DE4124772C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schleifbearbei­ tung von Werkstücken, die zwei parallel zueinander ver­ laufende Flächen aufweisen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Beispiel für ein derartiges Werkstück ist eine Brems­ scheibe bei Kraftfahrzeugbremsen. Zum Schleifen der bei­ den entgegengesetzt gerichteten Oberflächen werden die Bremsscheiben um ihre Drehachse rotiert und die beiden Flächen dann gleichzeitig mit rotierenden Schleifscheiben bearbeitet, wobei die Schleifscheiben mit gleicher Ge­ schwindigkeit aufeinander zu bewegt werden und so die Bremsscheibe zwischen sich einschließen.

Bei einem bekannten Verfahren zum Schleifen derartiger Bremsscheiben (DE 36 42 304 C1) erfolgt der Vorschub der beiden Schleifscheiben dann, wenn die beiden Flächen eine unterschiedliche Schleifzugabe aufweisen, mit unter­ schiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten, die derart auf­ einander abgestimmt sind, daß am Ende dieses Bearbei­ tungsschritts die Restzugabe auf beiden Seiten gleich ist. Von dann an wird wieder mit gleicher Vorschubge­ schwindigkeit gearbeitet.

Weiterhin aus der US 50 12 618 bekannt ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von magnetischen Datenträgerscheiben, bei der zwei Paare von Schleifbändern an die Oberfläche der rotierenden Magnetschei­ be angedrückt und wieder zurückgezogen werden. Nach dem Bearbeiten mit Hilfe der Schleifbänder werden die Platten mit Hilfe spezieller Werkzeugköpfe bearbeitet. Eine zweite Bearbeitung mit den Schleifbändern ist möglich.

Beim einseitigen Schleifen von Werkstücken ist es be­ kannt, zur Verringerung der Bearbeitungsdauer vor dem Feinschleifen das Schleifwerkzeug zurückzustellen, damit sich das Werkstück entspannen kann. Anschließend wird mit verringerter Vorschubgeschwindigkeit eine Endbearbeitung durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schleifbearbeitung von zwei parallele Flächen aufwei­ senden Werkstücken zu schaffen, das eine erhöhte Bearbei­ tungsgenauigkeit ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Ver­ fahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vor. Weiterbil­ dungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Zurückbewegung der beiden Schleifwerkzeuge wird es möglich, daß die bei ihrem Vorschieben und dem dadurch bewirkten Gegendruck entstandenen Verspannungen der Werk­ zeuge und des Werkstücks wieder aufgehoben werden, so daß beim erneuten Vorschub und der erneuten Bearbeitung von einem entspannten Ausgangszustand ausgegangen werden kann. Dies führt zu einer verbesserten Genauigkeit der fertig bearbeiteten Werkstücke.

Die Vor­ schubbewegung jedes Schleifwerkzeugs wird bei Erreichen eines bestimmten Zwischen-Maßes unterbrochen, das als Abstand vom Soll-Maß definiert ist. Damit wird erreicht, daß bei der sich anschließenden zweiten Bearbeitung ein gleich­ mäßiges Arbeiten und damit ein gleichmäßiger Abtrag er­ reicht wird.

Da beide Schleifwerkzeuge gleichzeitig zurückgezogen werden, tritt die durch das Zurückziehen bewirkte Entspannung auch auf beiden Seiten des Werkstücks gleich­ zeitig auf.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 kann schon während der noch nicht endgültigen Bearbeitung eine Ausfeuerphase auftreten. Außerdem kann bei ungleichmäßigem Aufmaß auf beiden Seiten auf diese Weise dafür gesorgt werden, daß dann, wenn das Zwischen-Maß auf der einen Seite bereits er­ reicht wird, das Schleifwerkzeug auf der anderen Seite noch ohne Vergrößerung der Verspannung weiterarbeiten kann.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Schleifwerk­ zeug mindestens so lange nicht zurückgezogen wird, bis das Schleifwerkzeug auf der jeweils anderen Seite das vorbestimmte Zwischen-Maß erreicht hat. Damit wird es möglich, daß beide Schleifwerkzeuge zum gleichen Zeitpunkt gemein­ sam und mit gleicher Geschwindigkeit zurückgezogen werden können.

Mit den Merkmalen nach Anspruch 4 kann sicherge­ stellt werden, daß beim anschließenden Vorschub mit glei­ cher Geschwindigkeit und zum gleichen Zeitpunkt das Soll-Maß auf beiden Seiten gleichzeitig erreicht wird.

