwindigkeit und die Werkstückendgröße wie gewünscht eingerichtet werden, wobei dennoch die Schleifscheibe automatisch scharf gehalten und ein metallurgisches Ausbrennen des Werkstückes vermieden wird.

- 197 -

Bezüglich, dieses Aspektes der Erfindung wird auf Figur 28 Bezug genommen, wobei die Bauteile 65, 66, 68, 69, 70 ganz weggelassen sind. Mit anderen Worten, sind in Figur 28 alle Meßeinrichtungen der Figur 1 entfallen. Weiterhin geht Figur 28 davon aus, daß die Schleifscheibe 20 und das Abrichtelement 50 in Klasse III, wie oben definiert, fallen. Lediglich beispielsweise sei angenommen, daß das Werkstück 24 aus 1020-Stahl, und die Schleifscheibe 20 aus Aluminiumoxid-Körnern bestehen und das Abrichtelement eine Rolle ist, die Diamantsplitter aufweist, die in einer Trägermatrix aus Wolframkarbid enthalten sind. Figur 28 mit diesen Voraussetzungen wird nachfolgend "spezielle Figur 28" genannt, da es nicht erforderlich erscheint, diese Figur mit den entfallenen Meßbauteilen zu wiederholen.

Wie vorstehend bemerkt, erfolgt bei Figur 28 der SchleifVorgang im Bereich Werkstück/Schleifscheibe mit nach links vorgeschobenem Schlitten WS und gleichzeitig der Abrichtvorgang im Bereich Schleifscheibe/Abrichtelement, wobei der Schlitten TS nach links vorgeführt wird.

Solange die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S_r des Schleifkontaktes unterhalb 3000 f.p.m. (.915 m/min.) bleibt, wird sich der Radius der Diamant-Abrichtrolle nicht merklich ändern, zumindest ändert er sich nicht während einer längeren summierten Abrichtzeit. Daher kann davon ausgegangen werden, daß der Radius R, (der zu Beginn gemessen wurde) konstant ist und daß die Radiusverminderungsgeschwindigkeit R¹. des Abrichtelementes 50 gleich Null ist.

- 198 -

-zn-

Ein sehr einfaches und zuverlässiges Steuerungsverfahren bzw· eine entsprechende Vorrichtung können mit Vorteil bei der speziellen Figur 28 verwendet werden, wobei ein geeignetes Steuersystem 71M für diesen Zweck in Figur 31 dargestellt ist.

Wie dort gezeigt, arbeiten die S.ervoschaltungen 220, 221, 222, um die Geschwindigkeiten O und £-? und die Abricht-Zustellgeschwindigkeit F^₈ auf vorgewählten Sollwerten zu halten, wie dies bereits bezüglich Figur 18 beschrieben wurde. Die Abricht-Zustellgeschwindigkeit kann beispielsweise 0,040» /min. C0,10cm/min.) betragen.

In Figur 31 (im Gegensatz zu Figuren 29 oder 30) stellt das Signal F^₅ die Verminderungsgeschwindigkeit R¹ des Schleifscheibenradius dar, da die Abnutzungsgeschwindigkeit R'+_e der Abrichtrolle gleich Null ist (siehe spezielle Figur 28). Überraschend ergibt sich der folgende einfache Ausdruck:

H'_w = *_tB (68)

Daher ist es möglich, die Verminderungsgeschwindigkeit R¹ des Werkstückes gleich einer gewünschten Schleifgeschwindigkeit GR zu machen, indem einfach der Schleifscheibenschlitten WS mit einer Geschwindigkeit 1 nach links bewegt wird, die gleich der Geschwindigkeit F^₈ des Abrichtschlittens zuzüglich der gewünschten Schleifgeschwindigkeit GR ist. Dies wird wie folgt ausgedrückt:

Und aus (68) ergibt sich:

^{1 R}'p =

- 199 -

Daher addiert eine Summierschaltung 500 in Figur 31 die Signale I¹^₈ und GR (letzteres ist ein am Potentiometer 501 eingestellter Wert), um ein variables "Sollwerf'-Signal ]?wsd zu erzeugen. Letzteres wird mit dem Ist-Vorschubgeschwindigkeitssignal 3? in einer Summierschaltung 502 ver-

WS

glichen, die ein Fehlersignal ERR-J₂ einem PID-Servoverstärker 504 zuführt, um den Motor WM veränderlich mit Energie zu versorgen. Auf diese Weise kann die tatsächliche Schlitten-Vorscbubgeschwindigkeit i¹ auf jeden gewünschten Wert gebracht werden, um- die Schleifgeschwindigkeit R^f des Werkstückes gleich dem S ollwert signal GR zu machen. Wenn ERR-J₂ = f+_a + GR- I\_TC, ist und der Fehler auf Hull gehalten wird,

uö Wo

dann ergibt sich

Zum Steuern des Abrichtvorganges und um zu gewährleisten, daß die Diamantsplitter-Rolle sich nicht abnutzt, bzw. ihr Radius nicht vermindert wird, wird die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit S im Abrichtbereich auf einem gewünschten Wert S^ gehalten (der durch Einstellung eines Potentiometers 506 vorgegeben wird), der kleiner ist als 3000 s.f.m. (915 m/min.) (und vorzugsweise in der Größenordnung von 600 bis 300 s.f.m. (183 bis 92 m/min.) liegt), wenn ein Grobschleifvorgang am Werkstück stattfindet. Da R. konstant ist, Wird der gemessene Wert vom Signal R^ dargestellt und durch einfaches Einstellen eines Potentiometers 508 erhalten. Das Signal wird in einer Summierschaltung 509 von P. abgezogen, um ein Signal zu erzeugen, das den Schleifscheibenradius R darstellt, selbst wenn dieser sich infolge Abnutzung ändert. Dieses Signal wird in einem Multiplizierglied 510

- 200 -

_ 200 —

mit CJ multipliziert. Die Signale R, und CJ), werden in einem Multiplizierglied 511 in gleicher Weise multipliziert. Die Produkte E * C3 _w und &+ · tu +_a werden in einer Summierschaltung 510 subtrahiert und die Differenz wird einem Operationsverstärker 514 zugeführt, der eine Verstärkung von 2 ^aufweist. Aus den Gleichungen (.1), (2) und (3) ist ersichtlich, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit im Abrichtbereich

) (72)

ist und daß der Ausgang des Verstärkers 514 sich entsprechend der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit im Abrichtbereich ändert. Das Signal S wird in einer Summierschaltung 515 dem SollwertSignal S , entgegenwirkend zugeführt und das resultierende Fehlersignal ERR^, wird einem PID-Servoverstärker zugeführt, der den Motor 'J?M (der in diesem Pall als Bremse Wirkt) speist. Wenn das Signal S das Signal S_rd überschreitet, wird ERR-., positiver, die Spannung V, nimmt zu, der Strom und das Bremsmoment des Motors TM nimmt ab und die Geschwindigkeit CJ^._Q nimmt zu, bis das Signal S_r wieder gleich S , ist.

Das Bestechende an dieser Anordnung ist, daß keine Meßeinrichtung erforderlich ist, um den Wert von E'+_e zu messen und zu übertragen, da dieser Null ist, und das trotz Abnutzung der Schleifscheibe die Schleifgeschwindigkeit dennoch leicht in Übereinstimmung mit dem Sollwert GR gebracht werden kann. Gleichermaßen wichtig ist die Tatsache, daß ohne Meßinstrumente und weil R. konstant ist und von einer einfach einstellbaren Quelle geliefert wird (wie dem Potentiometer 508) der sich ändernde Schleifscheibenradius dauernd

- 201 -

aus der Differenz

^Rw = ^Pts - ^Rte

über die Summierschaltung 509 erhältlich ist. Dadurch wird es möglich, über eine andere Summierschaltung 518 dauernd die Werkstücks ahme s sung oder den Radius R aus der algebraischen Beziehung

^Rp = ^Pws - \ = ^Pws - ^Pts - ^Rte ^8) -

zu kennen. Mit der Vorrichtung der speziellen Figur 28 und der Figur 31 kann das Grobschleifen des Werkstückes mit einer gewünschten Schleifgeschwindigkeit erfolgen (während die Schleifscheibe ihre Form behält und scharf bleibt) bis die Ist-Abmessung des Werkstückes einen gewünschten Endwert erreicht, indem einfach das Signal R mit dem Endwert verglichen und die Schleifscheibe zurückbewegt wird. All dies wird ohne In-Prozeß-Meßeinrichtungen erreicht, bei einer tatsächlich unbegrenzten Lebensdauer der Diamant-Abrichtrolle 50.

natürlich ist es nicht wichtig, daß ein Diamantsplitter-Abrichtelement oder Materialien der Klasse III verwendet werden. In den Fällen, speziell für Klasse II, in denen das Abrichtverhältnis TR über (beispielsweise) 100 liegt, wird ein sehr niedriges STE aufrechterhalten (z. Bsp. geringer als 0,04) und die Radiusverminderung des Abrihtelementes während des Sohleifens von zwei oder drei Werkstücken kann geringer sein, als die für diese Werkstücke annehmbare Endtoleranz. Es liegt daher innerhalb des Rahmens des Verfahrens, ein Abrichtelement zu verwenden, das einer merklichen Abnutzung unterliegt, wobei dies jedoch (beispielsweise nach dem ein od'er mehrere Stücke geschliffen wurden) durch Neu-

- 202 -

-296'

messung des Elements und Heueinsteilung des Potentiometers 508 ausgeglichen wird.

Dies läßt erkennen, daß die Vorrichtung der Figur 28 mit Vorteil bei Sohleifverfahren verwendet werden kann, die eine Steuerung von STE oder SGB beinhalten, wie sie unter Bezugnahme auf die Figuren 29 und 30 beschrieben wurden. Es wird keine In-Prozeß-Meßeinrichtung zur Elementabfühlung benötigt. Die Variable R. in den Gleichungen (66) und (67) ist fest und wird von einer einstellbaren Quelle (wie dem Potentiometer 508 in Figur 31) erhalten. Und die Variable E?_te in den Gleichungen (66) und (67) ist Null, wodurch die Vorrichtung gemäß den Figuren 29 oder 30 vereinfacht wird. In diesen Fällen wird das STE-Verhältnis vorzugsweise auf einem Wert von weniger als 0,04 HP/in.⁵/min. (0,0024 PS/cmVmin.) eingestellt und gehalten oder das SGE-Verhältnis -wird vorzugsweise geringer als etwa 4,0 eingestellt und gehalten, wenn nicht diese Sollwerte während der kurzen Zeitperioden, in denen das Endschleifen am Werkstück ausgeführt wird (aus zuvor erklärten Gründen) erhöht werden.

Allgemein macht die spezielle Figur 28 in Verbindung mit Figur 31 (oder mit Figur 29 oder 30, wie oben modifiziert) deutlich, wie das gleichzeitige (i) Schleifen eines Werkstükkes mittels einer Schleifscheibe und (ix) Abrichten mittels eines auf die Schleifscheibe wirkenden Abrichtelementes ausgeführt werden kann, mit einer Abnutzung und Abmessungsänderungen der wirksamen Oberfläche des Abrichtelementes, die UuIl oder vernachlässigbar klein sind.

Damit ist die Schleifscheibenabmessung R, obwohl sie sich ändert, dauernd bestimmbar und in gleicher Weise die sich

- 203 -

ändernde Abmessung des Werkstückes R .

Die Abmessung R^₆ (gemessen von einer Bezugsmarkierung 50a auf der wirksamen Oberfläche des Abricatelementes 50, entlang einer senkrecht zu dieser Oberfläche verlaufenden Linie) ist bekannt und konstant. Die Abmessung P. (gemessen von der Achse 20a zur Bezugsmarke 50a entlang einer Linie senkrecht zur Schleifscheibenfläche durch den Punkt des Abrichtkontaktes) wird durch die Stellungsrückmeldeeinrichtung 58 übertragen und dadurch ist der sich ändernde Radius R immer gleich der Differenz P. - R₄.,,. Die Abmessung P,_r„

T/8 oe WS

(gemessen von der Achse 20a zum Bezugspunkt 24a entlang einer Linie senkrecht zur Werkstücksoberfläche durch den Schleifkontaktpunkt) wird durch den Stellungswandler 29 übertragen, und daher ist die sich ändernde Abmessung R des Werkstückes (gemessen vom Bezugspunkt 24a zur geschliffenen Werkstücksoberfläche entlang einer Linie senkrecht zu dieser Oberfläche) immer gleich der Differenz P_ws - Hl , die gleich P_ws - 3?_ts + R_te ist.

Und da weiterhin E'+g im wesentlichen gleich Null ist, ist die Radiusverminderungsgeschwindigkeit R¹ der Schleifscheibe bekannt gleich der relativen Zustellgeschwindigkeit 3?. des Abrichtelementes, wobei diese Geschwindigkeit auf einfache Weise durch Einrichtungen wie einem Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlmesser 59 signalisiert wird. Dadurch wird es möglich, die Terminderungsgeschwindigkeit R¹ des Werkstükkes (in einer Richtung parallel zur Relativ-Zustellrichtung des Werkstückes und der Schleifscheibe) auf einer gewünschr· ten Schleifgeschwindigkeit GR zu halten, indem einfach die Relativ-Zustellgeschwindigkeit P gleich der gewünschten

Wo

Schleifgeschwindigkeit GR plus der Abricht-Zustellrate P. gebracht wird.

- 204 -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Wiederherstellung der Fläche einer Schleifscheibe, die Abweichungen von der gewünschten Form aufweist, wobei die sich drehende Schleifscheibe in Eelativ-Schleifberührung mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes der Klasse I vorgeschoben wird, deren Form mit der gewünschten Fläche der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ-Oberflächenge schwindigke it der Schleifberührung und die Relativ-Zustellgeschwindigkeit des Abrichtelementes und der Schleifscheibe zusammen so eingerichtet werden, daß das Verhältnis sg-p größer als 1,0 ist, wobei-W und TE¹ die Materialentfernungsgeschwindigkeiten γόη der Schleifscheibe und dem Abrichtelement in Volumina pro Zeiteinheit sind.

