DE3642304C1

DE3642304C1 - Verfahren zum Schleifen planparalleler Kreisringflaechen an scheibenfoermigen Werkstuecken

Info

Publication number: DE3642304C1
Application number: DE3642304A
Authority: DE
Inventors: Schmitz Heinz Guenter
Original assignee: SUPFINA MASCHF HENTZEN
Current assignee: SUPFINA MASCHINENFABRIK HENTZEN GMBH & CO KG, 5630
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1988-01-21
Also published as: EP0270769B1; EP0270769A1; US4827677A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen planparalleler Kreisringflächen an scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere an Bremsscheiben von Kraftfahrzeugscheibenbremsen, bei dem die Werk stücke auf ihren zu bearbeitenden Flächen, bezogen auf deren Soll-Lage, unterschiedliche Schleifzu gaben aufweisen, von beiden Seiten mit Seitenschleif scheiben bearbeitet werden und die Bearbeitung in mehreren Phasen mit unterschiedlicher Vorschub geschwindigkeit erfolgt.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 21 22 798 bekannt. Dabei werden die Schleifscheiben beim Abschalten des Vorschubes in ihren Stellungen blockiert und das Werkstück ausgefeuert. Durch Wiederholung dieser Arbeitsschritte mit gleichem oder reduziertem Vorschub wird das Werkstück bis zum Fertigmaß abgeschliffen. Dabei ist es bekannt, das Werkstück derart vorzuschleifen, daß sich auf beiden Seiten gleiche Aufmaße, bezogen auf die Soll-Lage der Flächen, ergeben. Dieses Vorschleifen (aaO Spalte 3, Z. 26) erfolgt bei gleichen Vor schubgeschwindigkeiten, jedoch unterschiedlichen Schleifzugaben also ggf. mit unterschiedlicher Dauer. Es ist also möglich, daß die eine Scheibe schon schleift, während die andere schon anhält, weil die Schleifzugabe auf deren Seite bereits abgearbeitet ist. Eine elastische Verformung kann also nicht ausgeschlossen werden. Die weitere Bearbeitung erfolgt schrittweise nach dem Stop-and-Go-Verfahren, jeweils unter Zwischen schalten des Ausfeuerns. Dies schließt jedoch ein Rückfedern der im ersten Bearbeitungsschritt elastisch verformten Oberflächen und damit gewisse Ungenauigkeiten nicht aus. Außerdem ist das mehrfache Anhalten und Ausfeuern zeitraubend und schließt nicht aus, daß bei Wiederbeginn des Vor schubs kurzfristig beidseitig unterschiedliche Anpreßdrücke aufgetreten sind. Sie können zu elastischer Verformung des Werkstücks führen, die nach Wegnahme des Anpreßdruckes zu einer Rückfederung in den Ausgangszustand und damit zu Ungenauigkeiten führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Genauigkeit der Planparalle lität dadurch weiter erhöht wird, daß beim Abarbeiten unterschiedlich dicker Schleifzugaben zu deren beiden Seiten elastische Verformungen der Werk stücke vermieden werden, und zwar insbesondere in der Endphase. Das Verfahren soll ferner im Ablauf einfacher und schneller sein.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß dann, wenn der gesamte Bearbeitungsvorgang so weit fortge schritten ist, daß sich beide Schleifscheiben mit dem Werkstück im Kontakt befinden, in der folgenden Phase die Bearbeitung bis zu einem gewählten Zwischen punkt, in dem das Werkstück - bezogen auf die Soll- Lage der bearbeitenden Fläche - beidseitig eine gleich große Restschleifzugabe aufweist, mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten erfolgt, die derart abgestimmt sind, daß der Zwischenpunkt auf beiden Seiten im selben Zeitpunkt erreicht wird und danach der Abtrag beidseitig mit gleicher und erhöhter Vorschubgeschwindigkeit erfolgt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unter ansprüchen definiert.

