DE4033725C2 - - Google Patents
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- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/02—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding grooves, e.g. on shafts, in casings, in tubes, homokinetic joint elements
- B24B19/06—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding grooves, e.g. on shafts, in casings, in tubes, homokinetic joint elements for grinding races, e.g. roller races
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Messen des Werkstückdurchmessers beim Feinschleifen
von Ringen auf der Ringaußenfläche oder auf der
Ringinnenfläche gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie
es aus der DE-AS 11 76 880 bekannt ist. Sie
eignet sich insbesondere zum Feinschleifen von Wälzlagerlaufringen
und umfaßt auch eine Vorrichtung
für die Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei einer solchen Vorrichtung werden die Meßwerte der Vermessung auf geeignete
Art und Weise elektrisch aufgenommen und ausgewertet,
wozu die modernen, insbes. elektronischen Hilfsmittel
der Meß- und Regeltechnik eine Mehrzahl von Möglichkeiten
bieten, und zwar auch rechnergestützt. Die Steuerung der
Regelung erfolgt nach Maßgabe des ermittelten Werkstoffabtrages.
Insbesondere bei Wälzlagerringen für hochtourige
Wälzlager werden an die Genauigkeit des Werkstoffabtrages
hohe Anforderungen gestellt. Außerdem muß sichergestellt
werden, daß die Rundheit der Werkstücke bei der Bearbeitung
nicht leidet. Mechanisch zentriert bedeuted, daß mit Gleitschuhen
und/oder sogenannten Rollenschuhen oder auch mit
einem Dreibackenfutter gearbeitet wird. Die Zentrierung erfolgt
vorsichtig. Nichtsdestoweniger müssen wegen der
mechanischen Zentrierung in bezug auf die Rundheit leichte
Verformungen in Kauf genommen werden.
Im Rahmen von bekannten Maßnahmen, deren Analyse die Erfindung
berücksichtigt, erfolgt die Vermessung mit Hilfe von
mechanischen Fühlern, die mit geringem Andruck auf die zu
bearbeitende Ringfläche aufgesetzt werden und die z. B. mit
einer feinen Diamantspitze ausgerüstet sind (DE-Z.: Maschinenmarkt,
71 JG. (1965) Nr. 5, S. 18 bis 22). Dabei kann
nicht ausgeschlossen werden, daß die Spitzen der Fühler
Spuren auf der bearbeiteten Ringfläche hinterlassen. Auch
kann die unvermeidbare geringe Unrundheit, die die zu bearbeitenden
Ringe aufweisen, zu störenden Schwingungen im Meßsystem
führen.
Im Rahmen von anderen bekannten Maßnahmen, an die die Er
findung anschließt, ist die Vermessung eine berührungslose
Vermessung. Dazu wird ein Meßluftstrom, der im freien Strahl
aus einer Düse austritt, auf die zu bearbeitende Fläche gerichtet,
so daß zwischen der Düse und der zu bearbeitenden
Fläche gleichsam ein Drosselspalt entsteht (vgl. auch die eingangs genannte DE-AS 11 76 880).
Veränderungen der Spaltweite dieses Drosselspaltes, die auf
unterschiedlichem Abstand der zu bearbeitenden Fläche und
der Düse beruhen, bewirken in dem Luftstrom, der über eine
Leitung der Düse zugeführt wird, Druckschwankungen, die meßtechnisch
erfaßt und in der beschriebenen Weise ausgewertet
werden. Hier ist bei hohen Anforderungen die Meßgenauigkeit
nicht ausreichend und auch hier können störende Schwingungen
nicht ausgeschlossen werden.
Endlich ist im Zusammenhang
mit der Bearbeitung von ebenen Flächen durch Feinschleifen
vorgeschlagen worden, einen Flüssigkeitsstrahl,
nämlich einen Ölstrahl, gleichsam als Fühler einzusetzen.
(CH 5 36 691) hier jedoch, um die Schleifscheibe zu vermessen. Nicht zum Stand der Technik gehörende
Versuche, mit einem solchen Flüssigkeitsstrahl bei einem
Verfahren zum Feinschleifen von Ringen auf der Ringaußen
fläche oder Ringinnenfläche, insbes. beim Feinschleifen
von Wälzlagerlaufringen, zu arbeiten, führten wegen
mangelnder Genauigkeit nicht zum Erfolg.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs angegebenen Art so ausgestalten, daß das Vermessen
mit großer Genauigkeit und ohne Störungen durch
Schwingungen erfolgen kann, und dafür eine Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der Ansprüche
1 bzw. 7 gelöst.