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe zum aufeinanderfolgenden Schleifen einer Anzahl im wesentlichen identischer Werkstücke verwendet wird, und daß das Abrichtelement aus demselben Material wie~die Werkstücke besteht, wobei die Arbeitsfläche dieselbe Form aufweist, wie die feingeschliffene Fläche eines der Werkstücke.

COPY · - 2 -

^:«^:"»* '32³K) 5 59

8. Verfahren zur Wiederherstellung der Fläche einer Schleifscheibe, die von der gewünschten Form abweicht, wobei die drehende Schleifscheibe in Relativ-Schleifberührung mit der wirksamen Oberfläche eines Abrichtelementes der Klasse III vorgeschoben wird, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit der Schleifberührung und die Relativ-Zustellgeschwindigkeit des Elements und der Schleifscheibe so aufeinander abgestimmt werden, daß der Bruch und der Bindemittelbruch der Schleifkörner in der Schleifscheibe gefördert und eine Abriebabnutzung und ein Abflachen der Spitzen und Kanten dieser Körner vermieden wird, wobei die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit zu diesem Zweck geringer als 3000 f.p.m. C915 m/min.) aber größer als Null ist.

9« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement ein Körper ist, der Diamantsplitter aufweist, die in einer Trägermatrix eines harten Materials angeordnet sind.

10. Verfahren zum Verlängern der Standzeit eines Abrichtelementes aus Diamantsplittern, die in einer Trägermatrix angeordnet sind, wobei die Arbeitsfläche einer sich drehenden Schleifscheibe in Relativ-Schleifkontakt mit der wirksamen Fläche des Abrichtelementes gebracht wird, die herausgestellte Kanten und Ecken von Diamantsplittern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit der Schleifberührung und die Relativ-Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe und des Elements so aufeinander abgestimmt werden, daß der Pormbruch und der

^:3240559

3· Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe zum Schleifen τοη aufeinanderfolgenden Werkstücken verwendet wird, und daß das Abrichtelement mit einem dieser Werkstücke identisch ist.

4. Verfahren zur Wiederherstellung der Schleiffläche einer Schleifscheibe, die von der gewünschten !Form abweicht, wobei die sich drehende Schleifscheibe in Relativ-Schleifberührung mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes der Klasse II gebracht wird, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit der Sohleifberührung und die Relativ-Zustellgeschwindigkeit des Abrichtelementes und der Schleifscheibe ein Verhältnis von rj-fgrr von größer als 10, bilden, wobei W¹ und TE¹ die

Materialentfernungsgeschwindigkeit von der Schleifscheibe und dem Element in Volumina pro Zeiteinheit sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement ein Körper aus einem homogenen Material ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement ein homogener Körper einer Metallegierung ist, die in ihrer kristallinen, strukturellen Homogenität Kohlenstoffstählen und Stählen der M-Serien und der T-Serien entspricht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement aus gehärtetem Stahl besteht.

^:324055

Bindemittelbruch in der Schleifscheibe gefördert werden und daß eine Abriebabflachung der SchleifscTaeibenkörner möglichst gering ist, wobei die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit zu diesem Zweck geringer als 3000 f.p.m. (.915 m/min.), jedoch größer als KuIl ist, wodurch bei vernachlässigbarer Abnutzung des Abrichtelementes die Schleifscheibe nicht nur abgerichtet, sondern auch geschärft wird«

Ί1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammen eingerichtete Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und Relativ-Zustellgeschwindigkeit bei der Wiederherstellung der Form variiert werden, indem entweder

(i) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit erhöht oder verringert wird, um die Kornbruchwirkung zu verringern oder zu erhöhen und dadurch die Schleifscheibe stumpfer oder schärfer zu machen, oder (ii) die Relativ-Zustellgeschwindigkeit erhöht oder verringert wird, um die Kornbruchwirkung zu erhöhen oder zu verringern und dadurch die Schleifscheibe schärfer oder stumpfer zu machen.

12. Verfahren nach Anspruch 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit so eingerichtet wird, daß sie in einem Bereich liegt, der wesentlich niedriger ist als der Bereich der Relativ-Oberflächengeschwindigkeiten der Schleifberührung zwischen der Schleifscheibenfläche und einem Werkstück, indem die Schleifscheibe beim Schleifen von Werkstücken betrieben wird.

13. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1,4 oder 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die Relativ-Zustellgeschwindigkeit in einem Bereich liegt, der wesentlich höher ist als der Bereich der Relativ-Zustellgeschwindigkeiten, indem die Schleifscheibe beim Schleifen von Werkstücken betrieben wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schleifscheibe und dem Abrichtelement im Gebiet der Sohleifberührung Vibrationen induziert werden, wodurch der Kornbruch und der Bindemittelbruch der Schleifscheibe gefördert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es induzierte Drehvibrationen der Schleifscheibe relativ zum Abrichtelement einschließt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Translationsvibrationen der Schleifscheibe relativ zum Abrichtelement induziert werden, in einer Richtung, die senkrecht zur Achse der Schleifscheibe und durch das Gebiet der Reibberührung verläuft.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement eine Rolle ist, die um eine Achse drehbar gelagert ist und die eine wirksame Drehfläche aufweist, die in Berührung mit der Schleifscheibenfläche ist, und daß die Drehung der Rolle abgebremst wird, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Reibkontaktes gleich der Differenz zwischen der Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe und der Oberflächengeschwindigkeit der Rolle zu machen.

'32^0559

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schleifberührung der Schleifscheibenflache und der wirksamen Fläche des Abrichtelementes erzeugt wird, während die Schleifscheibenfläche in Schleifberührung mit einem Werkstück ist.

19· Verfahren nach Anspruch 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifberührung der Schleifscheibenfläche und der wirksamen Fläche in beabstandeten Zeitintervallen während der Zeitspanne, während der die Schleifscheibenfläche kontinuierlich in Schleifbeivürhrung mit einem Werkstück ist, erzeugt wird.

20. Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) eins. Schleifscheibe um ihre Achse drehbar angeordnet ist und daß Einrichtungen zum drehenden Antrieb der Schleifscheibe mit einer steuerbaren Geschwindigkeit vorgesehen sind, wobei die Schleifscheibe eine Fläche aufweist, die mit einem Werkstück in Eingriff bringbar ist, um eine Schleif wirkung zu erzielen, daß ein Abrichtelement der Klasse I eine wirksame Fläche aufweist, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, daß eine Einrichtung zum Relativ-Zustellen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes vorgesehen ist, um die Schleiffläche und die wirksame Fläche in Relatives chleifkontakt zu bringen, und

daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit der Schleifberührung und die Zustellgeschwindigkeit gemeinsam so einge-

W¹ richtet werden, daß das Verhältnis ψττγ größer als 1,0 ist, wobei W¹ und TE¹ die Materialentfernungsge-

■-2f2.iO5"5"9

schwindigkeiten von der Schleifscheibe und. rom Abrichtelement in Volumina pro Zeiteinheit sind.

21, Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß

ta) eine Schleifscheibe um ihre Achse drehbar angeordnet ist und daß Einrichtungen zum drehenden Antrieb der Schleifscheibe mit einer steuerbaren Geschwindigkeit vorgesehen sind, wobei die Schleifscheibe eine Fläche aufweist, die mit einem Werkstück in Eingriff bringbar ist, um eine Sohleifwirkung zu erzielen,

(b) daß ein Abrichtelement der Klasse II eine wirksame Fläche aufweist, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

(c) daß eine Einrichtung zum Relativ-Zustellen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes vorgesehen ist, um die Schleiffläche und die wirksame Fläche in Relativ-Schleifkontakt zu bringen, und

(d) daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit der Schleifberührung und die Zustellgeschwindigkeit gemeinsam so eingerichtet werden, daß das Verhältnis 7^-7- größer als 10,0 ist, wobei ¥' und TE' die Materialentfernungsgeschwindigkeiten von der Schleifscheibe und vom Abrichtelement in Volumina pro Zeiteinheit sind,

22. Schleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) eine Schleifscheibe um ihre Achse drehbar angeordnet ist und daß Einrichtungen zum drehenden Antrieb der Schleifscheibe mit einer steuerbaren Geschwindigkeit vorgesehen sind, wobei die Schleifscheibe eine Fläche aufweist, die mit einem Werkstück in Eingriff bringbar ist, um eine Sohleif wirkung zu erzielen,

.-."..•.."•""•-"•32T0559

daß ein Abrichtelement der Klasse III eine wirksame Fläche aufweist, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, daß eine Einrichtung zum Relativ-Zustellen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes vorgesehen ist, um die Schleiffläche und die wirksame Fläche in Relativ-Schleifkontakt zu bringen,und Cd) daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die ReIativ-Oberflächengeschwindigkeit der Schleifberührung und die Relativ-Zustellgeschwindigkeit so einzurichten, daß der Bruch der Schleifkörner und des Bindemittels der Abriebkörner der Schleifscheibenfläche gefördert werden, wobei die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit geringer als 3000 f.p.m. C915 m/min.) ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (,d) aufweist:
Id1) Eine Einrichtung zum Steuern der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Zustellgeschwin-

W
digkeit, um das Verhältnis -πψγ· innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, der oberhalb der angegebenen unteren Grenze liegt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (,d) aufweist: Id1) Eine Einrichtung zum Steuern der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Zustellgeschwindigkeit, um das Verhältnis im wesentlichen gleich einem vorgegebenen einstellbaren Sollwert zu halten, der größer ist als die angegebene untere Grenze.

25. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement aus einem homogenen Material "besteht.

26« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement aus einem Metall oder einer Metallegierung, beispielsweise Stahl, besteht.

27. Verfahren zum Schleifen eines zweiten Werkstückes zur identischen Übereinstimmung mit der gewünschten Form eines bereits vorhandenen ersten Werkstückes aus demselben oder einem härteren Material, dadurch gekennzeichnet,

Ca) Herstellen einer Schleifscheibe mit einer Schleiffläche, die zumindest annähernd, wenn nicht genau, die gewünschte Form aufweist, Ib) Benutzung der Schleifscheibe zum Schleifen des zweiten Werkstückes, und

(c) vor oder während des Schleifens des zweiten Werkstückes Drehen der Schleifscheibe und Relativ-Zustellung seiner Schleiffläche in Relativ-Reibberührung mit der Werkstücksfläche des ersten Werkstückes, wobei

(d) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes und der Relativ-Zustellung

so aufeinander abgestimmt wird, daß das Ver-

w
hältnis ψ^γ- größer als 1,0 ist, wobei W¹ und

TE¹ die volumetrischen Materialentfernungsgeschwindigkeiten von der Schleifscheibe und vom ersten Werkstück sind, wodurch die Schleifscheibenfläche abgerichtet wird.

- 10 -

•·3"21Ό5^:5"9

- ίο -

28. Verfahren nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) während oder vor dem Beginn des Grobschleifens des zweiten Werkstückes ausgeführt wird, wobei das Verhältnis einen ersten Wert annimmt, der größer 1,0 ist, und

wobei kurz vor oder "beim Feinschleifen des zweiten Werkstückes die Schritte (c) und (c1) ausgeführt werden, wobei das Verhältnis ηπτγ- einen zweiten Wert annimmt, der geringer als der erste Wert und nicht notwendig größer als 1,0 ist, wodurch die Schleifscheibenkörner abgestumpft werden, um ein glatteres Oberflächenfinish am zweiten Werkstück zu erzeugen.

29. Verfahren zum Schleifen einer Reihe identischer Werkstükke, um diesen eine gewünschte Größe und Form trotz fortschreitender Formabweichung der verwendeten Schleifscheibe zu geben, dadurch gekennzeichnet,

(,a) daß durch ein geeignetes Verfahren das erste Werkstück mit einer Oberfläche der gewünschten Endform versehen wird,

(b) daß eine Schleifscheibe verwendet wird, mit einer Schleiffläche, die zumindest annähernd, wenn nicht genau, mit der gewünschten EncEorm übereinstimmt,

(c) daß die Schleifscheibe verwendet wird, um das zweite und folgende Werkstücke zu schleifen, daß zumindest von Zeit zu Zeit während des Schrittes ^c) die Schleifscheibe gedreht und ihre Schleiffläche zugestellt wird, in Relativ-Schleifberührung mit der Werkstücksfläche des ersten Werkstückes, während

11 -

I₁ d1) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit der

Schleifberührung und die Relativ-Zustellung so abgestimmt werden, daß das Verhältnis ψττγ· größer als 1,0 ist, wobei W¹ und IE' die volumetrischen Materialentfernungsgeschwindigkeiten von der Schleifscheibe und vom ersten Werkstück sind, wodurch die Schleifscheibenfläche abgerichtet wird.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schleifens der Reihe von Werkstücken das erste Werkstück, welches die gewünschte Form nicht mehr in ausreichendem Maße besitzt, durch eines der zuvor geschliffenen Werkstücke ersetzt wird, um die Schritte Cd) und Id1) auszuführen.

31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung der Schritte (d) und (d1) während oder vor dem Beginn oder der Wiederaufnahme des Grobschleifens eines bestimmten Werkstückes das Verhältnis

TjTgT- einen ersten Wert größer 1,0 annimmt und daß beim Beginn oder kurz vor dem Peinschleifen des Werkstückes die Schritte (d) und (d1) ausgeführt werden, wobei das

W'
Verhältnis ψ&γ· einen zweiten Wert annimmt, der geringer ist als der erste, jedoch nicht notwendig größer als 1,0, wodurch die Schleifscheibenkörner abgestumpft werden, um ein glatteres Oberflächenfinish an dem Werkstück zu erzielen.