Bei dem zweiten Vorschub, der sich an das Zurückziehen anschließt, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß dieser mit größerer Geschwin­ digkeit als der erste Vorschub erfolgt.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeich­ nung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 schematisch die Ansicht einer Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein Weg-Zeitdiagramm für die Bewegung bei­ der Schleifscheiben bei der Bearbeitung einer Bremsscheibe;

Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechendes Weg-Zeitdia­ gramm bei einem unterschiedlichen Aufmaß auf beiden Seiten des Werkstücks;

Fig. 4 ein Weg-Zeitdiagramm der Bewegung einer Schleifscheibe bei einer unterschiedlichen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung eine Auf­ sicht auf eine Maschine, mit der ein Werkstück nach dem von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren bearbei­ tet werden kann. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Werkstück 1 um eine Bremsscheibe, wie sie bei Scheibenbremsenanlagen von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Die Bremsscheibe 1 weist einen kreisringförmigen Außenteil 2 auf, der längs seiner beiden voneinander ab­ gewandten, parallelen Flächen 3 und 4 geschliffen werden soll. Auf jeder Seite der Bremsscheibe 1 ist ein Schleifaggregat mit je einer Schleifscheibe 5, 6 ange­ ordnet. Die Schleifscheiben 5, 6 sind in Halterungen 7, 8 gelagert und werden von je einem seitlich angeordneten Elek­ tromotor 9, 10 drehangetrieben. Die aus Schleifscheibe 5 bzw. 6, Halterung 7 bzw. 8 und Elektromotor 9 bzw. 10 bestehende Einheit kann mit Hilfe eines Linearantriebs 11, 12 in Richtung der Drehachse der Schleifscheibe 5, 6 linear verschoben wer­ den. Die Drehachsen beider Schleifscheiben 5, 6 fallen zusammen und verlaufen parallel zur Symmetrieachse der Bremsscheibe 1.

Zur Bearbeitung wird die Bremsscheibe 1 mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs in Rotation versetzt. Die beiden Schleifaggregate sind so angeordnet, daß die Stirnseiten der beiden Schleifscheiben 5, 6 noch einen Abstand von der Bremsscheibe 1 aufweisen, und zwar auf beiden Seiten den gleichen Abstand. Zu Beginn der Bearbeitung werden dann die beiden Schleifaggregate mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit aufeinander zu be­ wegt, bis sie die beiden Flächen 3, 4 der Bremsscheibe 1 berühren und zu bearbeiten beginnen. Nach Fertigstellung der Bearbeitung werden die beiden Schleifaggregate wieder zurückgezogen, so daß sich ihr Abstand verringert und die Bremsscheibe 1 freigegeben wird. Diese kann dann entnommen werden.

Das Weg-Zeitdiagramm der Fig. 2 zeigt in einem gemeinsa­ men Diagramm die Bewegung beider Schleifscheiben 5, 6, wobei die obere Hälfte der Figur beispielsweise die Schleifscheibe 5 betrifft, während die untere Hälfte die Schleifscheibe 6 betrifft. Die Abszisse stellt die Zeit­ achse dar, während auf den Ordinaten der Abstand der Stirnfläche der jeweiligen Schleifscheibe 5 bzw. 6 von dem ge­ wünschten Soll-Maß der entsprechenden Seite 3 bzw. 4 der Brems­ scheibe 1 darstellt. Ursprünglich sind die beiden Schleif­ scheiben 5, 6 in einer Nullposition d₀. Zu einem bestimm­ ten Zeitpunkt t₀ werden beide Schleifscheiben 5, 6 gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit in Richtung auf die Bremsscheibe 1 vorwärtsbewegt, und zwar im darge­ stellten Beispiel mit erhöhter Geschwindigkeit in einem Eilgang, der durch den Kurvenzug 13 dargestellt ist. Bei Erreichen einer bestimmten Stelle d₁, die beispielsweise als Abstand von dem Soll-Maß der Bremsscheibe 1 gemessen ist, erfolgt eine Umschaltung in einen langsameren Vor­ schub, der durch die Strecke 14 dargestellt ist. Die Schleifscheibe 5 bzw. 6 wird also jetzt langsamer vor­ wärtsgeschoben, bis die der jeweiligen Schleifscheibe 5 bzw. 6 zu­ geordnete Fläche 3, 4 ein bestimmtes Zwischen-Maß d₂ erreicht hat. Das Erreichen dieses Maßes d₂ kann beispielsweise an dem in Fig. 1 unten dargestellten Abschnitt der Brems­ scheibe 1 gemessen werden. Sobald dieses Zwischen-Maß d₂ erreicht ist, erfolgt ein Abschalten des Linearantriebs 11, 12. Die Schleifscheiben 5, 6 bleiben in ihrer Vorschubbewe­ gung stehen, rotieren aber selbstverständlich weiter. Nach einer kurzen Dauer wird die Schleifscheibe 5, 6 zu­ rückgezogen, bis die Schleifscheiben 5, 6 die Stelle d₃ erreichen. Die Stelle d₃ ist so bemessen, daß dabei beide Schleifscheiben 5, 6 außer Eingriff mit dem zu bearbei­ tenden Werkstück 1 gelangt sind. Das Werkstück 1 kann sich also ebenso entspannen wie der mechanische Antriebsstrang zur Vorwärtsbewegung der beiden Schleifscheiben 5, 6. Sobald die Stelle d₃ erreicht ist, erfolgt ein weiterer Vor­ schub längs der Strecke 15. Dieser Vorschub 15 erfolgt auf beiden Seiten 3, 4 der Bremsscheibe 1 gleichzeitig und mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit. Sobald das Endmaß d₄ auf beiden Seiten 3, 4 erreicht ist, wird der Vorschub wieder unterbrochen und die Rotation von Schleifscheiben 5, 6 und Bremsscheibe 1 fortgesetzt. Während dieser sog. Aus­ feuerphase erfolgt eine Vergleichmäßigung der Oberfläche der Bremsscheiben 1. Anschließend werden beide Schleif­ scheiben 5, 6 mit hoher Geschwindigkeit zurückgezogen, bis wieder die Ausgangssituation erreicht ist.

