EP1884315A1 - Tool, apparatus and method for the manufacturung of a workpiece, especially of a worm gear - Google Patents

Tool, apparatus and method for the manufacturung of a workpiece, especially of a worm gear Download PDF

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EP1884315A1
EP1884315A1 EP06016179A EP06016179A EP1884315A1 EP 1884315 A1 EP1884315 A1 EP 1884315A1 EP 06016179 A EP06016179 A EP 06016179A EP 06016179 A EP06016179 A EP 06016179A EP 1884315 A1 EP1884315 A1 EP 1884315A1
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EP
European Patent Office
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tool
workpiece
axis
ball
contact element
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EP06016179A
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German (de)
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EP1884315B1 (en
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Hildebrandt Oliver Hr
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Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Original Assignee
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • 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
    • B24B19/022—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 helicoidal grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/003—Other grinding machines or devices using a tool turning around the work-piece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B29/00—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
    • B24B29/02—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents designed for particular workpieces

Definitions

  • the invention relates to a tool for finishing, brushing and / or polishing superfinishing surfaces of a workpiece, with a finishend, brushing and / or polishing acting active material having an at least partially curved active surface.
  • the invention further relates to a device with a tool, and to a method for producing a workpiece designed in particular as a ball screw spindle.
  • Finish tools for finish machining of workpiece surfaces are for example from DE 198 04 885 A1 as well as from the EP 1 506 839 B1 known. Finish tools are used to reduce the roughness of ground workpiece surfaces.
  • the layer thickness of the removed material is usually only a few microns.
  • finishing bricks and finishing stones with a curved effective surface are used.
  • brushing or polishing tools can also be used.
  • the present invention has the object to provide a tool with which high surface qualities can be produced in the shortest possible time.
  • the curved effective surface of the tool is annular and has radially inward.
  • the tool according to the invention is thus circumferentially closed, so that a ring is formed.
  • the radially inwardly facing surface is the effective surface with which a workpiece can be processed.
  • Characterized in that the active surface is annular the active surface may conform to a curved workpiece surface. The smaller the ratio between the diameter of the effective surface and the diameter of the workpiece to be machined, the better the effective surface of the finishing tool can conform to the surface of the workpiece.
  • geometric unevennesses for example, "chatter marks" produced during a grinding process
  • the superfinishing can be completed in one pass, so that time-consuming and expensive tool changes omitted. Since the active material is annular and can wear away radially outward, a large volume of wear is available. As a result, caused by wear tool change intervals are increased, downtime avoided and increases the efficiency.
  • the active surface is circular.
  • the rotational position of the tool and / or the workpiece at a given distance of the respective axes of rotation has no influence on the material removal process.
  • the profile of the active surface is mirror-symmetrical. In this way, the material removal process is independent of the direction in which the tool and the workpiece move along their axes of rotation relative to each other.
  • the profile of the active surface is arcuate, in particular, the active surface is convex radially inwardly formed.
  • This profile allows on the one hand a gentle engagement of the tool in a machined surface of the workpiece.
  • a ball running surface can be produced with such a radially inwardly convex shaped active surface.
  • Such a ball raceway can for example form a bearing surface of a ball bearing.
  • An example of such a workpiece is a ball screw, in particular the ball screw of a steering gear for motor vehicles.
  • the profile of the active surface can be exactly predetermined in the context of the work preparation, so that the tool can be used immediately and the profile of the effective surface does not have to first adapt to surfaces with pre-machined geometries.
  • the tool can be completely formed from the active material, so that it has a particularly simple structure.
  • the active material can also be arranged on an annular holding body. This facilitates the handling of the tool.
  • the active material and the holding body can be permanently connected to each other, so that a solid bond between the parts arises.
  • the active material and the holding body can also be releasably connected to each other, wherein means for fixing the active material are provided on the holding body. In this way, the active material can be exchanged after exceeding a wear limit and the holding body can be reused for new active material.
  • the invention also relates to a device for finishing, brushing and / or polishing superfinishing workpiece surfaces, which is characterized in that it has a holder for a tool described above. Accordingly, the invention also relates to a device with a tool described above. The device makes it easier to handle the tool. The further features of the device discussed below help to produce very complex geometries at high material removal rates.
  • the device can have a tool drive with which the tool can be driven to rotate about a tool axis. Although it can be significantly increased with a non-rotating driven tool, the material removal rate compared to tools known from the prior art, when rotating in a stationary tool, only the workpiece; However, by the rotating drive of the tool, a further increase in material removal performance can be effected.