Es wird also bis zu einer beidseitig des Werk stücks gleichen Schleifzugabe (s ₀) mit unter schiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten gearbeitet, die so aufeinander abgestimmt sind, daß man im selben Zeitpunkt von beiden Seiten einen Zwischen punkt erreicht, der beidseitig des Werkstücks eine gleich große Restschleifzugabe aufweist. Von dort an wird beidseitig mit gleichen Geschwindigkeiten kontinuierlich bis zum gewünschten Fertigmaß ge schliffen. Das "Schruppen", d. h. das Abarbeiten des größten Teils der Schleifzugabe, die insgesamt abzuarbeiten ist, erfolgt erst, wenn die unter schiedlichen Aufmaße auf beiden Seiten und die Formfehler unter Aufwendung nicht zu großer Schleifkräfte beseitigt sind. Damit ist absolut sichergestellt, daß keine elastischen Verformungen des Werkstückes durch unterschiedliche Anpreßdrücke der Schleifscheiben auftreten können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben und es stellt dar

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Bearbeitung einer Bremsscheibe;

Fig. 2 ein Weg- bzw. Geschwindigkeits-Zeitdiagramm bei der Bearbeitung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt als Werkstück eine Bremsscheibe 1. Ihre beiden im Abstand h verlaufenden Seitenflächen 2 und 3 sollen so bearbeitet werden, daß sie in hohem Maße eben, zueinander exakt parallel und exakt rechtwinklig zur Drehachse A sind. Die Kontur der Bremsscheibe 1 vor dem Schleifen ist extrem übertrieben dargestellt und mit 2′ bzw. 3′ bezeichnet.

Diese überstehende Kontur 2′, 3′ muß bis zur in dicker Linie eingezeichneten Soll-Lage der Seitenflächen 2, 3 abgearbeitet werden. Während des Schleifens soll keine elastische Verformung durch unterschiedliches Andrücken der Schleifwerkzeuge auftreten, die nach Wegnahme des Anpreßdruckes, ein Rückfedern in die Ausgangslage und dann eine bleibende Unebenheit oder Ungenauigkeit in der Planparallelität ergeben würde.

Zur Bearbeitung wird die Bremsscheibe 1 zwischen Spannbacken 4 und 5 aufgenommen und um die Drehachse A gedreht. Die Seitenflächen 2, 3 werden mit Seitenschleifscheiben 6, 7 bearbeitet, die sich drehen und in Richtung der eingezeichneten Pfeile auf die Seitenflächen 2, 3 bzw. deren Konturen 2′, 3′ vorgeschoben werden.

In der in Fig. 1 dargestellten Position befinden sich die Schleifscheiben 6, 7 in Vorschubrichtung an den Punkten P ₁. Ausgehend von diesen Punkten P ₁ soll von beiden Schleifscheiben 6, 7 eine Länge 1 bis zum Fertigmaß (= Soll-Lage der Seitenflächen 2, 3 wie eingezeichnet) abgearbeitet werden.

In Fig. 2 bezeichnet die Ordinate den Weg s beider Schleifscheiben 6, 7 in Vorschubrichtung und die Geschwindigkeit v beider Schleifscheiben 6, 7 in Vorschubrichtung in Abhängigkeit von der Zeit t die auf der Abszisse eingezeichnet ist. Die Vorschubgeschwindigkeiten der beiden Schleifscheiben 6, 7 sind mit v 1, v 2, v 3 bzw. v 3′, v 4, v 5, v 6 bezeichnet. Die Vorschubgeschwindigkeiten sind für beide Schleifscheiben 6, 7 bis zum Zeitpunkt t 2 gleich; sie sind ferner von t 3 bis zum Schluß der Bearbeitung bei t 6 jeweils gleich; sie sind jedoch zwischen t 2 und t 3 unterschiedlich, nämlich v 3 bzw. v 3′.