Dabei wurde von der Erkenntnis ausgegangen, daß die be
schriebenen störenden Schwingungen im Meßsystem, trotz
der einspannungsbedingten Unrundheit, nicht mehr auf
treten, wenn in der beschriebenen Weise mit einem hydrau
lischen Meßmittel gearbeitet wird und dieses in die Spül
mittelschicht eingeführt wird, die sich auf der zu be
arbeitenden Ringfläche, wie beschrieben, ausbildet. Diese
Spülmittelschicht ist besonders ausgeprägt, wenn es sich
um die feinschleifende Bearbeitung von Ringinnenflächen
handelt. Dabei vermischen sich das Spülmittel und das
Meßmittel, was jedoch im Rahmen der Erfindung nicht zu
Problemen führt, weil als Meßmittel die Spülflüssigkeit
eingesetzt ist. Das Meßmittel bewirkt eine ausreichende
Dämpfung im Meßsystem und unterdrückt dadurch störende
Schwingungen, ohne die Meßgenauigkeit zu beeinträchtigen.
Überraschenderweise wirkt sich die Unrundheit, die die
Ringe mitbringen oder die einspannungsbedingt ist, nicht
störend auf die Meßgenauigkeit aus. Es versteht sich,
daß die Leitung, mit der das Meßmittel zugeführt wird,
ausreichend starr ausgeführt sein muß, so daß im Leitungs
system Schwingungen nicht generiert werden.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben. So hat sich gezeigt, daß die Mes
sungen besonders genau durchgeführt werden können, wenn
die Meßköpfe meßkraftkompensierend äquidistant über den
Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche angeordnet sind.
Zweckmäßigerweise wird mit identisch gleichen Meßköpfen
gearbeitet. Ohne Beeinträchtigung der vorsichtigen Zen
trierung und ohne andere Störungen kann bei meßkraftkom
pensierender Anordnung das Meßmittel mit einem verhält
nismäßig hohen Druck zugeführt werden, was sich meßtech
nisch positiv auswirkt. Von besonderem Vorteil ist es,
mit einer zugleich kühlwirksamen Meßmittelmenge zu arbei
ten. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß die zu
bearbeitenden Ringe eine Ungenauigkeit wegen Wärmeverzugs
aus der Bearbeitungswärme heraus erfahren. Im allgemeinen
wird man die Meßmittelmenge und die Spülmittelmenge
dem gleichen Druckmittelsystem entnehmen und auch wieder
zuführen.
Im einzelnen bestehen mehrere
Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Im
einfachsten Falle wird man mit zwei diametral gegenüber
liegenden Meßköpfen arbeiten. Eine bevorzugte Ausführungs
form, die sich durch besonders stabile Ver
hältnisse in dynamischer Hinsicht auszeichnet, und zwar
auch in bezug auf das Meßsystem, ist dadurch gekennzeich
net, daß mit drei über den Umfang der zu bearbeitenden
Ringfläche um 120° versetzt angeordneten Meßköpfen ge
arbeitet wird. - Die Meßwerte können von den einzelnen
Meßköpfen bzw. von den den einzelnen Meßköpfen zugeführten
Meßmittelströmen abgenommen und einzeln oder integriert
ausgewertet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, ausführ
licher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Schema einer Vorrichtung für die Durchführung
des beanspruchten Verfahrens als Ansicht in
Richtung der Achse eines zu bearbeitenden Ringes,
Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand
nach Fig. 1 mit einigen konstruktiven Details und
Fig. 3 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungs
form einer Vorrichtung für die
Durchführung des Verfahrens.
Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist zum Fein
schleifen von Ringen 1 auf der Ringinnenfläche (Fig. 1 und
2) oder auf der Ringaußenfläche (Fig. 3) bestimmt.
Man erkennt zunächst eine Werkstückaufnahme 2 für die zu
bearbeitenden Ringe 1, wobei die Einspannung und Zen
trierung über mechanische Einspannelemente 3 erfolgt.
Nimmt man die Fig. 2 hinzu, so erkennt man, daß ein von
der Werkstückaufnahme 2 aufgenommener zu bearbeitender
Ring 1 z. B. über einen Treiber 4 rotierend mitgenommen
wird.