- 12 -

32. Verfahren zum Schleifen einer Reihe identischer Werkstücke, um diesen trotz fortschreitender Abweichung der Form einer verwendeten Schleifscheibe eine gewünschte Größe und Form zu geben, dadurch gekennzeichnet, (a) daß die Schleiffläche der Schleifscheibe zu Anfang konditioniert wird, um mit der gewünschten Form der Werkstücke übereinzustimmen,

Ib) daß die Schleifscheibe zum Schleifen eines ersten Werkstückes verwendet wird, um diesem die gewünschte Form zu geben,

Cc) daß danach ein zweites und eine Folge von Werkstükken mit der Schleifscheibe geschliffen werden, wobei die Form der Schleifscheibenfläche sich im Laufe dieses SohleifVorganges verschlechtert,

td) daß zumindest von Zeit zu Zeit während der Ausführung des Schrittes (c) die Schleifscheibenfläche zum Abrichten in Relativ-Schleifkontakt mit dem ersten Werkstück vorbewegt wird, während das STE-Verhältnis innerhalb eines bestimmten Bereiches gehalten wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes (,d)

(d1) das STB-Verhältnis zumindest annähernd in Übereinstimmung mit einem vorgewählten Sollwert gehalten wird.

34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung des Schrittes ^d) das STE-Verhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten wird,

W¹
wodurch das Verhältnis ^7· größer als 1,0 wird, wobei

W¹ und TE¹ die pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe und

- 13 -

-3Γ2 ΙΌ 559

vom ersten Werkstück entfernten Materialvolumina sind.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß "bei der Ausführung des Schrittes ^d) der Sollwert einen ersten Wert annimmt, wobei der Abrichtvorgang während oder vor dem Beginn der Wiederaufnahme des Grobschleifens des zweiten oder eines folgenden Werkstückes ausgeführt wird; und daß der Schritt (,d) ausgeführt wird, indem der Sollwert einen zweiten Wert annimmt, wenn das Abrichten während oder kurz vor dem Beginn oder der Wiederaufnahme des Feinschleifens des zweiten oder eines nachfolgenden Werkstückes ausgeführt wird; und daß der erste Wert kleiner ist als der zweite.

36. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Id) während der Ausführung des Schrittes (c) und während des Schleifens eines zweiten oder eines nachfolgenden Werkstückes ausgeführt wird.

37. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) während der Ausführung des Schrittes (c) und während des Schleifens eines zweiten oder eines folgenden Werkstückes ausgeführt wird, wobei das erste Werkstück periodisch in Abrichtberührung mit der Schleifscheibenfläche gebrächt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (,d) gleichzeitig mit dem Schleifen eines Werkstückes erfolgt.

- 14 -

·3"21'Ό5*5"9

-H-

39. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) beinhaltet: Einstellung des Sollwertes auf ein erstes .Niveau während des Grobschleifens des zweiten oder eines nachfolgenden Werkstückes und Einstellen des Sollwertes auf ein zweites !Niveau während des Feinschleifens des zweiten oder eines nachfolgenden Werkstückes, wobei das erste Niveau niedriger als das zweite liegt.

40, Verfahren zum Wiederherstellen oder Aufrechterhalten der !Fläche einer Schleifscheibe bezüglich einer gewünschten Porm oder ihrer Schärfe, wobei die Schleifscheibe drehend angetrieben wird und ein Relativ-Vorschub der Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der Arbeitsfläche eines Abrichtelementes erfolgt, die mit der gewünschten Porm übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegungen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes gesteuert werden, derart, daß das spezifische Abrichtenergie-Verhältnis (STE) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.

41· Verfahren zum Wiederherstellen oder Aufrechterhalten der gewünschten Form oder Schärfe einer Schleifscheibenfläche, wobei die Schleifscheibe gedreht und ihre Fläche in Relativschleifkontakt mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes gebracht wird, während die Schleifscheibenfläche und die wirksame Fläche aufeinander zugestellt werden, und wobei die wirksame Fläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegungen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes gesteuert werden, so daß das

PWR +

spezifische Abrichtenergie (STE)-Verhältnis * zumindest annähernd mit einem vorbestimmten Sollwert übereinstimmt, wobei PWR+ die pro Zeiteinheit aufgewandte Energie ist, um den Relativ-Schleifkontakt zu erzeugen und W¹ das pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe entfernte Materialvolumen ist.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis durch Erhöhung oder Verringerung der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes gesteuert wird, wenn es dazu tendiert, unter den Sollwert abzusinken oder über den Sollwert anzusteigen.

43. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis durch Erhöhen oder Verringern der Zustellgeschwindigkeit gesteuert wird, wenn es dazu tendiert, über den Sollwert anzusteigen oder unter den Sollwert abzusinken.

- 16 -

44# Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis gesteuert wird, indem W im wesentlichen konstant gehalten wird, und daß in Abhängigkeit von einer Zu- oder Abnahme von PWB. eine Ab- oder Zunahme der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes erfolgt.

45· Verfahren zum Schleifen von Werkstücken, wobei die Schleiffläche einer rotierenden Schleifscheibe in Relativ-Schleifkontakt mit einer Werkstücksoberfläche gebracht wird und wobei die Schleifscheibenfläche infolgedessen dazu neigt, von der gewünschten Form abzuweichen, und wobei zum Abrichten der Schleifscheibe, um deren gewünschte Flächenform wieder herzustellen

(a) die Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes gebracht wird, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) die spezifische Abrichtenergie (,STE) mit der Material von der Schleifscheibe entfernt wird, zumindest annähernd gemessen wird,

(2) daß ein STE-Sollwert vorgegeben wird, und

(3) daß zumindest eine der (a) Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und (b) der Relativ-Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibenfläche und der Abrichtfläche eingestellt wird, um das gemessene STE zumindest annähernd wieder auf den Sollwert zu bringen, wenn es wesentlich von diesem abweicht.

- 17 -

46« Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (1) beinhaltet .. π ₍;··_» j rc .:·.!■-..·„?".· ■ (a) Steuern der Relativ-Zustellgeschwind-igkeit, um die volumetrische Materialentfernungsgeschwindigkeit CW') an der Schleifscheibe ζumindes^- annähernd konstant zu halten und·

Cb) zumindest annäherndes Messen der zum drehenden Antrieb der Schleifscheibenfläche relativ zur Fläche des Abrichtelementes verbrauchten Energie und daß der Schritt (3) ausgeführt wird, indem Ca) die Eelativ-Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibenfläche und der Abrichtfläche verringert oder erhöht wird, wenn die gemessene Energie dazu neigt, von dem Wert nach oben oder unten abzuweichen, der das Ist-STE gleich dem Sollwert macht.

47. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement der Klasse I zugehört und daß der Schritt (3) die Auswahl eines STE-Sollwertes beinhaltet, wodurch das Verhältnis W/HS¹ des Schleifkontaktes größer 1,0 wird, wobei W und TE¹ die Volumina des pro Zeiteinheit jeweils von der Schleifscheibe und vom Abrichtelement entfernten Materials sind.

48. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement der Klasse II zugehört und daß der Schritt (3) die Auswahl eines SIE-Sollwertes beinhaltet, wodurch das Verhältnis W»/iE' des₊Scfcleifkontaktes größer 10,0 wird, wobei ¥' und TE^f .die Volumina des pro Zeiteinheit jeweils von der Schleifscheibe und vom Abrichtelement entfernten Materials sind.

- 18 -

2Ί O

49. Verfahren nach Anspruch 45 > dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement der Klasse III zugehört und daß der Schritt (5) die Auswahl eines STE-Sollwertes beinhaltet, wodurch die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes geringer als 3000 f.p.m. (915 m/min») wird.

50. Verfahren nach Anspruch 47 > dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe verwendet wird, um eine Reihe identischer Werkstücke zu schleifen, und daß das Abrichtelement ein fertig geschliffenes Werkstück ist.

51. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung des Schrittes (2) von Zeit zu Zeit der gewählte Sollwert nach unten oder oben geändert wird, um die Schärfe der Schleifscheibe am Ende des Abrichtvorganges zu erhöhen oder zu verringern.

52. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ausgeführt wird, während die Schleifscheibe in Schleifkontakt mit einem Werkstück ist.

53. Verfahren zum Konditionieren der Fläche einer Schleifscheibe, um dieser eine gewünschte Schärfe zu geben, wobei die Schleifscheibe sich dreht und die Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes vorgeschoben wird, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Relativ-Bewegungen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes so gesteuert werden, daß das spezifische Abrichtenergie (STE)-Verhältnis PWR/W' zumindest annähernd in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen

- 19 -

Sollwert "bleibt, wobei PWR die pro Zeiteinheit für die Erzeugung des Relativ-Schleifkontaktes aufgewendete Energie und W das Volumen der pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe entfernte Material ist, und Cb) daß der Sollwert erhöht oder Terringert wird, um der Schleifscheibenfläche einen geringeren oder höheren Schärfegrad zu geben.

54. Verfahren nach Anspruch 531 dadurch gekennzeichnet, daß der Konditioniervorgang mit einem ersten Sollwert ausgeführt wird, um die Schleifscheibe zu konditionieren, um die Schleifscheibe zum Schleifen eines Werkstückes mit einem ersten Oberflächenfinish zu konditionieren und mit einem zweiten Sollwert, um die Schleifscheibe zum Schleifen eines Werkstückes mit einem zweiten Oberflächenfinish zu konditionieren, und daß der erste Sollwert größer ist als der zweite und das erste Oberflächenfinish rauher als das zweite.

55· Schleifmaschine mit einer Einrichtung zum Wiederherstellen oder Aufrechterhalten der gewünschten Form oder Schärfe einer Schleifscheibenfläche, gekennzeichnet durch

(a) eine Lageeinrichtung, die eine Drehung der Schleifscheibe um ihre Achse ermöglicht,

(b) einen Drehantrieb für die Schleifscheibe,

Cc) ein Abrichtelement., dessen wirksame Fläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

(d) Zustelleinrichtungen zum relativen Zustellen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes, um die Schleifscheibenfläche und die wirksame Fläche des Abriebtelementes in Relativ-Schleifkontakt zu

- 20 -

•3*21' O 5'5T

bringen und

(e) Einrichtungen zum Steuern der Zustell-und Relativ-Oberflächenge schwindigkeit des Schleifkontaktes, so daß das SIE-Verhältnis in einen vorgewählten Bereich fällt.

56. Schleifmaschine mit einer Einrichtung zum Wiederherstellen oder Aufrechterhalten der gewünschten Form oder Schärfe einer Schleifscheibenfläche, gekennzeichnet durch

Ca) eine Lageeinrichtung, die eine Drehung der Schleifscheibe um ihre Achse ermöglicht, Cb) einen Drehantrieb für die Schleifscheibe, Cc) ein Abrichtelement, dessen wirksame Fläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

Cd) Zustelleinrichtungen zum relativen Zustellen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes, um die Schleifscheibenfläche und die wirksame Fläche des Abriebtelementes in Relativ-Schleifkontakt zu bringen und

Ce) Einrichtungen zum Steuern der Zustell- und Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes, derart, daß das spezifische Abrichtenergie CSTE)-Verhältnis/PWR+ und W^f zumindest annähernd gleich einem vorbestimmten einstellbaren Sollwert ist, wobei PWR+ die pro Zeiteinheit zur Erzeugung des Schleifkontaktes aufgewandte Energie und W¹ das Volumen des pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe entfernten Materials ist.

- 21 -

53

57» Schleifmaschine nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (e) eine Einrichtung zum Erhöhen oder Verringern der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes aufweisen, wenn das STE-Verhältnis dazu neigt, unter den Sollwert zu sinken oder über den Sollwert anzusteigen.

58. Schleifmaschine nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (e) eine Einrichtung zum Verringern oder Erhöhen der Zustellgeschwindigkeit, wenn das STE-Verhältnis dazu neigt, unter den Sollwert abzusinken oder über den Sollwert anzusteigen, aufweisen.

'59· Schleifmaschine nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (e) aufweisen:

(el) eine Einrichtung, um die Materialentfernungsgeschwindigkeit W im wesentlichen konstant zu halten, und

(e2) eine Einrichtung, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zu verringern oder zu erhöhen, wenn das STE-Verhältnis dazu neigt, über den Sollwert anzusteigen oder darunter abzusinken.

60. Schleifmaschine, mit einer drehbar angetriebenen Schleifscheibe, die relativ vorschiebbar ist, um ihre Schleiffläche in Schleifberührung mit einem Werkstück zu bringen, wodurch Abweichungen von der gewünschten ELächenform auftreten und mit einer Einrichtung zum Abrichten der Schleifscheibe, um deren Sohleifflächenform wieder herzustellen, gekennzeichnet durch

- 22 -

•«32-1 05-53"

Ca) ein Abriebt e leine nt, einer wirksamen Fläche, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

Cb) eine Zustelleinrichtung, um eine Relativzustellung zwischen Schleifscheibe und Abrichtelement zu bewirken, um die Schleifscheibenfläche und die wirksame Fläche des Abrichtelementes in Schleifkontakt zu halten,

Cc) Einrichtungen zum Messen der Parameter des Schleifkontaktes, um zumindest annähernd das STE-Verhältnis, mit dem das Material von der Schleifscheibe entfernt wird, zu übertragen,

Cd) Einrichtungen zum Vorgeben eines bestimmten einstellbaren Sollwertes STE^, und

Ce) Einrichtungen, die in Abhängigkeit von den Einrichtungen Cc) und Cd) zumindest eine der Ci) Relaüv-Oberflächengesohwindigkeit des Schleifkontaktes und Cü) der Zustellgeschwindigkeit korrigierend einstellen, um das STE-Verhältnis wieder herzustellen, wenn dieses vom Sollwert abweicht.

61. Schleifmaschine nach Anspruch 60, gekennzeichnet durch Cf) eine Einstelleinrichtung für die Einrichtungen Cd), um den Sollwert C^ST^E^) zu erhöhen oder zu verringern, wodurch die Schleifscheibenfläche schärfer oder stumpfer wird.

62. Verfahren zum Grob- und Feinschleifen eines Werkstückes mit einer einzigen, drehbar angetriebenen Schleifscheibe, gekennzeichnet durch

•32-105-53-

la) relatives Vorschieben der Arbeitsfläche eines Konditionierelementes in Schleifkontakt mit der Schleiffläche der Schleifscheibe, wobei die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes so eingerichtet werden, daß das STE-Verhältnis in einen vorbestimmten ersten Wertbereich fällt,

(,b) nachfolgenden Relativ-Vorschub der wirksamen Oberfläche des Konditionierelementes in Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche, wobei die Relativ-Oberflächenge schwindigke it und die Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes so eingerichtet werden, daß das STE-Verhältnis in einen vorbestimmten zweiten Wertbereich fällt, der höher ist als der erste,

(c) relatives Vorschieben der Schleifscheibenfläche in Schleifkontakt mit dem Werkstück, um dieses zu schleifen, wobei das Zustellen und Schleifen entweder während oder nach dem Schritt (a) und während oder nach dem Schritt fb) erfolgt.

