DE3623408A1

DE3623408A1 - Schleifwerkzeug, insbesondere schleifstift

Info

Publication number: DE3623408A1
Application number: DE19863623408
Authority: DE
Inventors: Johann Steger
Original assignee: Birfield Trasmissioni SpA
Current assignee: Birfield Trasmissioni SpA
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-02-04
Also published as: CH672278A5; GB8716082D0; IT8705198A0; GB2192356B; FR2601276A1; IT1235865B; JPS6328560A; GB2192356A; US4947588A; IT8707050V0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifwerkzeug, insbesondere in Gestalt eines Schleifstiftes für eine Schleifmaschine mit einem auf einem Kern befestigten geteilten Schleifkörper, ent haltend die wirksamen Schleifelemente, der in einem Schleifwerk zeugträger lösbar befestigt ist.

Schleifwerkzeuge oder Schleifstifte werden beispielsweise zum Schleifen von Kugelbahnen an Gelenk- und Achszapfen oder zum Schleifen der Käfigfenster an Kugelkäfigen von Gelenken benötigt. Die Schleifmaschinen werden dabei z.B. mit Drehzahlen über 40.000 U/min betrieben.

Aus der DE-OS 31 44 810 ist ein ver- bzw. nachstellbarer Schleifstift bekannt, wobei der verstellbare Schleifkörper aus einer einteiligen rotationssymmetrischen Metallhülse mit einer darauf galvanisch aufgebrachten Beschichtung von Schleifkörnern besteht.

Aus der US-PS 23 02 207 ist bereits ein Hohnwerkzeug bekannt, das mittels einer relativ aufwendigen Mechanik im Durchmesser verstellbar ist und als wirksame Schleifflächen zwei mit Kreisabschnitten entsprechenden Querschnitten ausgebildete verstellbare Segmente aufweist. Hierbei sind die die Schleif körner enthaltenden Segmente auf metallischen Platten montiert und mit diesen auf dem Werkzeugträger verstellbar befestigt.

Darüber hinaus sind einteilig ausgebildete Schleifstifte bekannt. bei denen der eigentliche Schleifkörper fest und unlösbar direkt auf dem Schleifwerkzeugträger aufgebracht ist. Ein derartiges Werkzeug muß nach dem Verschleiß des Schleif körpers jeweils komplett ausgewechselt werden und für einen einwandfreien Rundlauf eines solchen Schleifstiftes muß der Schleifkörper jedesmal unter Zuhilfenahme einer Abrichtvor richtung nachgearbeitet werden.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Schleif werkzeug, insbesondere Schleifstift, so zu gestalten, daß der dem Verschleiß unterworfene Schleifkörper ohne weiteres bei Wiederverwendung des Schleifwerkzeugträgers ausgetauscht werden kann, der Schleifkörper wirtschaftlich herstellbar und einfach montierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) der Schleifkörper aus mindestens zwei Segmenten zusammen gesetzt ist,
b) die Segmente mit der Mantelfläche des zentralen, insbesondere zylindrischen Kerns unter Ausbildung von parallel zur Kern achse verlaufenden Nuten unlösbar verbunden, insbesondere verklebt sind,
c) der Kern unlösbar mit einem zentralen Bolzen zum Befestigen in dem Schleifwerkzeugträger ausgerüstet ist.

Erfindungsgemäß bestehen nur noch die auf dem Kern aufge brachten, insbesondere aufgeklebten Segmente aus den wirk samen Schleifelementen, insbesondere keramisch gebundenem Schleifkorn wie CUBIC-BORON-NITRIDE (CBN), wodurch sich die Kosten für den Schleifkörper verringern. Des weiteren bilden die Nuten zwischen den Segmenten, die mit Abstand voneinander auf dem Kern zum Schleifkörper angeordnet werden, sogenannte "Spankammern", wodurch beim Schleifen ein kühlerer Schliff und damit zugleich eine Qualitätsverbesserung des zu schleifenden Werkstückes bewirkt wird. Auch die Energie aufnahme ist mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schleif werkzeug während des Schleifvorganges geringer.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kern, auf dem die Segmente befestigt werden, aus abrichtbarem Korund, Keramik oder dergl. Hiermit ist eine hohe Maßgenauigkeit im Zusammenwirken von Kern und Schleif körper, d.h. Segmenten gewährleistet. Darüber hinaus ist es möglich, auf Basis des stabilen Kernes aus Korund oder Keramik diesen ganz oder teilweise hohl ggf. mit einer durchgehenden Bohrung auszubilden und die Wanddicken der die wirksamen Schleifelemente enthaltenden Segmente zu verringern, was wiederum mit einer Kostensenkung durch Einsparung an wirksamem Schleifelementenmaterial verbunden ist.