  • the rotating drive of the tool also has the advantage that the active material along its annular active surface can wear evenly.
  • the tool can also be driven to oscillate about the tool axis. A superposition of rotational and oscillatory motion is possible.
  • the tool drive may comprise a motor and a belt drive, which sets the holder for the tool in rotation.
  • a motor With the motor, a holder of the device in which the tool is received, are driven.
  • the belt drive With the help of the belt drive it is possible to use the engine and the Bracket or the tool spatially decouple from each other.
  • the belt drive weight can be saved, which is particularly advantageous if the tool is also driven to oscillate perpendicular to its tool axis, as will be described below.
  • other motion transmission means may be used to set the tool in rotation.
  • the device has a workpiece drive, with which the workpiece to be machined is rotatably driven about a workpiece axis.
  • the superposition of the rotation of the workpiece and the tool results in particularly high material removal rates.
  • the angle of inclination of the tool is adjustable about a tilt axis arranged perpendicular to the workpiece axis. This is particularly advantageous when a pre-ground ball raceway, which has a pitch angle to be fine machined. Due to the adjustment of the inclination of the tool, its effective area can cling particularly well to such a thread-like running ball raceway.
  • a feed drive is provided, with which the distance of the effective surface of the tool to the workpiece surface to be machined is adjustable. With the help of the Zustellantriebs so the Zustellnes by which the finishing tool engages the workpiece surface can be adjusted.
  • the feed drive it is also possible to compensate for wear of the finishing tool, which can be readjusted by an amount corresponding to the wear on the workpiece.
  • the feed drive can be designed pneumatically, hydraulically or electrically. With the feed drive, the effective area of the tool can be pressed against the workpiece with a constant contact force. If the Zustellantrieb seen in the feed direction is movable, the effective area can move along accordingly. As a result, a high concentricity error tolerance of the workpiece is made possible.
  • the device has an oscillating drive with which the tool can be driven to oscillate about an oscillation axis, so that the tool reciprocates about an oscillation angle about the oscillation axis.
  • the oscillation axis is arranged perpendicular to the above tilt axis.
  • the oscillation angle starting from a central position to a value between ⁇ 25 ° and ⁇ 5 °, in particular between ⁇ 20 ° and ⁇ 10 °, more particularly at least approximately to ⁇ 15 ° is adjustable.
  • the oscillation angle in particular the geometry of the outer regions of a ball raceway can be influenced.
  • An additional development of the invention provides that the distance of the oscillation axis to the workpiece axis is adjustable. This makes it possible to adjust the oscillation axis so that the tool oscillates directly adjacent to its working surface engaging with the workpiece.
  • the distance between the base of the ball raceway and the axis of oscillation advantageously corresponds to the radius of a ball intended for the ball raceway.
  • drive means are provided with which the device can be moved along a travel path parallel to the workpiece axis. In this way, it is possible to move the device along with the tool along a rotationally driven workpiece, so that thread-like running ball treads can be generated. But it is also possible that the device is fixed and the workpiece is moved along its workpiece axis. This relative movement can also be created by a combination of the mentioned possibilities.
  • the holder for the tool is mounted with play parallel to the travel path. In this way, tolerances can be compensated along a travel path oriented parallel to the workpiece axis, so that the transverse force load of the tool is minimized.
  • the device has a guide device connected at least indirectly to the holder and / or the tool, which is in contact with the workpiece via an additional contact element. With the help of the contact element occurring transverse forces are absorbed, so that the tool is loaded in the region of its effective surface substantially only radially outward pressure.
  • the guide device and the tool can be directly connected to each other, but it is also possible to produce the flow of force between the contact element of the guide device and the tool via interconnected components.
  • the process reliability can be further increased because the tool is relieved of lateral forces.
  • axial position errors can be compensated, which can result from errors or tolerances in the positioning of the tool and / or by workpiece tolerances or errors.
  • transverse forces resulting from accelerations can be absorbed by the contact element of the guide device, whereby the tool is relieved.
  • the distance between the contact element and the tool in parallel to the tool axis direction is adjustable. This makes it possible to adjust the distance between the contact element and the tool so that a ball screw can be edited with a predetermined thread pitch.
  • the contact element is cylindrical, spherical or barrel-shaped.
  • a contact element can be inserted into a already finely machined or still to be processed ball tread.
  • an appropriate diameter it is possible to provide not only one, but two contact points with the ball surface of a substantially cylindrical workpiece, so that lateral forces can be absorbed at two points of contact.
  • Particularly high loads can be absorbed by the contact element, if this has diamond particles and in particular of a polycrystalline diamond material (PKD) is formed.