63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) mit einer ersten Vorschubgeschwindigkeit während oder nach dem Schritt (a) ausgeführt wird, und daß der Schritt ^c) mit einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit während oder nach dem Schritt (b) ausgeführt wird, wobei die erste Vorschubgeschwindigkeit größer als die zweite ist.

- 24 -

\J C- I ^ V^ \J

64. Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Schritt (a) und danach der Schritt (c) ausgeführt wird und daß der ^chritt (,To) danach ausgeführt wird und der Schritt (c) danach wiederholt wird.

65. Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) während einer Zeitspanne kontinuierlich ausgeführt wird und daß die Schritte (a) und Cb) in relativ frühen und späten Abschnitten dieser Zeitspanne erfolgen.

66. Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) während einer Zeitspanne kontinuierlich ausgeführt wird, daß der Schritt (a) während eines ersten Abschnittes dieser Zeitspanne im wesentlichen kontinuierlich und daß der Schritt (b) während eines zweiten Abschnittes der Zeitspanne im wesentlichen kontinuierlich ausgeführt werden, und daß der zweite Abschnitt dem ersten im wesentlichen unmittelbar folgt.

67. Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) während beabstandeter Zeitintervalle während der Ausführung des Schrittes (c),jedoch vor dem Schritt ^b) wiederholt ausgeführt wird.

68. Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) während der Ausführung des Schrittes (c) erfolgt.

69· Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) während der Ausführung des Schrittes (c) erfolgt.

- 25 -

70. Verfahren nach Anspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a) und (b) jeweils durch Steuern der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes ausgeführt werden, um das STE-Verhältnis im wesentlichen in Übereinstimmung mit ersten und zweiten Sollwerten zu halten, wobei der zweite Sollwert höher als der erste ist.

71. Verfahren zum Abrichten und Konditionieren der Fläche einer Schleifscheibe, gekennzeichnet durch

(a) drehendes Antreiben der Schleifscheibe und Relativ-Zustellen der wirksamen Oberfläche eines Konditionierelementes in Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche ,

(b) zunächst gemeinsames Einrichten der Relativ-Oberflächenge schwindigke it und der Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes der Art, daß das STE-Verhältnis in einen ersten vorbestimmten Wertbereioh fällt, und

(c) danach gemeinsames Einrichten der Relativ-Oberflächenge schwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes der Art, daß das STE-Verhältnis in einen zweiten vorbestimmten Wertbereich fällt, der höher als der erste Bereich ist und diesen nicht überlappt, wobei beim Schritt (b) relativ schnell Material von der Schleifscheibe entfernt wird, um diese wirksam zu formen, wobei jedoch die Schleifscheibe scharf bleibt, um ein Groboberflächenfinish am Werkstück zu erzeugen, und wobei beim Schritt (c) anschließend relativ langsam Material von der Schleifscheibe entfernt wird, wodurch diese abstumpft und dadurch ein feineres Oberflächenfinish am Werkstück er'zielt werden kann.

- 26 -

72. Verfahren nach. Anspruch 71, dadurch, gekennzeichnet, daß das Konditionierelement der Klasse I zugehört und daß der Schritt (Td) mit einem SIE-Verhältnis in einem ersten vorbestimmten Bereich erfolgt, um das Verhältnis W/ES' größer als 1,0 zu machen, wobei W und TE¹ die Volumina der Materialien sind, die pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe bzw. dem Abrichtelement entfernt werden.

73. Verfahren nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement ein Teil ist, das bezüglich des Werkstoffes mit dem Werkstück übereinstimmt, das mit der Schleifscheibe geschliffen wird, und daß das Abrichtelement eine wirksame Oberfläche aufweist, die der gewünschten Endform des Werkstückes entspricht.

74. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement der Klasse II zugehört und daß der Schritt Cb) mit einem SIE-Verhältnis ausgeführt wird, das in einen ersten vorbestimmten Bereich fällt, um das Verhältnis W'/ΊΈ' größer als 10,0 zu machen, wobei W¹ und TE¹ die Materialvolumina sind, die pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe bzw. vom Abrichtelement entfernt werden.

75. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement der Klasse III zugehört und daß der Schritt (b) so ausgeführt wird, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes geringer als 3000 f.p.m. (915 m/min.) ist.

- 27 -

76. Verfahren nach. Anspruch 71» dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) und (c) jeweils durch Steuern der Relativ-Oberflächenge schwindigke it und der Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes ausgeführt werden, um das STE-Verhältnis im wesentlichen in Übereinstimmung mit ersten und zweiten Sollwerten zu halten, wobei der zweite Sollwert höher ist als der erste.

77. Verfahren nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß ^d) die Schleifscheibe während der Ausführung der Schritte ^a), (b) und (c) in Schleifkontakt mit einem Werkstück gebracht wird.

78. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer einzigen drehbar angetriebenen Schleifscheibe, gekennzeichnet durch

^a) Zustellen der Schleifscheibe relativ zum Werkstück, wobei Material mit einer ersten Geschwindigkeit mittels Grobschleifen vom Werkstück entfernt wird,

^b) in Eingriffbringen der Schleifscheibe mit einem Abrichtelement und Steuern der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Zustellgeschwindigkeit zwischen der Schleifscheibe und dem Abrichtelement, um das STE-Verhältnis in einem vorbestimmten Wertbereich zu halten, und

(c) Vorschieben der Schleifscheibe relativ zum Werkstück, um Material mit einer zweiten Geschwindigkeit mittels PeinschleifenSzu entfernen, wobei die zweite Geschwindigkeit geringer als die erste ist.

- 28 -

79. Verfahren nach. Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt ta) zunächst ausgeführt wird, daß während der Ausführung des Schrittes fb) die Schleifscheibe ausser Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird und daß der Schritt (c) danach ausgeführt wird.

80. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte ^b) und (,c) gleichzeitig ausgeführt werden, wobei sowohl das Werkstück als auch das Abrichtelernent in Berührung mit der Schleifscheibe sind.

81. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Schritt (a) und danach die Schritte (b) und (c) gleichzeitig ausgeführt werden.

82. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt la) ausgeführt wird, wenn das Abrichtelement in Schleifkontakt mit der Schleifscheibe ist.

83. Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt ^a) eine Steuerung der Relativ-Oberflächenge schwindigke it und der Vorschubgeschwindigkeit zwischen Schleifscheibe und Abrichtelement erfolgt, um ein relativ niedriges STE-Verhältnis zu erzeugen.

84. Verfahren nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) und (c) nach der Ausführung des Schrittes Ca) gleichzeitig ausgeführt werden, und daß beim Schritt (b) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Relativ-Vorschub zwischen der Schleifscheibe und dem Abrichtelement gesteuert wird, um ein STE-Verhältnis zu erzeugen, das bezüglich des beim Schritt (a) erzeugten Verhältnisses relativ hoch ist.

- 29 -

85. Verfahren zum Konditionieren einer Schleifscheibe, um das von dieser heim Schleifen eines Werkstückes erzeugte Oberflächenfinish im wesentlichen zu "bestimmen, wobei

(a) die Schleifscheibe gedreht und die Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der wirksamen Fläche eines Konditionierelementes gebracht wird, dessen Oberfläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt, und

(b) die Schleifscheibe gedreht und die Schleifscheibenfläche in Relativkontakt mit der aktiven Oberfläche des Werkstückes gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß

(c) während der Ausführung des Schrittes la) das SIE-Verhältnis der Zusammenwirkung"von Schleifscheibe/Abrichtelement gesteuert wird, um dieses zumindest annähernd in Übereinstimmung mit einem gewünschten Sollwert zu halten und

(d) daß der Sollwert eingestellt wird, wobei die auf der aktiven Werkstücksoberfläche als Folge des S_chrittes (b) erzeugte Oberflächenfinishglätte in gleichförmiger Beziehung zu dem zuletzt bei der Ausführung des Schrittes (c) eingestellten Sollwertes steht.

86. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a) und (b) zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden.

87. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a), Cb) und Cc) gleichzeitig ausgeführt werden und daß der Schritt (d) so ausgeführt wird, daß der STE-Sollwert seine maximale Größe innerhalb der Zeit-

- 50 -

spanne hat, in der die Schritte ^a) und (b) ausgeführt werden, unmittelbar bevor der Schritt (c) beendet wird.

88. Verfahren nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement aus einem homogenen Metall oder einer Metallegierung besteht.

89. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer drehbar angetriebenen Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet,

^a) daß ein Relativ-Schleifkontakt und eine Relativ-Zustellbewegung der Schleifscheibenfläche und des Werkstückes erzeugt wird, um Material vom Werkstück zu entfernen,

(,b) daß während zumindest eines Zeitabschnittes die Ausführung des Schrittes (a) die wirksame Oberfläche eines Abrichtelementes in Re]ativ-Schleifkontakt mit der wirksamen Fläche eines Abrichtelementes gebracht wird und

Cc) daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Relativ-Schleifkontaktes gemeinsam gesteuert werden, um das SIE-Verhältnis des Schleifkontaktes innerhalb einem vorgewählten Wertbereich zu halten.

90. Verfahren nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt ^c) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes gesteuert wird, um das STE-Verhältnis zumindest annähernd in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Sollwert zu halten.

- 31 -

91. Verfahren nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert von Zeit zu Zeit auf einen anderen Wert eingestellt wird.

92. Verfahren nach Anspruch 91, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert während des anfänglichen G-robschleifens des Werkstückes relativ niedrig und während des nachfolgenden Peinschleifens höher eingestellt wird.

95. Verfahren nach Anspruch 89 oder 90, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) und (c) im wesentlichen während der gesamten Zeitspanne ausgeführt werden, in der auch der Schritt (a) ausgeführt wird.

94. Verfahren nach Anspruch 89 oder 90, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte tb) und ^c) während beanstandeter Zeitintervalle der Zeitspanne der Ausführung des Schrittes {a) ausgeführt werden.

95. Verfahren nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) und Cc) während beanstandeter Zeitintervalle in der Zeitspanne der Ausführung des Schrittes ta) ausgeführt werden und daß der vorgewählte Wertbereich zumindest eines dieser Intervalle bezüglich des für die vorhergehenden Intervalle gewählten Bereiches nach oben verstellt wird.

96. Verfahren nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) und (c) während eines ZeitIntervalles nahe dem Ende oder am Ende der Zeitspanne der Ausführung des Schrittes ta) ausgeführt werden.

- 32 -

uooy

97. Verfahren nach Ansprach 96, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (b) und (c) während des genannten Zeit— intervalles ausgeführt werden, indem zunächst das SIE-Verhältnis innerhalb eines ersten vorgewählten Werfbereiches und danach innerhalb eines zweiten, höher gewählten Wertbereiches gehalten wird.

98. Verfahren nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Wertbereich nach oben oder unten geändert wird, um die Glätte des am Werkstück erzeugten Oberflächenfinish zu verringern oder zu erhöhen.

99. Verfahren nach Anspruch 89> dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte STE-Wertbereich nach oben oder unten geändert wird, um die Schärfe der Schleifscheibe und den Energiewirkungsgrad,mit der das Werkstück geschliffen wird, zu verringern oder zu erhöhen.

100. Verfahren nach Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet, daß der STE-Wertbereich beim Grobschleifen des Werkstückes relativ niedrig und beim !einschleifen des Werkstückes relativ hoch gewählt wird.

101. Verfahren zum Konditionieren der Schleiffläche einer drehend angetriebenen Schleifscheibe während des Schleifens eines Werkstückes, wobei

(a) die Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der Werkstücksfläche vorbewegt wird, während gleichzeitig die wirksame Oberfläche eines Abrichtelementes in Schleifkontakt mit der Schleifscheibe gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- 33 -

die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Zustellgeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der wirksamen Oberfläche und der Schleifscheibenfläche gemeinsam gesteuert werden, um das STE-Verhältnis PWR./W¹ innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, wobei PWR. die zur Erzeugung des Schleifkontaktes aufgewendete Energie und W die volumetrische Entfernungsgeschwindigkeit des Materials von der Schleifscheibe ist, und wobei der Schärfegrad der Schleifscheibe durch den vorgewählten Bereich bestimmt wird.

102.. Verfahren nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellgeschwindigkeit zwischen der wirksamen Oberfläche des Abrichtelementes und der Schleifscheibenfläche auf einem Wert gehalten wird, der größer ist als die Verminderungsgeschwindigkeit des Schleifscheibenradius infolge der Schleifscheibenabnutzung im Schleifbereich zwischen der Schleifscheibenfläche und der Werkstücksoberfläche.

103. Verfahren nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein im wesentlichen zylindrisches, um seine Achse gedrehtes Teil ist, und

(a) daß das STE-Verhältnis und die Radius-Verminderungsgeschwindigkeit R' des Werkstückes beim anfänglichen Grobschleifen auf ersten Werten STE₁ und R'i gehalten werden und

(b) daß für das nachfolgende Peinschleifen des Werkstückes das STE-Verhältnis und die Radiusverminderungsgeschwindigkeit R^f auf zweiten Werten STE₂ und R'' 2 gehalten werden, wobei

- 34 -

STE₁ und

^R'p2 ^ ^R'p1

ist.

104. Schleifmaschine mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe einem Abrichtelement und

(a) einer Zustelleinrichtung, um die Schleifscheibe relativ zum Werkstück zuzustellen, um einen Schleifkontakt und eine Sohleifwirkung im Bereich Schleifscheibe/Werkstück zu erzeugen und

(b) einer Zustelleinrichtung, um die Schleifscheibe relativ zum Abrichtelement zuzustellen, um einen Relativ-Schleifkontakt und eine Abrichtwirkung im Bereich Sohleifseheibe/Abrichtelement zu erzeugen,

gekennzeichnet durch

(c) ein Steuersystem, welches aufweist

(1) eine Einrichtung zum Betätigen der Einrichtungen (a) und (b), um einen gleichzeitigen Schleif- und Abrichtvorgang zu bewirken, und

(2) eine Einrichtung zum Steuern des Abrichtvorganges, um dessen STE-Verhältnis innerhalb eines vorbestimmten einstellbaren Wertbereiches zu halten.

