DE4124178C2 - Bearbeitungs-Maschine zur Feinbearbeitung, wie zum Superfinishen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungs-Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie umfaßt eine Anordnung zur Bearbeitung bzw. Fein-Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere im wesentlichen mit einer Bearbeitungsqualität, die einem Superfinishen entspricht.

Vorteilhaft wird bei der Bearbeitung das Werkstück spitzenlos bzw. ausschließlich nur am Außenumfang aufgenommen und drehend angetrieben, wobei die Arbeitsfläche des jeweiligen Bearbeitungswerkzeuges bzw. alle Arbeitsflächen zweckmäßig nicht über dem gesamten Werkstückumfang am Werkstück abwäl­ zen, sondern solche abwälzenden Flächen im wesentlichen nur zur Abstützung, zur Zentrierung bzw. Ausrichtung und/oder zum Antrieb des Werkstückes vorgesehen sind. Die Werkzeug-Bear­ beitungsfläche, beispielsweise eines Superfinishsteines, kann dann durch eine zwischen die Stützflächen, z. B. Tragrollen- Oberflächen eingreifende und von diesen gesonderte Fläche gebildet sein, die unter Bearbeitungsbedingungen allenfalls eine Bewegung um die Werkstückachse und/oder in Längsrichtung des Werkstückes ausführt, jedoch auch gestellfest bzw. nur quer gegen die Werkstückachse zustellbar gelagert sein kann.

Das DE-GM 75 17 159 zeigt eine Bearbeitungs-Maschine, bei welcher die bearbeitende Fläche bzw. das Werkzeug nicht durch eine Treibfläche bzw. einen Treibkörper, sondern durch einen nicht treibenden Teil gebildet ist. Die Treibflächen weisen einen Reibungskoeffizienten von beispielsweise etwa 0,5 µ auf, wodurch jedoch das hydrodynamische Aufschwimmen des Werk­ stückes bei Anwesenheit eines Bearbeitungsfluids nicht verhindert werden kann, zumal der Reibungskoeffizient ledig­ lich bei trockener Treibfläche gegeben ist.

Nach dem DE 89 05 901 U1 ist demgegenüber die Mitnahmereibung nochmals reduziert, weil der Reibbeiwert der Transportwalzen lediglich bei 0,1 bis 0,15 liegt. Dadurch soll dieser Reib­ beiwert im Vergleich zu demjenigen eines Druckschuhs etwa gleich oder kleiner sein, wobei gleichzeitig die Reibungs­ kraft zwischen diesem Druckschuh und dem Werkstück äußerst gering sein soll. Zur ausreichenden Transportmitnahme des Werkstückes wird daher der Druckschuh mit sehr hoher Kraft gegen das Werkstück angepreßt.

Nach der DE 27 42 113 A1 ist es bekannt, eine Schleifmittel­ paste zu verwenden, jedoch nicht zwischen den ineinander­ greifenden Treib- und Gegenflächen des Werkstückes, sondern an einer davon gesonderten, inneren Umfangsfläche des Werk­ stückes, welche mit dem Werkzeug bearbeitet werden soll.

Ferner ist durch die GB 21 17 681 A eine Maschine bekannt, die nicht zur Bearbeitung unter Anwesenheit eines Fluids bestimmt ist. Die Bearbeitungsflächen müssen hier gleichzeitig trei­ bend wirken und die Treibflächen dürfen nur mit einer relativ geringen Kraft gegen das Werkstück angepreßt werden. Es sind kugelförmige Treib- und Bearbeitungskörper vorgesehen, welche nur punktförmig sowie mit Schlupf am Werkstück so anliegen, daß sich eher eine bürstende als eine schleifende Bearbeitung ergibt.

Der Erfindung liegt daher des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der genannten Art zu schaffen, mit welcher Nachteile bekannter Ausbildungen vermieden sind und insbeson­ dere eine weitere Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit, der Schneidleistung und/oder der Bearbeitungsgüte möglich ist.