Eine besonders wirtschaftliche Fertigung der Schleifwerkzeuge gemäß der Erfindung ist durch Herstellen der festen unlösbaren Verbindung zwischen den die wirksamen Schleifelemente enthal tenden Segmenten und dem Kern durch Verkleben, beispielsweise bei Kernen aus Korund und Keramik mittels kalt oder warm aushärtenden Ein- oder Zweikomponenten-Reaktionsklebstoffen, zu erzeugen.

Unter dem Gesichtspunkt der Materialersparnis und der einfachen Fertigung sind erfindungsgemäß auf einem zentralen, mindestens teilweise hohlzylindrisch ausgebildeten Kern auf dessen Mantel fläche mit Abstand voneinander die die wirksamen Schleifelemente enthaltenden Segmente aufgebracht, insbesondere aufgeklebt. Vorteilhaft werden gleichartig ausgebildete Segmente, d.h. insbesondere gleichen Materialaufbaus und gleicher Größe vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung wird der Schleifkörper aus drei Segmenten zusammengesetzt, die gleichmäßig über den Umfang des Kerns verteilt angeordnet sind. Bevorzugt sind die Segmente in Gestalt eines Teiles einer Zylindermantelfläche ausgebildet. Hiernach können die Segmente aus einem Rohrkörper durch dessen Trennung bzw. Aufteilung durch axiale Trennschnitte in vorteilhafter Weise hergestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Segmente direkt in der gewünsch ten Form herzustellen. Bevorzugt wird das Schleifwerkzeug erfindungsgemäß derart gestaltet, daß die Segmente bündig mit dem Kopfende des Schleifstiftes, d.h, bündig mit einer Stirn fläche des Kerns abschließen.

Der erfindungsgemäße Schleifkörper wird bevorzugt in der Weise aufgebaut, daß die Segmente etwa 180 bis 355°, vorzugsweise etwa 240° bis 355° des Umfanges des Schleifkörpers bedecken, d.h. bilden und die verbleibenden Bereiche von den Nuten ausgefüllt werden. Hierbei sollte die durch den tangentialen Abstand zweier Segmente voneinander ausgebildete Breite einer Nut etwa 5 bis 50°, vorzugsweise etwa 5 bis 35°, betragen. Je mehr Segmente vorgesehen sind, desto größer kann die Nutbreite im Verhältnis zur Segmentbreite gewählt werden.

Bei einer bevorzugten Ausbildung des Schleifwerkzeuges sind drei Segmente mit einer Erstreckung von jeweils etwa 90° des Schleifkörperumfanges mit gleichmäßigem Abstand voneinander auf dem Kern aufgeklebt. Solche Segmente können aus einem Rundkörper bzw. rohrförmigen Körper durch dessen Aufteilung durch axiale, jeweils um 90° zueinander versetzte Trennschnitte von sehr geringer Breite (ca. 1 mm) hergestellt werden. Jeweils drei der vier gewonnenen Segmente werden für die Fertigung eines Schleifwerkzeuges benötigt, während das vierte Segment bereits für ein weiteres herzustellendes Schleifwerkzeug Verwendung findet.

Die Segmente können an einem Ende verjüngt ausgebildet sein, das zugleich das Kopfende des Schleifstiftes bildet. Bei einem Außendurchmesser von etwa 13 bis etwa 23 mm der auf den Kern aufgeklebten Segmente, die den Schleifkörper bilden, und Längen der Segmente in axialer Richtung von etwa 20 bis etwa 30 mm beträgt die Wanddicke dieser Segmente etwa 3 bis 5 mm.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zur Erhöhung des Haftsitzes der Segmente auf dem Kern weist dieser an seiner Mantelfläche, ausgehend von der Stirnfläche des Kopfendes des Schleifstiftes taschenförmige Ausnehmungen zum teilweisen Einsetzen und Festkleben der Segmente gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 11 auf.

Es ist auch möglich, den die Segmente tragenden Kern erfindungsgemäß mit einem über eine Schulter abgesetzten einen gegenüber dem Kernaußendurchmesser um maximal der zweifachen Dicke der Segmente entsprechenden verringerten Durchmesser aufweisenden Kernfinger auszubilden. Auf der Mantelfläche des Kernfingers können dann die Segmente aufgeklebt werden und stützen sich auf dem Schulterabsatz ab.