105. Vorrichtung nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) Einrichtungen zum Steuern des Abrichtvorganges aufweist, um dessen STE-Verhältnis im wesentlichen gleich dem vorbestimmten einstellbaren Sollwert zu halten.

- 35 -

106. Schleifmaschine nach Anspruch 104 oder 105, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) eine Steuereinrichtung aufweist, mit der die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit des Abrichtvorganges im Bereich Schleifscheibe/Abrichtelement gemeinsam steuerbar sind.

107» Schleifmaschine nach Anspruch 104 oder 105, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den vorgewählten STE-Bereich während früherer und späterer Abschnitte der Zeitspanne, in der der Schleifvorgang erfolgt, relativ zu verringern oder zu erhöhen.

108. Schleifmaschine nach Anspruch 104 oder 105, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtelement aus einem homogenen Metall oder einer Metallegierung besteht.

109. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, welches keine hinreichende !festigkeit aufweist, um ohne schädliche Verformungen wesentlichen beim Schleifen aufgebrachten Kräften zu widerstehen, wobei

(a) das Werkstück und eine drehend angetriebene Schleifscheibe relativ zueinander in Schleifkontakt vorbewegt werden, um den SohleifVorgang zu bewirken, dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) eine Relativ-Zustellung der wirksamen Oberfläche eines Abrichtelementes der Klasse I in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibe folgt, und

{c) daß die Eelativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit des zuletzt genannten Sphleifkontaktes gemeinsam so eingerichtet werden, daß das Verhältnis W'/EE' größer als 1,0 ist, wobei

- 36 -

W und TE'die pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe und vom Abrichtelement entfernten Materialvolumina sind.

110. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, welches keine hinreichende Festigkeit aufweist, um ohne schädliche Verformungen wesentlichen "beim Schleifen aufgebrachten Kräften zu widerstehen, wobei Ca) das Werkstück und eine drehend angetriebene Schleifscheibe relativ zueinander in Schleifkontakt vorbewegt werden, um den SohleifVorgang zu bewirken, dadurch gekennzeichnet,

Cb) daß während des Schrittes Ca) eine Relativ-Zustellung der wirksamen Oberfläche eines Abrichtelementes der Klasse II in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibe folgt, und

Cc) daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit des zuletzt genannten Schleifkontaktes gemeinsam so eingerichtet werden, daß das Verhältnis W'/EE!' größer als 10,0 ist, wobei W' und TE' die pro Zeiteinheit von der Schleifscheibe und vom Abrichtelement entfernten Materialvolumina sind.

111. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, welches keine hinreichende Festigkeit aufweist, um ohne schädliche Verformungen wesentlichen beim Schleifen aufgebrachten Kräften zu widerstehen, wobei Ca) das Werkstück und eine drehend angetriebene Schleifscheibe relativ zueinander in Schleifkontakt vorbewegt werden, um den Schleifvorgang zu bewirken, dadurch gekennzeichnet,

- 37 -

daß während des Schrittes (a) eine Relativ-Zusteilung der wirksamen Oberfläche eines Abrichtelementes der Klasse III in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibe folgt, und

(c) daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit ?_Γ des letztgenannten Schleifkontaktes unterhalb 3000 Oberflächenfuß pro Minute C915 m/min.) beträgt.

112. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, welches keine hinreichende Festigkeit aufweist, um ohne schädliche Verformungen wesentlichen beim Schleifen aufgebrachten Kräften zu widerstehen, wobei

ta) das Werkstück und eine drehend angetriebene Schleifscheibe relativ zueinander in Schleifkontakt vorbewegt werden, um den SohleifVorgang zu bewirken, dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) eine Relativ-Zusteilung der wirksamen Oberfläche eines Abrichtelementes der Klasse I in Relativ-Schleifberührung mit der Schleifscheibenfläche erfolgt, und Cc) daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit der wirksamen Oberfläche und der Schleifscheibe gemeinsam so eingerichtet werden, daß das SIE-Verhältnis des Schleifkontaktes innerhalb des vorgewählten Wertbereiches liegt, wobei eine Schleifscheibenabnutzung und Schärfung erfolgt, und wobei die Geschwindigkeit des Schleifvorganges größer sein kann, als anders möglich, ohne die von der Schleifscheibe auf das Werkstück wirkenden tolerierbaren Kräfte zu überschreiten.

- 38 -

ό Z Ί U 5 b

113. Verfahren nach. Anspruch 112, dadurch gekennzeichnet, daß heim Schritt Cc) das STE-Verhältnis zumindest annähernd auf einem vorbestimmten einstellbaren Sollwert gehalten wird.

114· Verfahren nach Anspruch 113, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert beim Grob- und Peinschleifen des Werkstückes auf erste und zweite Werte eingestellt wird, wobei der erste Wert kleiner als der zweite ist.

115· Verfahren nach Anspruch 112, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt te) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der wirksamen Fläche des Abrichtelementes und der Schleifscheibenfläche verringert oder erhöht wird, wenn das STE-Ver-. hältnis dazu tendiert, über den vorbestimmten Bereich anzusteigen oder unter den Bereich zu fallen.

116, Verfahren zum Schleifen einer Werkstücksfläche mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, wobei Ca) ein Relativ-Vorschub der Schleifscheibenfläche in Relativ-Schleifkontakt mit der Oberfläche des Werkstückes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, Cb) daß während des Schrittes Ca) die Arbeitsfläche eines Abrichtelementes in intermittierenden, beabstandeten Zeitabschnitten in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche gebracht wird, und

Cc) daß während dieser Zeitabschnitte die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitsfläche und der Schleif- * scheibenfläche gemeinsam so eingerichtet werden,

- 39 -

daß das STE-Verhältnis innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches liegt.

117. Verfahren nach Anspruch 116, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Zeitabschnittes die Arbeitsfläche des Abrichtelementes entlang eines radial zur Schleifscheibenachse verlaufenden Weges relativ zur Schleifscheibenfläche um eine vorbestimmte Strecke nach innen bewegt wird.

118. Verfahren nach Anspruch 116, dadurch gekennzeichnet, daß während der Intervalle zwischen den Zeitabschnitten das Abrichtelement insgesamt bewegt wird, um einen vorbestimmten Abstand zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche des Abrichtelementes aufrechtzuerhalten.

119. Verfahren nach Anspruch 118, dadurch gekennzeichnet,

(i) daß die Schleifscheibe auf einem Schleifscheibenschlitten angebracht ist, der als Ganzes bewegt wird, um die Schleifscheibe relativ zur Werkstücksfläche zuzustellen,

(ii) daß das Abriohtelement auf einem relativ zum Schleifscheibenschlitten beweglichen Abrichtschlitten angebracht ist, und

(iii) daß der Abstand aufrechterhalten wird, indem der Abrichtschlitten relativ zum Schleifscheibenschlitten gegen die Schleifscheibenachse hin bewegt wird, mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Verminderungsgeschwindigkeit des Radius der Schleifscheibe ist.

- 40 -

120. Verfahren nach Anspruch 118, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe und das Abrichtelement für eine Relativbewegung entlang einer gemeinsamen Linie, die senkrecht zur Achse und durch die Achse der Schleifscheibe verläuft, angeordnet sind, wobei während der Intervalle der Abstand durch kontinuierliches Einstellen der Stellung des Abrichtelementes, derart, daß

• ^Pts = \ ^{+ R}te ^{+ GAP}

aufrechterhalten wird, wenn die Schleifscheibe das Werkstück schleift, wobei

P, die Stellung eines Bezugspunktes am Abrichtelement relativ zur Schleifscheibenachse und entlang dieser Linie,

R der Schleifscheibenradius, GAP die Länge des Abstandes, und

R, der Abstand entlang der Linie und zwischen dem Bezugspunkt und einem Punkt auf der Arbeitsflä-. ehe ist.

121. Verfahren nach Anspruch 118, dadurch gekennzeichnet, daß ' vor den Beginn jedes Zeitabschnittes die Arbeitsfläche des Abrichtelementes nach innen zur Schleifscheibenfläche hin bewegt wird, um eine Strecke, die gleich der Breite des Abstandes ist, und wobei während jedes Abschnittes eine weitere Bewegung nach innen um eine vorbestimmte Strecke erfolgt.

- 41 -

122. Verfahren nach Anspruch 121, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung nach innen vor dem Beginn jedes Zeitabschnittes mit einer ersten vorbestimmten Geschwindigkeit erfolgt.

123. Verfahren nach Anspruch 122, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Bewegung nach innen während jedes Zeitabschnittes mit einer zweiten vorbestimmten Geschwindigkeit erfolgt, die geringer ist als die erste Geschwindigkeit.

124. Verfahren nach Anspruch 116, dadurch gekennzeichnet,

(d) daß jedes Mal, wenn der Schleifscheibenradius infolge des Schleifvorganges des Schrittes (a) während einem Intervall zwischen zwei Abschnitten um einen bestimmten Betrag reduziert wurde, ein Signal erzeugt wird, und

(e) daß in Abhängigkeit vom Auftreten dieser Signale die Schritte (b) und (c) ausgelöst werden.

125. Verfahren nach Anspruch 124, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Schrittes (,d) der Schleifscheibenradius
an einer bestimmten axialen Stelle entlang der Schleifscheibenfläche gemessen wird, wobei diese Stelle dort
liegt, wo die schnellste Abnutzung und die schnellsten
Formabweichungen auftreten.

126. Verfahren zum Schleifen der Fläche eines Werkstückes mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, wobei

(a) ein Relativ- Vorschub der Schleifscheibenfläche
in Eelativ-Schleifkontakt mit der Werkstücksfläche
erfolgt,

dadurch gekennzeichnet,

- 42 -

(b) daß Meßeinrichtungen verwendet werden, die wirksam angeordnet sind, um die SchleifscheibenfIache anzufühlen und ein Signal zu erzeugen, wenn die Schleifscheibenfläche in einem vorbestimmten Maße von der gewünschten Form abweicht,

(c) daß in Abhängigkeit von jedem dieser Signale während der Ausführung des Schrittes ^a) die folgenden Schritte (d) und (d1) ausgelöst und ausgeführt werden:

(d) Bewegen der Arbeitsfläche des Abrichtelernentes in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche; und

während eines endlichen Zeitabschnittes gemeinsames Einrichten der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Relativ-Vorschubgeschwindlgkeit der Arbeitsfläche und der Schleifscheibenfläche, um das STE-Yerhältnis innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

127. Verfahren nach Anspruch 126, dadurch gekennzeichnet, daß der endliche bzw. begrenzte Zeitabschnitt bei der Ausführung jedes Schrittes ^d) und (d1) beendet wird, wenn das Abrichtelement nach dem ersten Kontakt mit der Schleifscheibenfläche um einen vorbestimmten Schritx nach innen geführt ist.

128. Verfahren nach Anspruch 126, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzte Zeitabschnitt bei der Ausführung jedes der Schritte (d) und (d1) beendet wird, nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist, das in dem Augenblick beginnt, in dem das Abrichtelement die Schleifscheibenfläche berührt.

- 43 -

129. Verfahren nach Anspruch 126, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Mal nach der Ausführung der Schritte (d) und (d1) das Abrichtelement bewegt wird, um den Abstand zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche des Abrichtelementes nicht größer als vorbestimmt werden zu lassen, wobei nach dem nächsten Signal die Ausführung der Schritte (d) und Qd.1) erfordert,daß das Abrichtelement nicht mehr als um den vorbestimmten Abstand zur Schleifscheibenfläche hin bewegt wird, um den Eelativ-Schleifkontakt zu bewirken.

130. Schleifmaschine mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, die relativ zustellbar ist, um in Schleifkontakt mit einem Werkstück zu treten und mit einem Abrichtelement, das relativ vorschiebbar ist, um mit der Schleifscheibe in Schleifkontakt zu treten, und mit einer Steuereinrichtung, gekennzeichnet durch:

(a) eine Schleifscheiben-Zustelleinrichtung, um die Schleifscheibe relativ zum Werkstück zu bewegen, um einen Schleifvorgang am Werkstück auszuführen,

(b) eine Abricht element-Vor schubeinrichtung, um das Element relativ zur Schleifscheibe zu bewegen, um während zeitlich beabstandeter Abschnitte einer Zeitspanne einen Abrichtvorgang auszuführen, während die Schleifscheiben-Abrichteinrichtung (a) kontinuierlich arbeitet, und

(c) eine Einrichtung, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Abrichtvorganges gemeinsam so einzurichten, daß das STE-Verhältnis des Abrichtvorganges während jedes dieser Abschnitte innerhalb eines vorgewählten Bereiches liegt.

- 44 -

151. Schleifmaschine nach Anspruch 130, gekennzeichnet durch: Cd) Einrichtungen zum Steuern des Vorschubes des Abrichtelementes, um zwischen dem Element und der Schleifscheibe eine trennende Lücke aufrechtzuerhalten, die nicht größer ist als ein vorbestimmter Abstand.

152. Schleifmaschine nach Anspruch 131, gekennzeichnet durch:

Eine Folgesteuerung zum Zustellen und Positionieren des Abrichtelementes relativ zur Schleifscheibe, der Art, daß

Ci) die Einrichtung C&) aktiv ist, um die Lücke beizubehalten, während die Einrichtung C^) zum Schleifen des Werkstückes arbeitet, worauf Cxi) das Abrichtelement in Berührung mit der Schleifscheibe gebracht wird, worauf

Ciii) die Einrichtungen C^) und Cc) während einer der Zeitabschnitte aktiv sind, und

Civ) die Folge Ci)» Ui) un-cl Ciü) wiederholt wird.