Erfindungsgemäß sind die Merkmale nach Patentanspruch 1 vorgesehen. Es sind Mittel zur entsprechenden weiteren Erhöhung des Reibwertes unter Bearbeitungsbedingungen, insbesondere Mittel zur Erhöhung des Reibbeiwertes mindestens einer Treibfläche vorgesehen, ohne daß hierzu die Normal­ kräfte erhöht werden müssen. Dadurch kann im wesentlichen unabhängig von dem Normalkräften bzw. ausgehend von einer gegebenen Normalkraft eine Steigerung des Reibwertes zwischen den gepaarten Flächen des Werkstückes und des Treibgliedes erzielt werden.

Die Arbeitsfläche des Werkzeuges weist zweckmäßig Korund- Partikel auf, die in einer Bettung eingelagert sind. Z.B. kann das Werkzeug durch einen Selbstschärfenden Edelkorund- Honstein gebildet sein, bei welchem unter den Betriebsbedin­ gungen einer Superfinish-Bearbeitung im Gegensatz zu einem Siliziumkarbid-Honstein nicht nur die Schneidleistung an­ steigt, sondern sich auch die Gleichmäßigkeit des Schnittes und damit die Güte der bearbeitenden Oberfläche verbessert. Dadurch ist die erfindungsgemäße Ausbildung insbesondere auch zur Bearbeitung von zylinderähnlichen Wälzkörpern von Wälz­ lagern geeignet.

Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt hohe Umfangsgeschwin­ digkeiten von beispielsweise bis zu 1200 m/min, jedoch steigt mit der Umfangsgeschwindigkeit auch die Bremskraft an, mit welcher die Arbeitsfläche des Werkzeuges auf das Werk­ stück wirkt, während die Antriebskräfte auf das Werkstück infolge von hydrodynamischen Kräften abnehmen. Diese Kräfte ergeben sich durch Kühl- bzw. Schneidflüssigkeit, welche dem Bearbeitungsbereich laufend zugeführt werden kann. Im Bereich von Umfangsgeschwindigkeiten, die eine Größenordnung von etwa 200 bis 300 in/min betragen, kann dadurch ein zunehmender Schlupf zwischen Werkstück und Treibflächen auftreten, was dann bei weiterer Steigerung der Umfangsgeschwindigkeiten sogar zum Stillstand des Werkstückes gegenüber dem Werkzeug führen kann. Diese Wirkung kann durch Erhöhung der Normal­ kräfte an den Kontaktstellen zwischen Werkstück und Treib­ flächen nicht zufriedenstellend vermieden werden, weil mit der Steigerung der Normalkräfte auch die Bremskraft erhöht wird, unabhängig davon, ob die Erhöhung der Normalkraft durch das Werkzeug oder mindestens ein Druckstück herbeigeführt wird. Zwar können die Normalkräfte auch dadurch erhöht werden, daß der auf die Werkstückachse bezogene Auflagewinkel zwischen den Kontaktstellen zu den Treib- bzw. Stützflächen verkleinert wird, jedoch reicht dies für einen einwandfreien Transport des Werkstückes bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten selbst dann nicht aus, wenn der Auflagewinkel unter 14 bis 18° bzw. bei etwa 5 bis 7° liegt.

Eine Möglichkeit zur Erhöhung der spezifischen Reibungs­ kräfte besteht z. B. darin, die Auflagefläche des Werkstückes auf den Treibflächen spezifisch zu verringern, was durch entsprechende Unterbrechungen der Treibfläche erreicht werden kann, so daß diese gegenüber ihrer gesamten Flächengröße eine kleinere wirksame Kontaktfläche für die treibende Berührung mit dem Werkstück hat. Die Treibfläche kann durch bearbeitete Vertiefungen, wie Einstiche, durch Porösität-Poren o. ä. mit Unterbrechungen versehen sein, die zweckmäßig gleichmäßig über die gesamte Flächenausdeh­ nung der Treibfläche verteilt sind. Die Treibfläche kann aber auch Bereiche unterschiedlicher Nachgiebigkeit haben, so daß sie zwar im Kontaktbereich im wesentlichen ganzflä­ chig am Werkstück anliegt, im wesentlichen jedoch nur die weniger nachgiebigen Bereiche die Abstützkräfte aufnehmen bzw. die Treibkräfte übertragen. Beispielsweise kann die Treibfläche aus einer relativ weichen oder elastischen Grundmasse bestehen, in die harte Partikel, z. B. Karbide, Korunde, Diamanten und/oder andere Hartkörper eingelagert sind. Die Grundmasse kann dabei in Bezug auf diese Partikel und auf den zu bearbeitenden Werkstoff so abgestimmt sein, daß sie durch die Reibung gegenüber dem Werkstück ausrei­ chend schnell verschleißt und zumindest in der letzten Be­ arbeitungsphase das Werkstück nur an den Partikeln punktar­ tig abgestützt ist; sind die im Einsatz befindlichen Parti­ kel stumpf geworden, so können sie aus der Grundmasse bzw. Bettung ausbrechen, wodurch noch scharfe Partikel für den Eingriff in das Werkstück freigelegt werden, weil auch hier die Grundmasse wieder entsprechend weit durch Verschleiß abgetragen wird. Ist die Grundmasse statt dessen oder zu­ sätzlich elastisch, so gibt sie unter den Normalkräften nach und es ergibt sich ebenfalls eine Abstützung in rasterartig verteilten Punkten eines Anlagefeldes, was zu hohen spezifischen Normalkräften führt.