Der Kern mit den Segmenten wird beispielsweise über einen an dem dem Kernfinger abgewandten Ende des Kernes in einem zentralen Sackloch oder dergl. fest und unlösbar eingesetzten Bolzen mit einem Schleifwerkzeugträger verbunden. Dieser wird dann in eine Schleifmaschine bzw. deren Arbeitsspindel eingesetzt. Die aus Segmenten, Kern und Schleifwerkzeugträger bestehende Einheit kann als Schleifstift bezeichnet werden. Bei Verschleiß des Schleif körpers ist dann jeweils der die Segmente tragende Kern auszuwechseln.

Der Kern kann auf einfache Weise mittels eines an einem Ende des Kerns befestigten, beispielsweise durch Kleben, Pressen, Einbetten, Eingießen, Gewindebolzens in dem Schleifwerkzeugträger lösbar befestigt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schleifstift in perspektivischer Darstellung

Fig. 2 ein Segment eines Schleifkörpers in perspekti vischer Darstellung

Fig. 3 einen Schleifwerkzeugträger und einen Kern mit Segmenten für einen Schleifstift

Fig. 4 Ansicht "X" von Fig. 3 für einen Kern mit drei Segmenten

Fig. 5 Ansicht "X" von Fig. 3 für einen Kern mit vier Segmenten.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schleifstift mit dem aus vier Segmenten 21 unter Ausbildung der Nuten 4 gebildeten zylindrischen Schleifkörper. Die Segmente 21 weisen hierbei die Form von Ausschnitten aus Zylindermantelflächen auf. Die Segmente 21 sind auf dem zylindrisch ausgebildeten Kern 3 unlösbar befestigt, beispielsweise aufgeklebt. Hierbei sind die Segmente 21 über einen Teil ihrer Dicke in taschenförmigen Ausnehmungen 31 auf der Mantelfläche des Kerns 3 eingesetzt und aufgeklebt. Je nach Außendurchmesser der Segmente bzw. des Schleifkörpers kann der aus Korund oder Keramik bestehende Kern 3 auch hohlzylindrisch ausgebildet sein. In der Fig. 2 ist ein einzelnes Segment 21, das die wirksamen Schleifelemente enthält, dargestellt, das am Kopfende 211 abgeflacht mit einer Abrundung oder Verjüngung ausgebildet ist. Die Wanddicke "d" eines Segmentes 21 beträgt etwa 3 mm. Die Segmente 21 schließen bevorzugt bündig mit dem Kopfende des Schleifstiftes, d.h. der Stirnfläche 35 des Kerns 3 ab, siehe Fig. 3.

Der die Segmente 21, die den Schleifkörper bilden, tragende Kern 3 ist mit einer Vorrichtung versehen, mit dem er auf einem Schleifwerkzeugträger 6 montierbar ist.

In der Fig. 3 sind im Querschnitt die zu einem Schleifstift zusammensetzbaren Elemente gemäß Fig. 1 dargestellt.

Der um die Achse 8 rotationssymmetrische Kern 3 mit Außen durchmesser 34 ist an einem Ende mit den taschenförmigen Ausnehmungen 31 zum Einsetzen der Segmente 21 ausgebildet. Hierbei wird durch Verkleinern des Durchmessers des Kerns die Schulter 32 als Anlage für die Segmente ausgebildet. Auf der Mantelfläche des verkleinerten Kerns und den Seitenflächen der Ausnehmungen 31 sind die Segmente 21 aufgeklebt und sitzen bündig an der Schulter 32 mit einem Ende an. Das verjüngte Kopfende 211 der Segmente 21 kann bündig mit dem stirnseitigen Ende 35 des Kerns 3 abschließen. Die Tiefe der Ausnehmung 31 bzw. der Schulter 32 ist stets kleiner, mindestens die Hälfte oder mehr kleiner als der Dicke "d" der Segmente entspricht. An dem dem Kopfende 35 abgewandten Ende 36 des Kerns 3 ist beispielsweise das zentrale Sackloch 33 ausgebildet, in dem der Gewindebolzen 5 fest und unverschieblich und unlösbar, beispiels weise durch Einpressen oder Verkleben, befestigt ist. Der Gewindebolzen 5 kann hierbei an dem in dem Kern 3 eingebrachten Ende mit einer Rändelung 51 versehen sein, um die Haftfestigkeit der Verbindung zu erhöhen. Am freien Ende des Gewindebolzens 5 ist das Gewinde 52 ausgebildet, mit dem der die Segmente tragende Kern in den Schleifwerkzeugträger 6 einschraubbar ist. Der Schleifwerkzeugträger 6 weist hierzu an einem Ende ein entsprechendes, in einer Innenbohrung eingearbeitetes Aufnahme gewinde 62 für den Gewindebolzen 5 auf, während das andere Ende 61 zur lösbaren Befestigung in einer entsprechenden Schleif maschine ausgebildet ist.