Bei der Darstellung der Fig. 2 ist angenommen, daß die Bremsscheibe 1 auf beiden Seiten 3, 4 das gleiche Aufmaß auf­ weist, so daß die beiden in Fig. 2 dargestellten Kurven­ züge vollständig symmetrisch verlaufen.

Es ist aber möglich, daß die beiden zu bearbeitenden Flä­ chen 3, 4 der Bremsscheibe 1 ein unterschiedliches Aufmaß auf­ weisen. Um zu dem gewünschten Ergebnis zu kommen, muß al­ so auf der einen Seite der Bremsscheibe 1 mehr Material ab­ genommen werden als auf der anderen. Hierzu schlägt die Erfindung zwei Möglichkeiten vor, von denen die eine in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 liegt der Fall vor, daß die Seite 3 der Bremsscheibe 1, die durch die obere Schleif­ scheibe 5 bearbeitet wird, ein geringeres Aufmaß aufweist. Die Bearbeitung geschieht zunächst in der gleichen Weise wie bei Fig. 2, d. h. bei Erreichen eines bestimmten Ist- Maßes erfolgt eine Umschaltung vom Eilgang 13 in den Vor­ schub 14. Da die der oberen Schleifscheibe 5 zugeordnete Seite 3 jedoch ein geringeres Aufmaß aufweist, stellt sich der Vorschubbewegung der Schleifscheibe 5 ein geringerer Widerstand entgegen, so daß trotz des An­ triebs des Elektromotors 9 mit der gleichen Leistung sich eine etwas höhere Geschwindigkeit einstellt, was durch die geringfügig größere Steigung der Strecke 14′ darge­ stellt ist. Zum Vergleich ist in der oberen Hälfte der Fig. 3 die Strecke 14 aus der unteren Hälfte nochmals ge­ strichelt eingezeichnet. Aufgrund der etwas größeren Vor­ schubgeschwindigkeit der Schleifscheibe 5 des oberen Kur­ venzuges wird die Position d₃ in der oberen Hälfte der Fig. 3 etwas früher erreicht als in der unteren Hälfte der Figur. Da das Unterbrechen der Vorschubbewegung für beide Schleifscheiben 5, 6 jedoch unabhängig voneinander nur vom Erreichen eines bestimmten Zwischen-Maßes d₂ abhängig ist, wird hier also die Vorschubbewegung zu einem etwas frühe­ ren Zeitpunkt t₁′ angehalten. Auf der gegenüberliegenden Sei­ te wird die Vorschubbewegung fortgesetzt, bis auch dort das Zwischen-Maß d₂ erreicht ist. Wenn auf beiden Seiten 3, 4 das Zwischen- Maß d₂ erreicht ist, werden die Schleifscheiben 5, 6 von beiden Seiten 3, 4 der Bremsscheibe 1 wieder gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit bis zum gleichen Punkt d₃ zurückgezogen und anschließend längs der Strecke 15 wie­ der vorgeschoben. Das ungleiche Aufmaß auf beiden Seiten 3, 4 der Bremsscheibe 1 ist zu dem Zeitpunkt t₁ beseitigt, an dem die beiden Schleifscheiben 5, 6 zurückgezogen werden.