Statt dessen oder zusätzlich können zur Erhöhung der An­ triebskräfte auch Walzenmaterialien mit einem wesentlich höheren Reibungskoeffizienten als der des Werkstoffes des Werkstückes bzw. als Stahl verwendet werden. Hierzu eignen sich z. B. Reibbeläge, keramische Werkstoffe, Kunststoffe mit entsprechenden Zusätzen und/oder beliebige Kombinatio­ nen davon.

Auch kann statt dessen oder zusätzlich die Treibfläche aus einem begrenzt elastischen Werkstoff bestehen, der zweck­ mäßig hinsichtlich seiner Druckelastizität eine so steil ansteigende Federkennlinie hat, daß er nach Eindrücken der Treibfläche um wenige 100stel oder 1000stel mm praktisch unnachgiebig hart wird. Dadurch wird die Kontaktfläche zwi­ schen Werkstück und Treibfläche nach Art einer Umschlingung auf wenige Winkelgrade, bezogen auf die Werkstückachse, erhöht, was zu einer entsprechend besseren Mitnahme führt.

Es hat sich gezeigt, daß gute Wirkungen erzielt werden, wenn die Treibfläche bzw. der Treibkörper aus solchem Werk­ stoff besteht, aus welchem die Laufflächen von Reibgetrie­ ben, beispielsweise Kegelradgetrieben, hergestellt werden. Derartiges Material kann eine sehr harte Gummibindung mit eingebetteten Korundpartikeln aufweisen und läßt sich zum Abrichten wiederholt gut bearbeiten, z. B. mit einer Dia­ mantschleifscheibe oder mit einem Abrichtdiamanten.

Durch die Verwendung von Treibflächen, die gegenüber feinstbearbeiteten bzw. polierten Hochglanz-Flächen wesent­ lich rauher sind, können überraschenderweise hohe Bearbei­ tungsgeschwindigkeiten beim Herstellen von Superfinish- Werkstückflächen erzielt werden, ohne daß die gegenüber der Treibfläche wenigstens im fertig bearbeiteten Zustand we­ sentlich weniger rauhe Werkstückfläche dadurch Schaden lei­ det. Während die Rauhigkeit der Werkstückfläche beim Schleifen etwa 3 µm beträgt, kann sie bei der Superfinish- Bearbeitung einen Bruchteil davon, nämlich z. B. weniger als 1 µm und sogar 0,3 µm betragen. Die Rauhigkeit der Treib­ fläche ermöglicht es der anwesenden Bearbeitungs-Flüssig­ keit, in die Rauhigkeit-Vertiefungen gepreßt und dort gege­ benenfalls nach Art von Leitrillen zu den äußeren Begren­ zungen des Kontaktfeldes kanalisiert zu werden, so daß die Rauhigkeitserhöhungen nahezu unter Durchbrechung des Flüs­ sigkeitsfilmes unmittelbar in Berührung mit der Werkstück­ oberfläche gelangen können. Dadurch ist eine vollständiges Aufschwimmen des Werkstückes derart, daß es mit der Treib­ fläche im wesentlichen ausschließlich unter Vermittlung eines Flüssigkeitsfilmes in Kontakt steht, vermieden und wenigstens partiell eine trockene Treibverbindung zwischen den beiden Flächen herstellt. Bei ausreichender Rauhigkeit kann daher die Treibfläche auch eine mindestens so große oder größere Härte als die Werkstückfläche haben.