Die Fig. 5 zeigt die Ansicht "X" des Schleifstiftes nach Fig. 3 mit vier den Schleifkörper bildenden Segmenten 21, wobei die Nuten 4 jeweils etwa gleich breit (tangential) wie die Segmente ausgebildet sind.

Die Fig. 4 zeigt die Ansicht "X" gemäß Fig. 3 mit drei den Schleifkörper bildenden Segmenten 21, wobei die Nuten 4 jeweils etwa halb so breit (tangential) wie die Segmente ausgebildet sind.

In dem gezeigten vorzugsweisen Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Segmente 21 jeweils über etwa 90° des Umfanges, so daß die zwischen ihnen in axialer Richtung sich erstreckenden verbleibenden Spalte bei gleichmäßiger Anordnung eine Nutbreite von jeweils etwa 30° aufweisen.

Bezugszeichenliste 2   Schleifkörper
21  Segment
211 Kopfende
22  Segmentgrundfläche
3   Kern
31  taschenförmige Ausdehnung
32  Schulter
33  Sackloch
34  Kernaußendurchmesser
35  Stirnfläche
36  Kernende
4   Nut
5   Gewindebolzen
51  Rändelung
52  Gewinde
6   Schleifwerkzeugträger
61  ein Ende des Schleifwerkzeugträgers
62  Aufnahmegewinde
8   Achse

Claims

1. Schleifwerkzeug, insbesondere in Gestalt eines Schleifstiftes für eine Schleifmaschine mit einem auf einem Kern befestigten geteilten Schleifkörper, enthaltend die wirksamen Schleif elemente, der in einem Schleifwerkzeugträger lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Schleifkörper (2) aus mindestens zwei Segmenten (21) zusammengesetzt ist,
b) die Segmente (21) mit der Mantelfläche des zentralen, insbesondere zylindrischen Kerns (3) unter Ausbildung von parallel zur Kernachse (8) verlaufenden Nuten (4) unlösbar verbunden, insbesondere verklebt sind,
c) der Kern (3) unlösbar mit einem zentralen Bolzen (5) zum Befestigen in dem Schleifwerkzeugträger (6) ausgerüstet ist.

2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (2) aus gleich artigen Segmenten (21) besteht.

3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (2) aus mindestens drei Segmenten (21) zusammengesetzt ist.

4. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) in Gestalt eines Teiles einer Zylindermantelfläche ausgebildet sind.

5. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) bündig mit der dem Bolzen gegenüberliegenden Stirnfläche (35) des Kerns (3) abschließend angeordnet sind.

6. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) an einem Ende (211) verjüngt sind.

7. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) etwa 5 bis 50°, vorzugsweise etwa 240° bis 355° des Schleifkörperumfanges bedecken.

8. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Abstand zweier Segmente (21) voneinander ausgebildete Breite einer Nut (4) etwa 180° bis 355°, vorzugsweise etwa 5 bis 35° des Schleifkörperumfanges beträgt.

9. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei Segmente (21) mit einer Erstreckung von jeweils etwa 90° des Schleifkörperumfanges mit gleichmäßigem Abstand voneinander auf dem Kern (3) aufgeklebt sind.

10. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) aus keramisch gebundenem Schleifkorn bestehen.

11. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der Stirnfläche (35) am Umfang des Kerns (3) eine der Anzahl und gewünschten Anordnung der zu befestigenden Segmente (21) entsprechende Anzahl taschenförmiger Ausnehmungen (31) mit einer mindestens der Segmentgrundfläche (22) entsprechenden Größe ausgebildet ist, deren Tiefe einem maximal um etwa die Dicke d der Segmente (21) verringertem Kernaußendurchmesser (34) entspricht.

12. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) mit einem über eine Schulter abgesetzten, einem gegenüber dem Kernaußendurchmesser (34) um maximal der zweifachen Dicke der Segmente (21) entsprechenden verringerten Durchmesser aufweisenden Kern finger zum Befestigen der Segmente ausgebildet ist.

13. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) an dem der Stirn fläche (35) abgewandten Kernende (36) ein zentrales Sack loch (33) oder dergl. zur Aufnahme des Bolzens (5) aufweist.

14. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern abrichtbar aus Korund, Keramik oder dergl. besteht.

15. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) eine Wanddicke d von etwa 3 bis 5 mm aufweisen.

16. Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) mittels kalt oder warm aushärtender Ein-, insbesondere Zweikomponenten- Reaktionsharzklebstoffen auf dem Kern 3 bzw. in den taschen förmigen Ausnehmungen (31) bzw. Kernfinger festgeklebt sind.