133. Schleifmaschine nach Anspruch 150, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung Ca) Mittel zum Beenden des Abrichtvorganges in jedem Zeitabschnitt aufweist, wenn der Schleifscheibenradius infolge des Abrichtvorganges um einen bestimmten Betrag vermindert ist.

134. Schleifmaschine nach Anspruch 131, gekennzeichnet durch Ce) Einrichtungen zum Schließen der Lücke und zum Auslösen einesAbrichtabschnittes zu zeitlich beabstande ten Zeitpunkten und zum Markieren des Endes der Intervalle.

- 45 -

135. Schleifmaschine nach Anspruch 131', gekennzeichnet durch: Cc) Einrichtungen zum Schließen der Lücke und zum Auslösen eines Abrichtabschnittes in Abhängigkeit von einer bestimmten Schleifscheibenradiusverminderung infolge eines SchleifVorganges, nachfolgend auf das Ende des vorangehenden Abschnittes.

136. Verfahren zum Schleifen einer Werkstücksfläche mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, gekennzeichnet durch:

Ca) Vorschub der Schleifscheibenfläche relativ zur Werkstücksfläche und mit Relativ-Schleifkontakt, um einen SohleifVorgang zu erzeugen,

Cb) gleichzeitig mit Schritt (a) Zustellen der Arbeitsfläche eines Konditionierelementes relativ zur Schleifscheibenfläche und mit Schleifkontakt, um einen Abzieh-/Abrichtvorgang zu erzeugen, der den Schleifscheibenradius mit einer Geschwindigkeit vermindert, die größer ist als die durch das Schleifen bewirkte Verminderungsgeschwindigkeit und

Cc) gemeinsames Steuern der Relativ-Vorschubgeschwindigkeit und der Oberflächengeschwindigkeit des Abricht-/ Abziehvorganges, um den Zustand der Schleifscheibenfläche zu variieren bzw. aufrechtzuerhalten.

137. Verfahren nach Anspruch 136, dadurch gekennzeichnet, daß, um eine schärfere oder stumpfere Schleifscheibenfläche zu erhalten, entweder Ci) die Relativ-Oberflächenge schwindigke it im Schleifscheibenfläehen-ZArbeitsflächenbereich vermindert oder erhöht wird, oder Cü) daß die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitsfläche und der Schleifscheibenfläche erhöht oder verringert wird.

- 46 -

158. Verfahren nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet, daß, um einen rauheren oder glatteren Oberflächenfinish am Werkstück zu erhalten, entweder (i) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit im Schleifschei"benflächen-/Ar— beitsflächenbereich vermindert oder erhöht wird, oder (ii) daß die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitsfläche und der Schleifscheibenfläche erhöht oder verringert wird.

159. Verfahren nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) während einer Zeitspanne an einem gegebenen Werkstück ausgeführt wird, wobei das Grob- oder Feinschleifen während jeweils früherer und späterer Zeitabschnitte dieser Zeitspanne erfolgt und wobei während des späteren Abschnittes zumindest eine der folgenden Einstellungen vorgenommen wird:

{!) Erhöhen der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Abricht-/Abziehvorganges bezüglich der während des früheren Abschnittes der Zeitspanne erzeugten Relativ-Oberflächengeschwindigkeit;

(ii) Verringern der Relativ-Zustellgeschwindigkeit des Abrichtelementes und der Schleifscheibe bezüglich der während des früheren Abschnittes der Zeitspanne erzeugten Relativgeschwindigkeit.

140. Verfahren nach Anspruch 136, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausführen des Schrittes (c) die Bestimmung des SGE-Verhältnisses des Schleifvorganges erfolgt und daß in Abhängigkeit von einer Erhöhung oder Verringerung dieses Verhältnisses zumindest einer der nachfolgenden Korrekturvorgänge erfolgt:

- 47 -

(i) Verringern oder Erhöhen der Relativ-Oberflächenge schwindigkeit des SchleifVorganges an der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche;

(ii) Erhöhen oder Verringern der Relativ-Vorschub schwindigkeit der Schleifscheibe und des Abrichtelementes.

141· Verfahren nach Anspruch 136, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Cc) ausgeführt wird, um das STE-Verhältnis des Abrichtvorganges im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Sollwert zu halten.

142. Verfahren nach Anspruch 136, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) ausgeführt wird, um das SGE-Verhältnis des SchleifVorganges im wesentlichen in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Sollwert zu halten.

143. Verfahren nach Anspruch 141, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert auf relativ niedrige und hohe Werte eingestellt wird, wenn während des Schrittes (a) ein Grob- und Peinschleifvorgang erfolgt.

144. Verfahren nach Anspruch 142, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert auf relativ niedrige und hohe Werte eingestellt wird, wenn während des Schrittes (a) ein Grob- und Peinschleifvorgang erfolgt.

145. Verfahren zum Schleifen einer W_erkstücksfläche mittels einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, wobei

(a) ein Relativ-"Vorschub des Werkstückes und der Schleifscheibe erfolgt, wobei ein Schleifkontakt zwischen der Werkstücksfläche und der Schleifscheibenfläche erfolgt, um den SchleifVorgang zu be-

- 48 -

wirken, dadurch gekennzeichnet,

("b) daß während des Schrittes (a) die Arbeitsfläche eines Konditionierelementes in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifschei"benflache zugestellt wird, und

^c) daß die Relativ-Oberflächengesehwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes mit dem Konditionierelement gemeinsam so eingerichtet werden, daß das SGE-Verhältnis des SohleifVorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches liegt.

146, Verfahren nach Anspruch 145» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) ausgeführt wird, indem einer der folgenden Vorgänge eingeleitet wird, wenn das SGE-Verhältnis (i) über den Bereich ansteigt oder (ii) unter diesen Bereich abfällt:
Vorgang 1: Ci) Verringerung oder (ii) Erhöhen der Re-

lativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche;

Vorgang 2: (i) Erhöhen oder (ii) Verringern der Relativ-VorSchubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche.

147. Verfahren nach Anspruch 145, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) die Erzeugung eines Signales einschließt, welches direkt oder umgekehrt proportional Änderungen des SGE-Verhältnisses für die Schleifwirkung im Bereich Schleifscheibenfläche/Werkstücksfläche wiedergibt und daß in Abhängigkeit von diesem Signal die Relativ-Oberflächenge schwindigke it und die Zustellgeschwindigkeit

- 49 -

für den Schleifkontakt im Bereich Schleifscheibenfläche/ Arbeitsfläche gemeinsam in einer Richtung eingestellt werden, um das Signal wieder auf seinen" ursprünglichen Wert zu bringen.

148. Verfahren nach Anspruch 145, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wertbereich von Zeit zu Zeit geändert wird.

149- Verfahren nach Anspruch 148, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wertbereich relativ niedrig gewählt wird, um die Schleifscheibe während des Grobschleifens des Werkstückes scharf zu halten und während des Peinschleifens des Werkstückes relativ hoch.

150. Verfahren nach Anspruch 145» dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausführung des Schrittes (c) das SGE-Verhältnis zumindest annähernd gleich dem vorbestimmten aber veränderbaren Sollwert gehalten wird.

151. Verfahren nach Anspruch 150, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche jeweils verringert oder erhöht wird, wenn das SGE-Verhältnis des SchleifVorganges im Bereich der Schleifscheibenfläche/Arbeitsfläche dazu neigt, über den Sollwert anzusteigen bzw. unter den Sollwert abzufallen.

152. Verfahren nach Anspruch 150, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativ- Vorschubgesohwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche jeweils verringert oder erhöht wird, wenn das SGE-Verhältnis des Sohleifvorganges im Bereich der Schleif-

- 50 -

scheibenflache/Arbeitsfläche dazu neigt, über den Sollwert anzusteigen bzw. unter den Sollwert abzufallen.

153. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, wobei

(a) die Schleifscheibenfläche relativ zur Werkstücksfläche und in Relativ-Schleifkontakt "damit vorbewegt wird, um einen Schleifvorgang zu bewirken,

(b) daß zumindest annähernd die Leistung PWR bestimmt wird,

die für den SchleifVorgang aufgebracht wird,

(c) daß zumindest annähernd die Geschwindigkeit M' der Materialentfernung vom Werkstück bestimmt wird,

Cd) daß die Arbeitsfläche des Konditionierelementes relativ zur Schleifscheibenfläche und in Relativ-Schleifkontakt damit zugestellt wird, um einen Abzieh-/Abrichtvorgang zu bewirken, und

(e) daß die bestimmte Leistung PWR und die bestimmte Geschwindigkeit M¹ verwendet wird, um das STE-Verhältnis des Abzieh-/Abrichtvorganges zu erhöhen oder zu verringern, wenn das Verhältnis · ■ der Leistung zur Geschwindigkeit über den vorbestimmten Sollwert steigt oder darunter abfällt, wodurch das zuletzt genannte Verhältnis zumindest annähernd auf dem Sollwert gehalten wird.

154. Verfahren nach Anspruch 153, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert während des Grobschleifens und des Peinschleifens des Werkstückes relativ niedriger und relativ höher gewählt wird.

- 51 -

155* Verfahren.nach Anspruch 153, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) ausgeführt wird, indem das Konditionierelement relativ zur Schleifscheibenfläche vorbewegt wird, um die Radiusverminderungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe infolge des Abzieh-ZAbrichtvorganges größer als die Radiusverminderungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe infolge des Schleifvorganges zu machen, und daß das STE-Verhältnis erhöht oder verringert wird, indem jeweils die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche erhöht und verringert wird.

156. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes, welches keine hinreichende Festigkeit aufweist, um ohne schädliche Verformungen wesentlichen beim Schleifen aufgebrachten Kräften zu widerstehen, wobei

(a) das Werkstück und eine drehend angetriebene Schleifscheibe relativ zueinander in Schleifkontakt vorbewegt . werden, um den Sohleifvorgang zu bewirken, dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) eine Relativ-Zustellung der Arbeitsfläche des Konditionierelementes in ReIativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche erfolgt , und

(c) daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitsfläche und der Schleifscheibenfläche gemeinsam so eingerichtet werden, daß das SGE-Verhältnis des Schleifvorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches bleibt.

157. Verfahren nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) das Halten des SGE-Verhältnisses zumindest annähernd auf einen vorbestimmten, aber einstellbaren Sollwert beinhaltet.

158. Verfahren nach Anspruch 157, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert so eingestellt wird, daß der erste und zweite Werte jeweils während des Grobschleifens und Peinschleifens des Werkstückes hat, wobei der erste Wert niedriger als der zweite ist.

159· Verfahren nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt Ic) die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes zwischen der Arbeitsfläche und der Schleifscheibenfläche verrringert oder erhöht wird, wenn das SGE-Verhältnis dazu neigt, über den vorbestimmten Bereich anzusteigen oder darunter abzufallen.

160. Verfahren nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement der Klasse I zugehört und daß der vorbestimmte Bereich so gewählt ist, daß das Verhältnis W'/ΤΕ' größer 1,0 gehalten wird, wobei W¹ und TE· die pro Zeiteinheit jeweils von der Schleifscheibe und dem Abrichtelement entfernten Materialvolumina sind.

161. Verfahren nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet, . daß das Konditionierelement der Klasse II zugehört und daß der vorbestimmte Bereich so gewählt ist, daß das Verhältnis W'/TE· größer als 10,0 ist, wobei W¹ und TE¹ die pro Zeiteinheit jeweils von der Schleifscheibe und dem Abriäitelement entfernten Materialvolumina sind.

- 53 -

162. Schleifmaschine mit

(1) einem Werkstücksträger,

(2) einer drehbaren Schleifscheibe mit

(i) Antriebseinrichtungen zum Drehen der Schleifscheibe , und

(ii) Einrichtungen zum Tragen der Schleifscheibe und des Werkstücksträgers, um diese relativ zueinander zu bewegen, und mit

(3) einem Schleifscheiben-Konditionierelement mit

(i) einer Trägereinrichtung für das Element und die Schleifscheibe, die deren Relativbewegung ermöglicht, gekennzeichnet durch:

(a) Steuereinrichtungen für die Einrichtungen (2) (i) und C2)(ii), um die Schleifscheibe und das Werkstück in Relativ-Schleifkontakt zu bringen, um den Schleifvorgang zu bewirken,

(b) Einrichtungen, die während des Schleifvorganges wirksam sind, um die Einrichtungen (3) (i) zu steuern, so daß ein Relatiworschub der Schleifscheibe und des Abrichtelementes in Schleifkontakt erfolgt, um einen Abrichtvorgang zu bewirken, und

(c) Einrichtungen zum gemeinsamen Steuern der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit des Konditioniervorganges, um das SGE-Verhältnis des SchleifVorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

163. Schleifmaschine nach JLn.spru.ch 162, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen Cc) aufweisen:

Cd) eine Einrichtung zum Messen der physikalischen Parameter des SohleifVorganges, wie er mittels der Einrichtungen Ca) erfolgt, um ein Signal zu erzeugen, das zumindest annähernd proportional zum SGE-Verhältnis des SchleifVorganges variabel ist, und

Cc2) eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von dem Signal zumindest eine der i Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und ii der Relativ-Vorschubgeschwindigkeit des Konditioniervorganges, wie er durch die Einrichtung C*>) erfolgt, korrigierend einstellt, um das SGE-Verhältnis innerhalb des vorgewählten Bereiches zu halten.

164. Schleifmaschine nach Anspruch 162, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen Cc) eine Einrichtung aufweisen, um den vorgewählten Bereich von Zeit zu Zeit ändern.

165. Schleifmaschine nach Anspruch 162, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen Cc) durch Mittel gebildet werden, um die Relativ-Geschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Konditioniervorganges gemeinsam zu steuern, um das SGE-Yerhältnis des SchleifVorganges zumindest annähernd gleich dem vorbestimmten aber veränderlichen Sollwert zu halten.

166. Schleifmaschine nach Anspruch 165, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen Cc) Mittel aufweisen, um die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit jeweils zu verringern oder zu erhöhen, wenn das SGE-Verhältnis dazu tendiert, über den Sollwert anzusteigen oder unter den Sollwert abzufallen.