Die Treibfläche muß nicht durchgehend zylindrisch sein, sondern kann auch, insbesondere zur Bearbeitung von Wälzla­ gerrollen, axial aneinanderschließende ballige bzw. sphäri­ sche und/oder konische bzw. hyperbolische Abschnitte auf­ weisen, z. B. damit die Werkstückfläche an den Enden des Werkstückes nach Art flach abfallender Anphasungen verjüngt ist.

Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Ausbil­ dung gut mit 500 bis 600 m/min oder mehr Umfangsgeschwin­ digkeit gearbeitet werden kann, ohne daß die Maßhaltigkeit z. B. aufgrund von Schwingungen oder einer eventuellen Ela­ stizität der jeweiligen Treibfläche beeinträchtigt würde.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen gehen außer aus den Ansprüchen auch der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale je­ weils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unter­ kombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Superfinish- Bearbeitung von Rollenkörpern im Querschnitt,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem wesent­ lich vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine Treibfläche,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Dar­ stellung entsprechend Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Treibfläche im Querschnitt und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform in einer Darstellung entsprechend Fig. 5.

Die in Fig. 1 nur angedeutete Maschine 1 dient zur Umfangs­ bearbeitung im wesentlichen achssymmetrischer Werkstücke 2 mit einem Werkzeug 4, dessen Bearbeitungsfläche 5 im Quer­ schnitt entsprechend der Bearbeitungs- bzw. Umfangsfläche 3 gekrümmt sein kann und mit dieser Fläche radial gegen das Werkstück 2 mit einer vorbestimmten Druckkraft nachstellbar angelegt wird. Die Arbeitsfläche 5 kann bei nur radialer Bewegbarkeit des Werkzeuges 4 genau gleich groß wie der Bearbeitungsbereich am Werkstück 2 oder aber auch demgegen­ über kleiner sein, falls das Werkzeug 4 z. B. oszillierende Bewegungen ausführt.

Zum rotierenden Antrieb und zur Erzeugung einer axialen Vorschubbewegung des Werkstückes 2 sind zwei annähernd parallel und horizontal nebeneinanderliegende Walzen 6, 7 als Treibwalzen vorgesehen, deren Mittelachsen zur Bewirkung des Vorschubes geringfügig gegeneinander schräg gestellt sein können. Jede Treibwalze 6, 7 bildet mit ihrem Außenumfang eine Treibfläche 8, 9 und die beiden Treibflächen 8, 9 haben bevorzugt gleiche und/oder gegenüber der Umfangsfläche 3 einen ganzzahlig mehrfach, z. B. etwa fünffach größeren Durchmesser. Beide Treibflächen 8, 9 können jedoch auch hinsichtlich Größe und Beschaffenheit unterschiedlich ausge­ bildet sein.

Die beiden Treibflächen 8, 9 begrenzen eine prismenartige Auflage dadurch, daß ihr geringster Abstand voneinander kleiner als der Durchmesser der Umfangsfläche 3 ist, so daß das Werkstück 2 an jeder Treibfläche 8, 9 mit einer z. B. etwa linienförmigen Kontaktfläche 10 anliegen kann. Bezogen auf die Werkstückachse erstreckt sich die Kontaktfläche 10 über einen Eingriffswinkel 11, der unterhalb eines Winkelgrades oder auch darüber liegen kann. Durch die Winkellage der gemeinsamen Axialebene des Werkstückes 2 mit der jeweiligen Treibwalze 6 bzw. 7 gegenüber der gemeinsamen Axialebene der beiden Treibwalzen 6, 7 ist ein Anlagewinkel 12 definiert, der zweckmäßig deutlich unter 15 bzw. 10° liegen kann. Die Normalkräfte im Bereich der Kontaktflächen 10 werden aus­ schließlich durch die Gewichtskraft des Werkstückes 2 zuzüg­ lich der radialen Anpreßkraft des Werkzeuges 4 bestimmt, da auf das Werkstück 2 keine weiteren Radialkräfte, z. B. über ein Druckstück o. dgl., ausgeübt werden. Die Axialerstreckung des Werkzeuges 4 kann wie diejenige der Treibflächen 8, 9 größer als die Länge der Umfangsfläche 3 sein.