Bei der Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 3 dar­ gestellt ist, erfolgt das Umschalten vom Eilgang zum nor­ malen Arbeitsvorschub also an einer bestimmten Stelle, d. h. wegabhängig.

Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit, wo das Umschalten vom Eil­ gang in den normalen Arbeitsvorschub lastabhängig er­ folgt, also dann, wenn die Maschine aufgrund des grö­ ßeren Widerstandes feststellt, daß die Bearbeitung be­ gonnen hat. Ist nun hier auf beiden Seiten wiederum un­ terschiedliches Aufmaß vorhanden, so erfolgt das Umschal­ ten vom Eilgang in den Arbeitsvorschub auf beiden Seiten 3, 4 der Bremsscheibe 1 zu unterschiedlichen Punkten d₁, d₁′ und dementsprechend auch zu unterschiedlichen Zeiten. Während des Arbeitsvorschubs ist die Belastung auf beiden Seiten wieder gleich, so daß die Geschwindigkeit des Arbeitsvor­ schubes auf beiden Seiten 3, 4 der Bremsscheibe 1 gleich ist, wenngleich die Vorgänge zeitlich versetzt sind. Wieder erreicht die eine Schleifscheibe das vorbestimmte Zwischen- Maß d₂ früher (Zeit t₁′) als die andere (Zeit t₁), so daß die Verweildauer beider Schleifscheiben 5, 6 ungleich groß ist. Das Zurückzie­ hen der Schleifscheiben 5, 6 und anschließende weitere Vor­ schieben erfolgt jedoch wieder gleichzeitig und mit glei­ cher Geschwindigkeit.

Claims (6)

1. Verfahren zur Schleifbearbeitung von zwei parallele Flächen (3; 4) aufweisenden Werkstücken (1), bei dem beide Flächen (3; 4) gleichzeitig von je einem Schleif­ werkzeug (5; 6) bis auf ein vorgegebenes Soll-Maß abgearbeitet werden und beide Schleifwerkzeuge (5; 6) mit im wesentlichen gleicher Vorschubgeschwindigkeit gegen die zu schleifenden Flächen (3; 4) vorgeschoben und bei Erreichen des Soll-Maßes auf jeder Seite ange­ halten und zurückgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines vorbestimmten und in der Nähe des Soll-Maßes (d₄) gelegenen Zwischen-Maßes (d₂) auf jeder Seite durch Anhalten und anschließendes Umkehren der Vorschubbewegung die Schleifbearbeitung unterbrochen und beide Schleifwerkzeuge (5; 6) mindestens so weit zurückgezogen werden, daß sie außer Eingriff mit dem Werkstück (1) gelangen, und anschließend durch erneutes Umkehren der Vorschubbewegung die Schleifbearbeitung solange fortgesetzt wird, bis beide Schleifwerkzeuge (5; 6) das Soll-Maß (d₄) erreicht haben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des vorbestimmten Zwischen-Maßes (d₂) auf jeder Seite zu unterschiedlichen Zeitpunkten das Schleifwerkzeug (5, 6), welches das Zwischen-Maß (d₂) zuerst erreicht hat, erst nach einer vorgebbaren Verweilzeit zurückgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des einen Schleifwerkzeugs (5 bzw. 6) so bemessen ist, daß das Zurückziehen erst dann erfolgt, wenn auch das andere Schleifwerkzeug (6 bzw. 5) das vorbestimmte Zwischen-Maß (d₂) erreicht hat.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schleifwerkzeuge (5; 6) jeweils bis zu einer Stelle (d₃) zurückgezogen werden, die für beide Seiten den gleichen Abstand vom Soll-Maß (d₄) aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifwerkzeuge (5; 6) bei der weiteren, nach dem Zurückziehen der Schleif­ werkzeuge (5; 6) erfolgenden Schleifbearbeitung mit größerer Geschwindigkeit vorgeschoben werden als während der vorausgegangenen Schleifbearbeitung.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang des Zurück­ ziehens beider Schleifwerkzeuge (5; 6) wiederholt wird, ggf. mehrfach.