  • PLD polycrystalline diamond material
  • This material is heavy-duty and wear-resistant.
  • the use of hard metals, hard plastics or ceramic materials is possible.
  • a feed drive is provided, with which the contact element in the direction of the workpiece and opposite is movable.
  • the feed drive is coupled to a displacement measuring system. The position measuring system reliably provides a parameter for the beginning and end of the microfinishing. If the contact element is delivered radially inward and in contact with a pre-machined ball tread, the microfinishing can be started.
  • the superfinishing can either be terminated immediately or, finally, those threads can be machined which are located between the contact element already displaced radially outwards and the active surface of the tool.
  • the displacement measuring system it is not only possible to detect that the contact element is in contact with a ball race or with an external thread of the workpiece, but it also allows detection of the rotational position of the workpiece when the position of the contact element along the Tool axis is known. This position can also be derived when the position of the tool and the distance of the contact element to the tool is known.
  • the invention further relates to a method for producing a workpiece designed in particular as a ball screw spindle using a device described.
  • a tool and / or the workpiece are driven in rotation.
  • the tool may additionally or optionally be driven to oscillate about the axis of rotation.
  • thread-like running ball surfaces can also be processed.
  • the travel is adjusted so that it corresponds to the pitch of the thread when the workpiece rotates once, so once rotated 360 °.
  • the inclination angle is defined to be 0 ° when the finish tool axis and the workpiece axis are parallel to each other.
  • the angle of inclination is set so that it is at most as large as and in particular smaller than a pitch angle of the ball raceway of the workpiece, in particular the ball screw.
  • the inclination angle may also be set to be greater than the pitch angle of the ball raceway of the workpiece, in particular the ball screw.
  • the contact element of the guide device is brought into contact with the ball running surface of the workpiece to be finished already before the superfinishing of the workpiece, and then remains there during machining.
  • the invention further relates to a ball screw, in particular a steering gear for motor vehicles, which is made with a device described above and / or by means of a method described above.
  • FIG. 1 shows a mounting unit, which is denoted overall by the reference numeral 2. Furthermore, a workpiece 4 designed as a ball screw spindle is shown, which has a ball running surface 6.
  • annular tool 8 For machining the ball running surface 6, an annular tool 8 is provided, which is referred to below as a finishing tool. This has a radially inwardly facing, in profile arcuate effective surface 10. The profile of the active surface 10 is at least partially adapted to the profile of the ball raceway 6.
  • the finishing tool 8 is held on a holding body 12, which surrounds the finishing tool 8 radially outward and supports one side of the finishing tool 8 in the axial direction.
  • the finishing tool 8 is fixed to the holding body 12 via a clamping ring 14 and by means of screws 16.
  • the finishing tool 8 or the holding body 12 is fixed to a holder 18 by means of screws not shown.
  • the holder 18 is formed on a substantially rotationally symmetrical bearing body 20, in the center of a free space 22 is formed for receiving a portion of the workpiece 4.
  • the bearing body 20 is rotatably mounted on a housing 26 via rolling bearings 24, also shown in FIG. With this housing, a protruding from this flange 28 is connected, where a motor 30 is attached.
  • the motor 30 has a drive surface 32 to drive a belt, not shown, which acts on an output surface 34 of the bearing body 20, so that by means of the motor 30 and the belt drive the bearing body 20 and thus the finishing tool 8 can be rotationally driven. In this case, the finishing tool 8 rotates about a finishing tool axis 36.
  • the workpiece 4 can be rotationally driven by means of a workpiece drive, not shown, so that it rotates about a workpiece axis 38. Between the finishing tool axis 36 and the workpiece axis 38, an angle of inclination 40 is formed which is 0 ° for rotationally symmetrical ball bearing surfaces. If the ball tread 6 and, as shown in FIG. 1, a pitch angle 42, the angle of inclination 40 can be correspondingly increased.
  • a device according to the invention is designated overall by the reference numeral 44.
  • This has the mounting unit 2 described with reference to FIG.
  • the upper end of the housing 26 in FIG. 1 is firmly connected to a bearing plate 46 according to FIGS. 2 and 3.
  • the bearing plate 46 is displaceably mounted along a linear guide 48.
  • the linear guide 48 has two symmetrically arranged bearing elements 50, which are fixedly connected to the bearing plate 46.
  • the bearing elements 50 cooperate with respective outer bearing elements 52, which are fixedly connected to a carrier element 54.