Die beiden Treibwalzen 6, 7 sind mit gleicher Drehrichtung im wesentlichen synchron motorisch angetrieben und treiben das axial zugeführte Werkstück 2, sobald es von den Treib­ flächen 8, 9 erfaßt wird, über die Kontaktflächen 10 kraft­ schlüssig in der entgegengesetzten Richtung an. Das vom Werkzeug 4 auf das Werkstück 2 durch den Bearbeitungsein­ griff ausgeübte Bremsmoment ist dabei kleiner als die Summe der im Bereich der Kontaktflächen 10 tangential entgegenge­ setzt gerichteten Antriebsmomente, die durch die Treibwal­ zen 6, 7 auf das Werkstück 2 übertragen werden. Hierzu be­ stehen die Treibflächen 8, 9 aus gleichen oder unterschied­ lichen Werkstoffen, die jeweils einen gegenüber Stahl we­ sentlich höheren Reibungskoeffizienten haben. Die Reibflä­ chen 8, 9 können durch Beläge auf Walzenkernen gebildet sein oder aber die Walzen können über den gesamten Querschnitt aus demselben Werkstoff bestehen. Bei einer solchen Ausbildung kann der Eingriffswinkel 11 unter einem Winkelgrad liegen bzw. eine Wirkung gegeben sein, durch welche die Kontaktfläche 10 nur linienförmig ist.

Gemäß Fig. 2 kann der Eingriffswinkel 11 demgegenüber auch auf mehrere Winkelgrade z. B. dadurch vergrößert werden, daß eine oder beide Treibflächen 8a eine begrenzte Druck­ elastizität haben, so daß sich unter den Normalkräften in der Treibfläche 8a eine der Umfangsfläche 3a entsprechende Eindrückung 13 ergibt, über welche die Umfangsfläche 3a von der Treibfläche 8a umschlungen ist. Die Treibfläche 8a ist dabei derart rückfedernd, daß sie beiderseits der Kontakt­ fläche 10a und auch axial benachbart zur Umfangsfläche 3a sofort wieder in ihre Ausgangsform rückfedert. Bei der Be­ arbeitung des Werkstückes 2a im Durchlauf, also bei gleich­ zeitiger Rotation und axialer Vorschubbewegung, wird da­ durch ebenfalls eine wesentlich verbesserte Mitnahme er­ zielt. Der Eingriffswinkel 11 übersteigt zweckmäßig 30 bzw. 20° nicht und kann auch unter 10 Winkelgraden liegen.

Gemäß Fig. 3 ist eine oder sind beide Treibflächen 8, 9 mit einer Rauhigkeit ausgebildet, die wenigstens teilweise oberhalb der Rauhigkeit der Umfangsfläche 3 vor und/oder nach der Finish-Bearbeitung liegt. Die Rauhigkeit der Treibfläche 8b kann z. B. durch diejenige Bearbeitung er­ zeugt werden, mit welcher die Treibfläche 8b zweckmäßig spanabhebend in ihre vorbestimmte Form gebracht wird. Ist diese Bearbeitung eine Feindreh-Bearbeitung, so ergibt sich z. B. eine Grobrauhung 14 in Form von ringförmig geschlos­ senen und/oder wendelförmigen Drehriefen mit einer Tiefe von z. B. zwischen 4 und 10 µm, insbesondere etwa 6 µm und einem demgegenüber etwa gleichgroßen oder kleineren Axial­ abstand zwischen benachbarten Riefen.