Die zu bearbeitende Ringfläche erfährt bei einem Schleif
vorgang eine berührungslose Vermessung. In den Fig. 1 und
3 erkennt man, daß dazu Meßköpfe 5 vorgesehen sind, die
in radialer Richtung in bezug auf die zu bearbeitende
Oberfläche einstellbar sind. Diese Einstellung kann in
radialer Richtung hin und wieder zurück erfolgen, was
durch Doppelpfeil angedeutet wurde. Dabei läßt sich ein
sehr feiner Spalt zwischen der zu bearbeitenden Ringfläche
und dem Meßkopf 5 einstellen. In den Fig. 1 und 3 wurde
dieser Spalt mit erheblicher Übertreibung vergrößert dar
gestellt. Die Spaltweite liegt im allgemeinen im µ-Be
reich. Die Meßköpfe 5 sind meßkraftkompensierend äqui
distant über den Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche
verteilt. Sie besitzen jeweils zumindest eine Düsenöffnung
6, aus der ein mit dem Spülmittel übereinstimmendes hy
draulisches Meßmittel 7 austritt. Es tritt freistrahlfrei
in die Meß- und Spülmittelschicht 7 ein, die übertrieben
dick gezeichnet worden ist. Sie bildet sich zwischen der
zu bearbeitenden Ringfläche und jedem der Meßköpfe 5
aus.
In der Fig. 1 wurde angedeutet, daß die Meßköpfe 5 als
Meßschuhe ausgeführt sind, deren Meßfläche krümmungs
mäßig der zu bearbeitenden Ringfläche angepaßt ist. Die
Düsenöffnungen 6 münden, wie die Fig. 2 zeigt, in der
Meßfläche. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung haben die Düsenöffnungen
6 aller Meßköpfe 5 den gleichen Durchmesser. Sie sind
auch zur Abgabe gleicher Meßmittelmengenströme eingerich
tet. In der Fig. 3 wurde angedeutet, daß die Meßköpfe 5
auch ein in radialer Richtung verlaufendes Düsenrohr 8
aufweisen können. - Die eingangs beschriebene Verfahrens
weise läßt sich mit solchen Vorrichtungen sehr einfach
verwirklichen. Handelt es sich um die Bearbeitung von
Wälzlagerlaufringen, so können die Meßköpfe 5 durch eine
radiale Verstellung in die Laufrillen der Ringe einge
führt und in Arbeitsposition gebracht werden.
Claims (10)
1. Verfahren zum Messen des Werkstückdurchmessers beim Feinschleifen eines Ringes auf
der Ringaußenfläche oder auf der Ringinnenfläche,
der in einer Werkstück
aufnahme mechanisch zentriert und um seine
Achse angetrieben wird,
bei welchem das Messen berührungslos mit zumindestens zwei gleichen Meßköpfen durchgeführt und der Schleif vorgang nach Maßgabe des Meßergebnisses geregelt oder gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Meßköpfen Spülflüssigkeit als hydraulisches Meßmittel aus jeweils zumindest einer Düsenöffnung austritt, und daß das hydraulische Meßmittel freistrahlfrei in die Spülflüssigkeitsschicht eingeführt wird, die die zu bearbeitende Ringfläche mitnimmt und die sich zwischen dem Meßkopf und der Ringfläche ausbildet.
bei welchem das Messen berührungslos mit zumindestens zwei gleichen Meßköpfen durchgeführt und der Schleif vorgang nach Maßgabe des Meßergebnisses geregelt oder gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Meßköpfen Spülflüssigkeit als hydraulisches Meßmittel aus jeweils zumindest einer Düsenöffnung austritt, und daß das hydraulische Meßmittel freistrahlfrei in die Spülflüssigkeitsschicht eingeführt wird, die die zu bearbeitende Ringfläche mitnimmt und die sich zwischen dem Meßkopf und der Ringfläche ausbildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßköpfe meßkraftkompensierend äquidistant über den Umfang
der zu bearbeitenden Ringfläche angeordnet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß mit einer zugleich kühlwirksamen Meßmittelmenge
gearbeitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßmittelmenge und die Spülmit
telmenge dem gleichen Druckmittelsystem entnommen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mit zwei diametral gegenüberliegenden
Meßköpfen gearbeitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mit drei über den Umfang der zu bear
beitenden Ringfläche um 120° versetzt angeordneten
Meßköpfen gearbeitet wird.
7. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßköpfe in radialer Richtung in bezug auf die zu be
arbeitende Oberfläche, hin und zurück, einstellbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßköpfe ein in radialer Richtung angeordnetes
Düsenrohr aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßköpfe einen Meßschuh aufweisen,
dessen Meßfläche krümmungsmäßig der zu bearbeitenden Ring
fläche angepaßt ist, und daß die Düsenöffnung in der
Meßfläche mündet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen aller Meßköpfe
den gleichen Durchmesser aufweisen und zur Abgabe gleicher
Meßmittelmengenströme eingerichtet sind.
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