- 55 -

167· Schleifmaschine nach Anspruch 165» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (c) Mittel aufweisen, um die Vorschubgeschwindigkeit jeweils zu erhöhen oder zu verringern, wenn das SGE-Verhältnis dazu tendiert, über den Sollwert anzusteigen oder darunter abzufallen.

168. Schleifmaschine nach Anspruch 165, dadurch gekennzeichnet, daß die-Einrichtungen (c) aufweisen:

(d) Mittel zum Messen der physikalischen Parameter des mittels der Einrichtungen (a) erzeugten Schleifvorganges, um ein Signal zu erzeugen, welches

PWR σ

proportional zum Verhältnis ' ' variiert, wobei PWR die Energie ist, die aufgewendet wurde,

um den Re lativ-Schle if kontakt des Sc hie if vor ganges zu bewirken und M' die Geschwindigkeit, mit der die Materialentfernung vom Werkstück als Folge des andauernden SohleifVorganges, und

(e2) Mittel zur gemeinsamen Steuerung in Abhängigkeit von diesem Signal.

169. Schleifmaschine nach Anspruch 162, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (a) eine Steuereinrichtung aufweisen, um die Schleifgeschwindigkeit GR am Werkstück im wesentlichen gleich einem Sollwert zu halten.

170. Schleifmaschine nach Anspruch 165, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (c) aufweisen:

(c1) Meßeinrichtungen für die physikalischen Parameter des mittels der Einrichtung (a) bewirkten Schleifvorganges, um ein Signal zu erzeugen, welches das Ist-SGE-Verhältnis des Schleifvorganges darstellt,

- 56 -

Cc2) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Sollwert-Signales SGE,, und

(c5) eine Steuereinrichtung, um eine Steuerung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem SGE und dem SGE^-Signal zu "bewirken, um die Differenz im wesentlichen auf Hull zu bringen.

171. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, die eine Umfangsarbeitsfläche konzentrisch zur Drehachse aufweist, wobei

Ca) ein Relativ-Vorschub der Schleifscheibe und des Werkstückes erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Werkstücksfläche in Relativ-Schleifkontakt zu halten, um den Schleifvorgang zu bewirken, wobei zumindest ein Teil des Vorschubes ein Zustellvorgang ist,

dadurch gekennzeichnet,

(b)daß während des Schrittes (a) eine Relativ-Zustellung der Arbeitsfläche des Konditionierelementes in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche erfolgt, wobei die Arbeitsfläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt ,

(c)daß während der Schritte (a) und C*>) mi"t einem Meßinstrument die Arbeitsfläche des Elementes gemessen wird, um ein erstes Signal zu erzeugen, das die Abmessung (R+_e) zwischen einer Referenzmarkierung am Abrichtelement und der Arbeitsfläche darstellt, wobei die Abmessung auf oder parallel zu einer Linie liegt, die durch die Schleifscheibenachse und senkrecht zur Arbeitsfläche am Punkt des

- 57 -

Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibe und dem Abrichtelement verläuft,

Cd) daß während der Schritte ta) und (b) der Stellungsabstand C^₃) von der Schleifscheibenflache zur Referenzmarkierung gemessen und durch ein zweites Signal dargestellt wird, wobei dieser Abstand auf oder parallel zur obengenannten Linie liegt, und

Ce) daß die ersten und zweiten Signale verwendet werden, um die algebraische Differenz (P+_s - R+_e) zwischen dem Abstand und der Abmessung zu bestimmen, als Darstellung des Radius CR_W) der Schleifscheibe, wenn diese sich abnutzt.

172. Verfahren nach Anspruch 171» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt C^) ausgeführt wird, um das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges innerhalb eines bestimmten Wertbereiches zu halten.

173. "Verfahren nach Anspruch 171» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) ausgeführt wird, um das SGE-Verhältnis des Schleifvorganges innerhalb eines bestimmten Wertbereiches zu halten.

174· Verfahren nach Anspruch 171, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz verwendet wird, um den Schritt C^) zu steuern, um durch gemeinsame Steuerung der Geschwindigkeit des Relativ-Schleifkontaktes und der Vorschubgeschwindigkeit das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

175. Verfahren nach Anspruch 171, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz verwendet wird, um den Schritt (b) zu steuern, um durch gemeinsame Steuerung der Geschwindigkeit des Relativ-Schleifkontaktes und der Yorschubgeschwindigkeit das SSE-Verhältnis des Schleifvorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

176. Verfahren nach Anspruch 171, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (,b) mit einem Klasse I-Konditionierelement ausgeführt wird und daß das Abrichtverhältnis TR des Konditionierelementes so gesteuert wird, daß es nicht kleiner als 10,0 ist, wobei die bei der Ausführung des Schrittes (c) verwendete Meßeinrichtung eine Einrichtung mit begrenztem Bereich sein kann, im Gegensatz zu einer In-Prozeß-Werkstücksmeßeinrichtung.

177. Verfahren nach Anspruch 171, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Cb) mit einem Klasse II-Konditionierelement ausgeführt wird und daß das Abrichtverhältnis TR des Konditionierelementes so gesteuert wird, daß es nicht kleiner als 100,0 ist, wobei die bei der Ausführung des Schrittes {c) verwendete Meßeinrichtung eine Einrichtung mit begrenztem Bereich sein kann, im Gegensatz zu einer In-Prozeß-Werkstücksmeßeinrichtung.

178. Verfahren nach Anspruch 171, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt ^b) mit einem Konditionierelement aus Metall oder aus einer Metallegierung erfolgt, wobei das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges so ge-

- 59 -

steuert wird, daß es geringer als 0,5 HP/in, /min. 10,03 PS/cm /min.) während zumindest des wesentlichen Teils der Zeitspanne ist, während der das Werkstück gemäß Schritt (a) geschliffen wird.

179. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, die eine periphere, konzentrisch zur Drehachse angeordnete Arbeitsfläche aufweist, wobei

(a) eine Relativ-Zustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Werkstücksfläche in Eelativ-Schleifkontakt zu halten, um den Schleifvorgang zu bewirken, und wobei zumindest ein Teil des Vorschubes ein Zustellen ist,

dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) eine Relativ-Zustellung der Arbeitsfläche eines Konditionierelementes in Relativ-Schleifkontakt mit der Schleifscheibenfläche erfolgt, wobei die Arbeitsfläche die gewünschte Porm der Schleifscheibenfläche aufweist,

(c) daß während der Schritte (a) und (b) mit einer Meßeinrichtung die Arbeitsfläche des Arbeitselementes gemessen wird, um ein erstes Signal zu erzeugen, das den Abstand CR+_e) zwischen einer Referenzmarkierung am Abrichtelement und der Arbeitsfläche darstellt, wobei dieser Abstand entlang oder parallel zu einer Linie liegt, die durch die Schleifscheibenachse und senkrecht zur Arbeitsfläche durch den Punkt des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibe und dem Abrichtelement verläuft,

- 60 -

(d) daß die während der Schritte {&) und (b) der Stellungsabstand CIV₈) von der Schleifscheibenachse zur Referenzmarkierung gemessen und von einem zweiten Signal dargestellt wird, wobei der Abstand entlang oder parallel der Linie liegt,

Ce) daß während der Schritte ^a) und (b) die Stellungslänge CI*_WS) von einer Referenzmarkierung am Werkstück zur Schleifscheibenachse gemessen und von einem dritten Signal dargestellt wird, wobei diese Länge entlang oder parallel zu einer Linie liegt, die durch die Schleifscheibenachse und senkrecht zur Schleifscheibe durch den Berührungspunkt des Schleifkontaktes zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück verläuft, und

Cf) daß die ersten, zweiten und dritten Signale verwendet werden, um durch algebraische Kombination (Ί?,_τα - £+0

WS l»S

+ R.|._e) die Abmessung CR₀) des Werkstückes von der Referenzmarkierung zur geschliffenen Fläche entlang oder parallel zur letztgenannten Linie trotz Verminderung des Radius CR_W) der Schleifscheibe infolge Abnutzung zu bestimmen.

180. Verfahren nach Anspruch 179, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) ausgeführt wird, um das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

181« Verfahren nach Anspruch 179» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Ct>) ausgeführt wird, um das SGE-Verhältnis des Schleifvorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

- 61 -

182. Verfahren nach Anspruch 179, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung (R ), die aus der algebraischen Kombination bestimmt wird, verwendet wird, um den Schritt (b) zu steuern, um durch gemeinsame Steuerung der Relativ-Oberflächenge schwindigke it und der Vorschubgeschwindigkeit im Bereich Schleifscheibe/Abrichtelement das SGE-Verhältnis des SohleifVorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten·

183· Verfahren nach Anspruch 179» dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) mit einem Klasse I-Konditionierelement ausgeführt wird und daß das Abrichtverhältnis TR des Konditionierelementes so gesteuert wird, daß es nicht kleiner als 10,0 ist, wobei die bei der Ausführung des Schrittes Cc) verwendete Meßeinrichtung eine Einrichtung mit begrenztem Bereich seinlann, im Gegensatz zu einer In-Prozeß-Werkstücksmeßeinrichtung.

184. Verfahren nach Anspruch 179, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) mit einem Klasse II-Konditionierelement ausgeführt wird und daß das Abrichtverhältnis TR des Konditionierelementes so gesteuert wird, daß es nicht kleiner als 100,0 ist, wobei die bei der Ausführung des Schrittes (c) verwendete Meßeinrichtung eine Einrichtung mit begrenztem Bereich sein kann, im Gegensatz zu einer In-Prozeß-Werkstücksmeßeinrichtung.

185. Verfahren nach Anspruch 179, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) mit einem Konditionierelement aus Metall oder aus einer Metallegierung erfolgt, wobei das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges so ge- -M

- 62 -

steuert wird, daß es geringer als 0,5 HP/in, /min. (0,03 PS/cm /min.) während zumindest des wesentlichen Teils der Zeitspanne ist, während der das Werkstück gemäß Schritt (a) geschliffen wird.

186. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, die eine periphere Arbeitsfläche konzentrisch zur Drehachse aufweist, wobei

(a) eine Relativ-Zustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Arbeitsfläche des Werkstückes in Relativ-Schleifkontakt für einen Sohleifvorgang zu bringen, dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) eine relative und körperliche Zustellung der Schleifscheibe und des Konditionierelementes erfolgt, um einen ReIativ-Schleifkontakt der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche des Konditionierelementes zu erzeugen, wobei die Arbeitsfläche des Konditionierelementes mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

(c) daß während der Schritte (a) und (b) mit einer Heßeinrichtung die Arbeitsfläche des Abrichtelementes gemessen wird, um ein erstes Signal zu bilden, das die Verminderungsgeschwindigkeit (ί^_Θ) der Größe des· Abrichtelementes darstellt, gemessen in einer Richtung parallel zur Zustellrichtung der Schleifscheibe und des Abrichtelementes,

- 63 -

daß während der Schritte (a) und (,b) ein zweites Signal erzeugt wird, das die durch den Schritt (b) bewirkte Zustellgeschwindigkeit (i^g) darstellt, und

te) daß die ersten und zweiten Signale verwendet werden, um die algebraische Differenz z(i¹. - E.'+ ) zwischen der Zustellgeschwindigkeit und der Verminderungsgeschwindigkeit zu bestimmten, als repräsentativ für die Geschwindigkeit (R¹ ), mit der Schleifscheibenradius vermindert wird.

- 64 -

187· Verfahren nach Anspruch 186, dadurch gekennzeichnet, tg) daß eine gewünschte Schleifgeschwindigkeit GR erzeugt wird Inämlich die Geschwindigkeit, mit der die Werkstücksabmessung in einer Richtung parallel zur Zustellrichtung der Schleifscheibe und des Werkstückes vermindert wird), indem die Zustellgeschwindigkeit {Έ) des Schrittes (a) gesteuert wird, um sie im wesentlichen gleich GR zuzüglich der Differenz dVg-R'+g) zu machen.

188. Verfahren nach Anspruch 186, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz verwendet wird, um den Schritt (,b) zu steuern, um das STE-Verhältnis des SohleifVorganges zwischen der Schleifscheibe und dem Abrichtelement innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

189· Verfahren nach Anspruch 186, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement aus Metall oder einer Metallegierung besteht und daß der Schritt (b) durchgeführt wird, um das Abrichtverhältnis TR aufgrund des Schleifkontaktes zwischen Schleifscheibe und Abrichtelement zumindest gleich 10,0 zu machen.

190. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer um ihre Achse drehend angetriebenen^ßchleifscheibe bei genauer Kenntnis des Radius der Schleifscheibenfläche zur WerkstücksabmesBungssteuerung ohne In-Prozeß-Werkstücksmeßeinrichtungen, wobei

ta) das Werkstück und die Schleifscheibe für eine Relativ- Zustellbewegung entlang einer ersten Linie gehalten werden, die senkrecht zur Schleifscheibendrehachse verläuft und wobei die drehende Schleif-

- 65 -

scheibe zugestellt wird, um den Sc hie if Vorgang durchzuführen,

dadurch gekennzeichnet,

(b) Anordnung eines zylindrischen Konditionierelernentes zur Drehung um seine Achse und zu einer Zustellbewegung relativ zur Schleifscheibe entlang einer zweiten, die Schleifscheibenachse und die Abrichtelementachse schneidenden Linie, wobei das Abrichtelement eine konzentrisch zu seiner Achse angeordnete Arbeitsfläche aufweist, die mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

Cc) daß während der Ausführung des Schrittes ta) das Abrichtelement drehend angetrieben wird und eine Zustellung relativ zur Schleifscheibe erfolgt, um einen Schleifkontakt zu erzeugen, der die Schleifscheibenfläche abnutzt und den Radius reduziert, wobei diese Radiusverminderung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die größer ist als die des Sohleifvorganges,

(d) daß eine Meßeinrichtung verwendet wird, um die Oberfläche des Abrichtelementes zu messen und ein erstes Signal zu erzeugen, das den Radius R. des Abrichtelementes darstellt und

(e) daß ein zweites Signal erzeugt wird, das den sich ändernden Abstand P. zwischen den Achsen der Schleifscheibe und des Abrichtelementes während deren Relativ-Zustellung darstellt, und

(f) daß die Differenz zwischen dem zweiten und ersten Signal als Radiusdarstellung R der Schleifscheibe verwendet wird.