Nach der Drehbearbeitung können die ring- bzw. wendelförmi­ gen Erhebungen zwischen den Riefen feiner, z. B. durch Ho­ nen, so bearbeitet werden, daß sie am Außenumfang jeweils eine annähernd zylindrische Feinrauhung 15 mit ring-, wen­ del-, rändel- und/oder kordelartigen Riefen bilden, deren Tiefe um etwa das drei- bis vierfache kleiner als die der Riefen der Grobrauhung 14 ist. Z. B. ist die Riefentiefe der Feinrauhung 15 etwa 1,5 bis 2 µm tief. Dadurch bildet die, im Axialschnitt axial aufeinanderfolgende Treibflä­ chen-Plateaus aufweisende, Treibfläche 8b zwischen benach­ barten tieferen Riefen der Grobrauhung 14 jeweils eine Mehrzahl in Achsrichtung aufeinanderfolgender weniger tie­ fer Riefen, wobei zwischen benachbarten, geringer tiefen Riefen der Feinrauhung 15 Kontaktpunkte 20 bzw. Kontaktkan­ ten gebildet sind, die von spitzwinklig zueinanderliegenden Flanken begrenzt sind und jeweils annähernd in einer Fein­ spitze auslaufen.

Die Kontaktpunkte 20 sind, falls die Treibfläche 8b aus einem gegenüber dem Werkstück härteren Werkstoff besteht, die einzigen Berührungszonen zur Mitnahme des Werkstückes. Im Falle einer geringfügigen Elastizität der Treibfläche im Vergleich zum Werkstück kann die treibende Mitnahme auch über einen Teil oder die gesamte Höhe der Flanken der Kon­ taktpunkte 20 erfolgen.

Gemäß Fig. 4 können die Kontaktzonen 20c zwischen benach­ barten Vertiefungen 16 auch Hochglatt- bzw. Hochglanz-Flä­ chen sein, deren Axialerstreckung jeweils größer als die einer Vertiefung 16 ist. Die Vertiefungen 16 können z. B. ringförmige und/oder wendelförmige Einstiche sein, die mit einem Drehstahl in der Treibwalze hergestellt sind und wie die Vertiefungen der Grobrauhung 14 über den Umfang und/ oder über die Länge der Treibfläche 8b bzw. 8c durchgehende Flüssigkeitsverdrängungs-Rinnen bilden können.

In diese Rinnen kann die Schneidflüssigkeit nach Art einer Zwischenspeicherung während des Durchlaufes im Kontaktbe­ reich der Kontaktfläche 10 ausweichen und am Auslauf des Kontaktbereiches wieder an die Umfangsfläche 3 wenigstens teilweise zurückgegeben werden. Die Kontaktflächen 20c kön­ nen über scharfe, z. B. von etwa rechtwinkligen Flanken begrenzte Kanten an die Vertiefungen 16 anschließen. Ferner ist es auch möglich, die Vertiefungen durch zwei oder mehr ineinander und parallel zueinanderliegende Wendeln zu bil­ den, die gleiche oder unterschiedliche Breite, Tiefe und/ oder Profilform haben können, so daß zwischen jeweils zwei Windungen einer Wendel eine Windung mindestens einer weite­ ren Wendel liegt.

Gemäß Fig. 5 ist die Treibfläche 9d bzw. sind deren Kon­ taktpunkte 20d im wesentlichen durch annähernd diamantharte Partikel 18 einer Körnung gebildet, die aus gleich oder unterschiedlich großen Partikel bestehen kann. Diese Parti­ kel 18 sind in einer Bettung 17 zum größten Teil voll um­ schlossen angeordnet, deren Härte kleiner als die der Par­ tikel 18 ist, jedoch - je nach Arbeitsbedingungen - größer oder kleiner als die Härte des Werkstoffes des Werkstückes 2 sein kann. An der Treibfläche 9d stehen die entsprechend peripher liegenden Partikel 18 mit einem Teil ihrer Außen­ fläche zur Bildung der Kontaktpunkte 20d vor. Diejenigen Partikel 18, die an dieser Peripherie stumpf geworden sind, brechen von selbst durch den Verschleißeingriff in die Um­ fangsfläche 3 des Werkstückes 2 aus der Bettung 17 aus und geben dadurch die benachbart zu ihnen liegenden Bereiche der Bettung 17 für den Verschleiß an der Umfangsfläche 3 frei, so daß zuvor noch tieferliegende Partikel 18 nunmehr in der beschriebenen Weise die Kontaktpunkte 20d an der Treibfläche 9d bilden.