Die vom Ursprung des Diagramms nach Fig. 2 ausgehende Linie zeigt den Weg s in Abhängigkeit von der Zeit t. Der Weg von P 1 bis P 6 entspricht dem Abstand l, der auch in Fig. 1 eingezeichnet ist.

Die Schleifscheiben 6, 7 fahren zunächst aus einer in Fig. 1 nicht dargestellten Ausgangslage mit gleicher Geschwindigkeit v ₁ in die Ausgangslage P ₁, die sie im Zeitpunkt t ₁ erreichen. In P ₁ darf sich noch kein Kontakt mit den Konturen 2′, 3′ ergeben. Dieser Weg kann im Eilgang gefahren werden.

Von P ₁ an erfolgt der Vorschub mit der geringeren Geschwindigkeit v ₂, und zwar von beiden Seiten gleich solange bis bei P ₂ im Zeitpunkt t ₂ der erste punktuelle Kontakt der Schleifscheibe 6 mit der Kontur 2′ stattfindet. Ein solcher punktueller Kontakt kann dadurch bedingt sein, daß die bearbeitete Fläche schräg liegt, d. h. einen sog. Planschlag hat. Sie kann aber auch daher herrühren, daß die Oberfläche praktisch kleine Wellen in Umfangsrichtung, als "Hügel" und "Täler" aufweist. Ein solcher punktueller Kontakt wird einfach dadurch festgestellt, daß man den Cosinus phi, d. h. den Winkel zwischen Spannung und Strom im Antriebsmotor der Schleifscheiben 6, 7, mißt. Der Cosinus phi ist lastabhängig und gibt ein hervorragend sensibles Maß für das Auftreffen der Schleifscheiben 6, 7 auf das Werkstück 1.

Das Auftreffen der Schleifscheiben 6, 7 auf die Konturen 2′, 3′ erfolgt an den Punkten P₂ bzw. P ₂′. Der Abstand von P ₁ zu P ₂ beträgt a; der Abstand von P ₁ auf der linken Seite von Fig. 1 zu P ₂′ beträgt a′. a und a′ sind verschieden.

Jeweils im Augenblick des Kontaktes der Schleifscheiben 6, 7 mit den Konturen 2′ bzw. 3′, also in den Punkten P ₂ bzw. P ₂′ ändert sich die Vorschubgeschwindigkeit wiederum. Sie wird vermindert, sobald Kontakt gegeben ist, also zu den Zeitpunkten t ₂ bzw. t ₂′. Es erfolgt eine Umstellung der Vorschubgeschwindigkeit auf v ₃ bzw. v ₃′. Sie ist für beide Schleifscheiben 6, 7 unterschiedlich. Sie ist für die Schleifscheibe 6, die zuerst im Zeitpunkt t ₂ im Punkt P ₂ auf die Kontur 2′ trifft, v ₃. Sie ist für die Schleifscheibe 7, die als zweite im Zeitpunkt t ₂′ im Punkt P ₂′ auf die Kontur 3′ trifft, v ₃′. Die Bearbeitung erfolgt jetzt auf beiden Seiten über unterschiedliche Strecken, nämlich auf der rechten Seite in Fig. 1 von P ₂ bis P ₃ über die Strecke b und auf der linken Seite in Fig. 1 von P ₂′ bis P ₃ über die Strecke b′. Die Länge dieser Strecken 6, 6′ ist so bestimmt, daß dann, wenn beidseitig die Punkte P ₃ erreicht sind, die beidseitig verbleibende Restschleifzugabe s ₀, die bis zum Fertigmaß noch abgearbeitet werden muß, gleich groß ist. Das ist der Fall, wenn in dieser Phase die Schleifzugaben b und b′ so bestimmt werden, daß a′ + b′ = a + b ist.

Liegen b und b′ fest, so muß v ₃ : v ₃′ = b : b′ gelten, damit die Restschleifzugabe s ₀ (Punkt P ₃) von beiden Seiten zum selben Zeitpunkt t ₃ erreicht wird.