- 66 -

32Ί

191· Verfahren nach Anspruch 190, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement aus einem metallischen Material besteht und daß die Meßeinrichtung eine elektrische Annäherungs-Meßeinrichtung ist, die mit einer Induktivwirkung arbeitet.

192. Verfahren nach Anspruch 190, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) die gemeinsame Steuerung der ReIativ-Zustellung und der Eelativ-Oberflächengeschwindigkeit des Schleifkontaktes beinhaltet, um das Verhältnis

Wl

größer als 10,0 zu machen und daß der Elementradius R, relativ langsam abnimmt, im Vergleich mit einer gegebenen Verminderung des Radius R der Schleifscheibe, wodurch die Meßeinrichtung innerhalb eines begrenzten wirksamen Bereiches ohne Bewegung oder Relativ-Ueueinstellung bezüglich der Drehachse des Abrichtelementes arbeiten kann.

193« Verfahren zum Schleifen einer zylindrischen Werkstücksfläche mittels einer um ihre Achse drehend angetriebenen Schleifscheibe, die eine konzentrisch zu dieser Achse angeordnete Schleiffläche aufweist, wobei

(a) das Werkstück um die Achse der Arbeitsfläche gedreht wird, und

(b) eine Relativ-Zustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes entlang eines ersten linearen Weges erfolgt, der sich durch die Achse der Werkstücksfläche und die Schleifscheibenachse erstreckt, um einen Relativ-Schleifkontakt zwischen der Schleifscheibenfläche und der Werkstücksfläche zu bilden und dadurch den Schleifvorgang zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet,

- 67 -

Cc) daß während der Schritte Ca) und (ΐ>) ein zylindrisches Konditionierelement um seine Achse gedreht wird, wobei dieses Konditionierelement eine Arbeitsfläche aufweist, die konzentrisch zu dieser Achse liegt und mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

Cd) daß eine Relativ-Zustellung des Abrichtelementes entlang einem zweiten linearen Weg erfolgt, der sich durch die Schleifscheibenachse und die Achse der Kondiitonierrolle erstreckt, um einen Relativ-Schleifkontakt zu erzeugen, der die Schleifscheibenfläche mit einer Geschwindigkeit abnutzt, die größer ist als die des SohleifVorganges,

Ce) daß eine Näherungs-Meßeinrichtung verwendet wird, um die Abrichtrollenoberfläche zu messen und ein den Rollenradius anzeigendes Signal R. zu erzeugen,

Cf) daß eine Stellungs-Meßeinrichtung verwendet wird, um ein Signal P+_s zu erzeugen, daß den Abstand zwischen der Elementachse und der Schleifscheibenachse entlang dem zweiten Weg darstellt, wobei die Differenz P. - R. dynamisch den Schleifscheibenradius R_w während dessen .änderung darstellt,

Cg) daß eine Stellungs-Meßeinrichtung verwendet wird, um ein Signal P zu erzeugen, das den Abstand zwischen der Werkstücksflächenachse und der Schleifscheibenachse entlang des ersten Weges darstellt und

Ch) daß der sich ergebende Werkstücksoberflächenradius R^ bestimmt wird, indem die Signale R_+Q, P₊,, und P,_T„ gemäß der Beziehung

US WS

- 68 -

=V —

^rws

verwendet werden.

194. Verfahren nach Anspruch 193, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung gemäß Schritt (b) "beendet wird, wenn der "bestimmte Radius R auf einen vorbestimmten Wert gefallen ist.

195. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer um seine Achse drehend angetriebenen Schleifscheibe, wobei die Schleifscheibe eine periphere, konzentrisch zu dieser Achse angeordnete Schleiffläche aufweist, und wobei

(a) eine Relativ-Zustellung zur Schleifscheibe und des Werkstückes erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Werkstücksfläche in Relativ-Schleifkontakt zu halten und dadurch den Schleifvorgang zu bewirken, wobei zumindest ein Teil des Vorschubes ein Zustellen ist,

dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) ein Relativ-Vorschub eines Konditionierelementes und der Schleifscheibe erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Arbeitsfläche des Elements in Relativ-Schleifkontakt zu halten, wobei zumindest ein Teil des Vorschubs ein Zustellen ist und wobei die Arbeitsfläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

tb1) wobei das Konditionierelement aus einem Material besteht und die Oberflächengeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des

- 69 -

Schleifkontaktes des Elements so gewählt ist, daß sich eine vernachlässigbare Abnutzung an der Arbeitsfläche ergibt, und wobei das Abrichtelernent eine gemessene Abmessung (R+_e) zwischen einer Referenzmarke darauf und der Arbeitsfläche aufweist, die entlang oder parallel zu einer Linie liegt, welche durch die Schleifscheibenachse und senkrecht zur Arbeitsfläche durch den Kontaktpunkt zwischen Schleifscheibe und Abrichtelement verläuft,

(e) daß die Abmessung (E^_e) durch ein erstes Signal dargestellt wird,

(d) daß während der Schritte (a) und (b) der Stellungsabstand (P^₈) der Schleifscheibenachse zur Referenzmarkierung gemessen und durch ein Signal dargestellt wird, wobei der Abstand entlang oder parallel zu der genannten Linie liegt, und

(e) daß die ersten und zweiten Signale verwendet werden, um die algebraische Differenz (P.j-_S - ^R-fc_e) zwischen dem Abstand und der Abmessung als Darstellung des Radius (R_w) der Schleifscheibe bei deren Abnutzung zu bestimmen.

196. Verfahren nach Anspruch 195, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelernent aus natürlichen oder synthetischen Diamantsplittern besteht, die in einer Trägermatrix gehalten werden, und daß die Relativ-Oberflächenge sehwindigkeit (S ) des Schleifkontaktes mit der Schleifscheibe geringer als 3000 s.f.m. (915 m/min.) ist.

- 70 -

197. Verfahren nach Anspruch. 195, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Ch) ausgeführt wird, um das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges innerhalh eines vorbestimmten Wertbereich.es zu halten.

198. Verfahren nach Anspruch 195, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) ausgeführt wird, um das SGE-Verhältnis des Schleifvorganges innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten.

199« Verfahren nach Anspruch 195, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz verwendet wird, um den Schritt (b) zu steuern, so daß durch gemeinsame Steuerung der Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches gehalten wird.

200. Verfahren nach Anspruch 196, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz verwendet wird, um den Schritt (b) zu steuern, so daß durch gemeinsame Steuerung der Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit des Relativ-Schleifkontaktes im Bereich Schleifscheibe/ Abrichtelement das SGE-Verhältnis des Abrichtvorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches gehalten wird.

201. Verfahren nach Anspruch 195, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung des Schleifscheibenradius verwendet wird, um die Größe der Zustellung gemäß Schritt (a) zu steuern.

- 71 -

202. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer um seine Achse drehend angetriebenen Schleifscheibe, wobei die Schleifscheibe eine periphere, konzentrisch zu dieser Achse angeordnete Schleiffläche aufweist, und wobei

^a) eine Relativ-Zustellung zur Schleifscheibe und des Werkstückes erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Werkstücksfläche in Relativ-Schleifkontakt zu halten und dadurch den SchleifVorgang zu bewirken, wobei zumindest ein Teil des Vorschubes ein Zustellen ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß während des Schrittes (a) ein Relativ-Vorschub eines Konditionierelementes und der Schleifscheibe erfolgt, um die Schleifscheibenfläche und die Arbeitsfläche des Elements in Relativ-Schleifkontakt' zu halten, wobei zumindest ein Teil des Vorschubs ein Zustellen ist und wobei die Arbeitsfläche mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

(b1) wobei das Konditionierelement aus einem Material besteht und die Oberflächengeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes des Elements so gewählt ist, daß sich eine vernachlässigbare Abnutzung an der Arbeitsfläche ergibt, und wobei das Abrichtelement eine gemessene Abmessung (R+_e) zwischen einer Referenzmarkierung darauf und der Arbeitsfläche aufweist, die entlang oder parallel zu einer Linie liegt, welche durch die Schleifscheibenachse und senkrecht zur Arbeitsfläche durch den Kontaktpunkt zwischen

- 72 -

Schleifscheibe und Abrichtelement verläuft,

(c) daß die Abmessung (R+_e) durch, ein erstes Signal dargestellt wird,

(d) daß während der Schritte (a) und (b) der Stellungsabstand (£+0) der Schleifscheibenachse zur Referenzmarkierung gemessen und durch ein Signal dargestellt wird, wobei der Abstand entlang oder parallel zu der genannten Linie liegt, und

Ce) daß während der Schritte (a) und (b) die Positionslänge (P,_T_) von einer Referenzmarkierung (,24a)

WS

am Werkstück zur Schleifscheibenachse (20a), die entlang oder parallel einer Linie durch die Schleifscheibenachse und senkrecht zur Schleiffläche am Punkt des Reibungskontaktes zwischen Schleifscheibe und Werkstücksfläche verläuft, gemessen und durch ein drittes Signal dargestellt wird,und

(f) daß die ersten, zweiten und dritten Signale verwendet werden, um durch algebraische Kombination (P - P^₃ + R-j-g) das Maß (R ) des Werkstückes von der Referenzmarkierung zur geschliffenen Fläche entlang oder parallel der zuletzt genannten Linie trotz Verminderung des Radius (R_w) der Schleifscheibe infolge Abnutzung bestimmt wird.

203. Verfahren nach Anspruch 202, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement aus natürlichen oder synthetischen Diamantsplittern besteht, die in einer Trägermatrix gehalten werden, und daß die Relativ-

- 73 -

Oberflächengeschwindigkeit (S₃J des Schleifkontaktes mit der Schleifscheibe geringer als 3000 s.f.m. C915 m/min.) ist.

204· Verfahren nach Anspruch 202, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt ^b) ausgeführt wird, um das STE-Verhältnis des Konditioniervorganges innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu halten.

205· Verfahren nach Anspruch 202, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) ausgeführt wird, um das SGE-Verhältnis des SchieifTorganges innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten.

206. Verfahren nach Anspruch 202, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß CR_O)j welches aus der algebraischen Kombination bestimmt wird, zur Steuerung des Schrittes (,b) verwendet wird, um durch gemeinsame Steuerung der Relativ-Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit im Bereich Schleifscheibe/Abrichtelement das SGE-Verhältnis des Schleifvorganges in einem vorbestimmten Wertbereich zu halten·

207. Verfahren nach Anspruch 202, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a) und Cb) bezüglich eines gegebenen Werkstückes beendet werden, wenn das bestimmte Maß (,R ) auf den vorbestimmten Wert reduziert ist.

208. Verfahren zum Schleifen eines Werkstückes mit einer drehend angetriebenen Schleifscheibe, die eine periphere, konzentrisch zur Drehachse angeordnete Arbeitsfläche aufweist, wobei

(a) eine Relativ-Zustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes erfolgt, um die Schleifscheibenfläche

- 74 -

und die Werkstücksfläche für den SohleifVorgang in einem Relativ-Schleifkontakt zu halten, dadurch gekennzeichnet,

(b) daß während des Schrittes (a) eine körperliche Relativ-Zustellung der Schleifscheibe und des Konditionierelementes erfolgt, um einen Relativ-Schleifkontakt zwischen der Schleifscheibenfläche und der Arbeitsfläche des Konditionierelementes zu erzeugen, wobei letztere mit der gewünschten Form der Schleifscheibenfläche übereinstimmt,

(bl) und wobei das Konditionierelement aus einem Material besteht und die Oberflächengeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des Schleifkontaktes so gewählt ist, daß sich eine vernachlässigbare Abnutzung an der Arbeitsfläche und eine vernachlässigbare Änderungsgeschwindigkeit der Gestalt des Elements ergibt,

(c) daß während der Schritte (a) und (b) ein Signal erzeugt wird, um die körperliche Zustellgeschwindigkeit (F+g) darzustellen, die gemäß Schritt (b) erzeugt wird, und

(d) daß das Signal (J¹^g) als Darstellung der Geschwindigkeit (R¹,J verwendet wird, mit der der Schleifscheibenradius vermindert wird.

209. Verfahren nach Anspruch 208, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement aus natürlichen oder synthetischen Diamantsplittern besteht, die in einer Trägermatrix gehalten werden, und daß die Relativ-Oberflächengeschwindigkeit (S ) des Schleifkontaktes mit der Schleifscheibe geringer als 5000 s.f.m. (915 m/min.) ist.

- 75 -

210» Verfahren nach Anspruch 208, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellgeschwindigkeit O?_ws) des Schrittes Ca) gesteuert wird, um sie gleich der durch das Signal (!■+ο) dargestellten Geschwindigkeit zuzüglich einer gewünschten Schleifgeschwindigkeit (GR) zu machen, um dadurch eine gewünschte Sohleifgeschwindigkeit (GR) am Werkstück zu erzielen (wobei Schleifgeschwindigkeit die Geschwindigkeit bedeutet, mit der die Werkstücksabmessungen in einer Richtung parallel zur Zustellung der Schleifscheibe und des Werkstückes vermindert werden).

211. Verfahren nach Anspruch 208, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz verwendet wird, um den Schritt Cb) zu steuern, und dadurch das STE-Verhältnis des Schleifvorganges zwischen Schleifscheibe und Element innerhalb eines vorbestimmten Wertbereiches zu erhalten.

212. Verfahren nach Anspruch 210, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement natürliche oder synthetische Diamantsplitter aufweist, die in eine Trägermatrix eingebettet sind.

213. Verfahren nach Anspruch 210, dadurch gekennzeichnet, daß das Konditionierelement für die Schleifscheibe der Klasse III zugehören und daß die Relativ-Oberflächenge schwindigke it des Schleifkontaktes gemäß Schritt Cb) ßö gesteuert wird, daß sie ,geringer als 3000 s.f.m. C915 m/min.) ist.