Partikel 18 können unter Betriebsbedingungen aber auch bis an den Außenumfang der Treibfläche 9d und damit im wesent­ lichen vollständig von der Bettung 17 insbesondere dann um­ schlossen sein, wenn diese elastisch nachgiebig ist, da dann diese Partikel 18 trotzdem die Wirkung von Kontakt­ punkten 20d haben, während die benachbarte Außenfläche der Bettung 17 zwar an der Umfangsfläche 3 anliegt, jedoch mit wesentlich geringerer spezifischer Pressung.

Fig. 6 zeigt eine Treibfläche 8d aus einem geschlossen­ und/oder offenzelligen porösen Werkstoff, dessen Porösi­ täts-Hohlräume 19 wie die Partikel 18 in der Bettung 17 sehr gleichmäßig verteilt sind und jeweils einen Abstand voneinander haben, der etwa in der Größenordnung ihrer Wei­ te liegt oder demgegenüber sogar kleiner ist. Durch Ver­ schleiß bilden die Hohlräume 19 an der Treibfläche 8d ent­ sprechende, napfförmige Vertiefungen und die zwischen die­ sen liegenden Bereiche bilden die Kontaktpunkte 20d. Weite­ rer Verschleiß an der Treibfläche 8d führt zur Öffnung bzw. Freilegung weiterer Hohlräume 19, so daß stets in etwa gleiche Betriebsbedingungen gegeben sind und sich die Treibfläche 8d durch Selbstschärfung unter Betriebsbedin­ gungen laufend regeneriert.

Alle beschriebenen Merkmale sowie diejenigen nach den Fig. 1 bis 6 können in beliebiger Kombination an einer Treibfläche oder an zwei Treibflächen vorgesehen sein. Z. B. können die Treibwalzen 7d, 6d gemäß den Fig. 5 und 6 gemeinsam eine Aufnahme für das Werkstück bilden. Weiter­ hin kann die jeweilige Treibfläche in Umfangs- und/oder Axialrichtung aufeinanderfolgend unterschiedlich ausgebil­ dete Treibflächen-Abschnitte der beschriebenen Art aufwei­ sen. Dadurch können Zonen gebildet sein, welche eine hohe Lagegenauigkeit des Werkstückes 2 bei geringerem Mitnahme­ moment gewährleisten und auf die Zonen mit höherem Mitnah­ memoment folgen. Die Zonen haben dabei in Umfangsrichtung zweckmäßig eine gegenüber der Kontaktfläche 10 etwa gleich­ große oder größere Erstreckung.

Dadurch daß beim Erfindungsgegenstand wenigstens eine der Treibflächen mindestens teilweise eine im Zusammenwirken mit dem Werkstück unter Bearbeitungsbedingungen erhöhte Reibwerte aufweisende Oberfläche bildet, kann eine wesent­ lich erhöhte Schneid- bzw. Bearbeitungsgeschwindigkeit bei gesteigerter Bearbeitungsgüte erzielt werden. Im Falle ei­ ner partiell elastischen Treibfläche mit Partikeln o. dgl. führt die auf diese Partikel wirkende Druckbelastung zu einem Zurückdrücken der den jeweiligen Partikel umgebenden Bereiche, wodurch wiederum zwischen Umfangsfläche 3 und Treibfläche Hohlräume bzw. Kanäle entstehen, durch die ein hydrodynamisches Tragen des Werkstückes an dieser Treibflä­ che reduziert oder sogar vollständig vermieden wird.

Claims (11)