Sind nun die Punkte P ₃ von beiden Seiten her erreicht, so daß die noch bis zum Fertigmaß (Soll-Lage) der Seitenflächen 2, 3 abzuarbeitende Restschleifzugabe s ₀ beidseitig gleich ist, so ist von dieser Stelle an nunmehr bei exakt gleichen Vorschubgeschwindigkeiten und daher auch gleichen Anpreßdrücken von beiden Seiten her sichergestellt, daß auch das Fertigmaß schließlich von beiden Seiten her exakt im selben Zeitpunkt, nämlich zum Zeitpunkt t ₆ erreicht wird und jegliche elastische Verformungen der Bremsscheibe 1 während der Bearbeitung ausgeschlossen werden können.

Von P ₃ wird zunächst mit voller Leistung und höchstmöglicher, also im Vergleich mit v ₃ bzw. v ₃′ wieder erhöhter Vorschubgeschwindigkeit v ₄ geschruppt und nach Erreichen des Punktes P ₄ nach Abarbeitung des Schleifaufmaßanteils c und im Zeitpunkt t ₄ erneut umgeschaltet, und zwar auf die verringerte Schlichtgeschwindigkeit v ₅, die auch wieder für beide Schleifscheiben 6, 7 gleich ist. Mit ihr erfolgt eine Abarbeitung des Schleifaufmaßanteils d bis zum Punkt P ₅ im Zeitpunkt t ₅. Schließlich erfolgt vom Punkt P ₅ bis zum Punkt P ₆ das sog. Ausfeuern über eine Strecke e bis zum Zeitpunkt t ₆.

Claims

1. Verfahren zum Schleifen planparalleler Kreisring flächen an scheibenförmigen Werkstücken, insbe sondere an Bremsscheiben von Kraftfahrzeugscheiben bremsen, bei dem die Werkstücke auf ihren zu bearbeitenden Flächen, bezogen auf deren Soll- Lage, unterschiedliche Schleifzugaben auf weisen, von beiden Seiten mit Seitenschleif scheiben bearbeitet werden und die Bearbeitung in mehreren Phasen mit unterschiedlicher Vor schubgeschwindigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der gesamte Bearbeitungsvorgang so weit fortgeschritten ist, daß sich beide Schleif scheiben (6; 7) mit dem Werkstück (1) im Kontakt befinden, in der folgenden Phase die Bearbeitung bis zu einem gewählten Zwischenpunkt (P ₃), in dem das Werkstück (1) - bezogen auf die Soll-Lage der zu bearbeitenden Flächen (2; 3) - beidseitig eine gleich große Restschleifzugabe (s ₀) aufweist, mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten (v ₃; v ₃′) erfolgt, die derart abgestimmt sind, daß der Zwischenpunkt (P ₃) auf beiden Seiten im selben Zeitpunkt (T ₃) erreicht wird und danach der Abtrag beidseitig mit gleicher und erhöhter Vorschubgeschwindigkeit (v ₄) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis v ₃ : v ₃′ der genannten unterschiedlichen Vorschub geschwindigkeiten (v ₃; v ₃′) gleich ist dem dem Verhältnis b : b′ der Abstände (b, b′) der Schleif scheiben (6; 7) im Punkt (P ₂; P ₂′) deren ersten Kontaktes mit der unbearbeiteten Kontur (2′; 3′) der zu bearbeitenden Flächen (2; 3) von dem Zwischenpunkt (P ₃).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zeitpunkt des Kontaktes einer Schleifscheibe (6; 7) mit der unbearbeiteten Kontur (2′; 3′) der zu bearbeitenden Seitenflächen (2; 3) durch Messung der Veränderung einer dem Phasenwinkel (phi) zwischen Strom und Spannung der Antriebsmotoren entsprechenden Größe (cos phi) erfolgt.