1. Bearbeitungs-Maschine zur Feinbearbeitung, wie zum Superfinishen, einer rotationssymmetrischen Umfangs­ fläche eines Werkstückes in einem, insbesondere die filmartige Anwesenheit eines Fluids an der Umfangsfläche des Werkstückes (2) einschließenden, bewegten Bearbei­ tungszustand, mit einer spitzenlosen Aufnahme für das Werkstück (2) zwischen zwei Stützflächen, von denen mindestens eine durch eine Walze (6, 7) mit einer Treibfläche (8, 9) als Bearbeitungs-Antrieb des Werk­ stückes (2) gebildet ist und mit Mitteln zur Erhöhung des Reibwertes an mindestens einer Treibfläche (8, 9) einer Walze (6, 7), wobei die jeweilige, einen dem Bearbeitungszustand zugehörigen Reibwert bestimmende, Treibfläche (8, 9) in einem Kontaktbereich mit Kontakt­ flächen (10) am Werkstück (2) angreift und wobei eine von den Treibflächen (8, 9) gesonderte Werkstück-Bear­ beitungsfläche (5) eines Werkzeuges (4) vorgesehen ist sowie ein von dem Kontaktbereich gesonderter Bearbei­ tungsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Erhöhung des Reibwertes wenigstens im Bearbeitungszu­ stand Rauhigkeitserhöhungen an mindestens einer Treib­ fläche (8, 9) einer Walze (6, 7) vorgesehen sind, die im Bearbeitungszustand durch Durchbrechung des Fluids als im wesentlichen trockene Kontaktflächen mit der Umfangs­ fläche (3) des Werkstückes stehen und daß das Fluid in das Fluid aufnehmende Vertiefungen (16) der Treibfläche (8, 9) gepreßt wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vertiefte Kanalisierung des Fluids zu den Begren­ zungen des Kontaktfeldes vorgesehen ist, zur Zwischen­ speicherung des Fluids in Hohlräumen der Treibfläche (8, 9) und/oder zur Rückgabe des Fluids an die Umfangsfläche und zur Verdrängung des Fluids in Vertiefungen der Treibfläche (8, 9).

3. Maschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Walze mit der Umfangsfläche des Werkstückes im linienförmigen Kontakt steht und daß vorzugsweise wenigstens eine Treibfläche (8, 9) zur Erhöhung des Reibwertes eine gegenüber der Umfangsfläche des Werk­ stückes höhere Nachgiebigkeit aufweist.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Treibfläche (8, 9) eine gegenüber der Flächenausdehnung ihres Kontaktfeldes kleinere effektive treibende Kontaktfläche (10b) aufweist.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die eine Treib­ fläche (8, 9) mindestens teilweise eine derjenigen Eigenschaf­ ten aufweist, die durch Drucknachgiebigkeit, Druckelas­ tizität, Abtrag unter Betriebsbedingungen, gegenüber der Umfangsfläche des Werkstückes höhere Rauhigkeit, Porösi­ tät, Unterbrechungen durch Vertiefungen, Fluid-Taschen, Fluid-Rinnen, ausbrechbare Körper mit Kontaktflächen, Bereiche unterschiedlicher Härte und einen gegenüber Stahl gleicher Rauhigkeit höheren Reibungskoeffizienten definiert sind.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Treib­ fläche (8, 9) der Walze wenigstens teilweise aus mindestens einem derjenigen Werkstoffe besteht, die durch faserhal­ tige Werkstoffe, partikelhaltige Werkstoffe, keramische Werkstoffe, Kunststoffe, Bindungsstoffe mit eingelager­ ten härteren Körpern, Hartgummi, Karbide, Korunde, Diamanten, Sinterstoffe o. dgl. definiert sind, wobei die Treibfläche vorzugsweise zerspanend bearbeitbar ist.

7. Maschine nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Treib­ fläche (8, 9) wenigstens teilweise als gehonte Fläche ausgebil­ det ist, die vorzugsweise von Riefen unterbrochen ist, wobei insbesondere die Kontaktflächen eine Rauhigkeits­ tiefe in der Größenordnung von µm und dazwischenliegende Riefen eine größere Tiefe haben und/oder die Treibfläche als Ergebnis einer Überlagerung von gröberer und feine­ rer Bearbeitung ausgebildet ist.

8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Treibfläche wenigstens (8, 9) teilweise über den gesamten Umfang und/oder die gesamte Länge im wesentlichen gleiche Eigenschaften aufweist.

9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Treibflächen (8, 9) mindes­ tens teilweise gleiche und/oder unterschiedliche Eigen­ schaften aufweisen.

10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stütz- bzw. Treibflächen zur Erzeugung eines Vorschubmomentes gegeneinander geringfügig schräggestellt sind.

11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsbereich einen Bogenwinkel von weniger als 45° einnimmt und daß das Werkzeug insbesondere ein Honwerkzeug, wie ein Honstein ist, mit konkav gekrümmter Arbeitsfläche.