  • this is Carrier element 54 ends connected to plates 56, wherein on the front plate 56 in FIG. 3, a feed drive 58 is arranged.
  • This drive is, for example, electromechanical, pneumatic or hydraulic and drives a piston rod 60 at.
  • the bearing plate 46 can be moved relative to the carrier element 54, so that the active surface 10 of the finishing tool 8 can be moved in the direction of the surface to be machined of the workpiece 4 and moved in opposite directions.
  • the feed drive exerts a constant force. In this case, the feed drive allows a movement of the active surface in the radial direction to the workpiece 4, so that concentricity error of the workpiece 4 can be compensated.
  • the unit described so far has a further degree of freedom and can be pivoted about an axis of oscillation designated by reference numeral 62. Starting from a central position designated 64 in FIG. 3, the unit described hitherto, and in particular the finishing tool 8, can be moved back and forth about an oscillation angle 66.
  • an oscillation drive designated by 68 in FIG. 2 is provided. This generates a rotational movement, which is transmitted to a first end of a relative to the axis of rotation eccentric mounted connecting rod 70.
  • the opposite end of the connecting rod 70 is shown in section in FIG. In this Area the connecting rod 70 engages around a bolt 72 shown only in sections, which is mounted in a pin receptacle 74.
  • About the connecting rod 70 of the pin 72 and the pin receptacle 74 is pivoted about the axis of oscillation 62.
  • the bolt receptacle 74 is fixedly connected to the carrier element 54.
  • the carrier element 54 in turn is connected to a shaft element 76 defining the oscillation axis 62.
  • the shaft member 76 is mounted on a bearing 78 in the axial and radial directions.
  • a sealing ring 80 is provided to seal the bearing 78.
  • a clamping ring 82 is provided in order to bias the bearing 78 in the axial direction.
  • the bearing 78 is arranged in a designated axle bearing 84.
  • the axle receptacle 84 is displaceably mounted relative to a plate element 86 with the aid of a linear guide designated 88 in FIG.
  • clamping screws designated by 90 are provided in FIG.
  • the plate member 86 is fixedly connected to a rear plate 92 which can be rotated about a tilt axis 94 (see Figure 3).
  • the previously described unit can be adjusted by the angle of inclination 40, around which thread-like extending ball tread 6 of the workpiece 4 to edit.
  • the inclination axis 94 is defined by a bearing pin 98. This is held in an intermediate piece 100 which rests with its front side (without reference numeral) on the back (without reference numeral) of the rear plate 92. On the other side of the rear plate 92, a clamping plate 102 is arranged, which is bolted to the bearing pin 98. By loosening the screw, the distance between the intermediate piece 100 and the clamping plate 102 can be increased, so that the rear plate 92 can be rotated about the inclination axis 94.
  • the device 44 has a carriage designated overall by the reference numeral 104. This carriage is movable by means of drive means not shown along a travel path 106 which runs parallel to the workpiece axis 38.
  • the carriage 104 has a bottom plate 108, a rear support plate 110 and a support plate 112.
  • the intermediate piece 100 and the carrier plate are mounted parallel to the direction of the workpiece axis 38 by means of a linear guide 114 to each other displaceable.
  • a relative movement between the carriage 104 and the intermediate piece 100 can be detected via a travel measuring unit 115 (see FIG.
  • an adjusting screw 118 is provided. This is mounted on a bearing shell 120 which is fixedly connected to the intermediate piece 100.
  • the adjusting screw 118 engages in a pivot pin 122, which in turn is rotatably mounted in a receptacle 124, which in turn is connected to the rear plate 92.
  • the screw connection between the clamping plate 102 and the bearing pin 98 must first be loosened, so that the rear plate 92 is movable. Subsequently, the adjusting screw 118 is rotated until a desired angle of inclination 40 is reached.
  • a measure of the angle of inclination 40 is also defined by the distance between the free end of the pivot pin 122 and a pivot pin 122 facing surface of the bearing shell 120 in FIG. 3.
  • the finishing tool 8 is mounted in a play-related manner in a direction parallel to the travel path 106. In this way, tolerances of the ball tread 6 to be processed can be compensated so that the lateral force load of the finishing tool 8 is minimized.
  • the path measuring unit 115 it can be detected whether the relative movement between the carriage 104 and the intermediate piece 100 is such that it does not match the feed of the carriage, which is predetermined by the pitch of the ball running surface per single revolution of the workpiece 4. In this way it can also be detected that the workpiece 4 is not rotating.
  • the device 44 has a guiding device designated overall by the reference numeral 128 in FIG. This comprises an arm 130 which is supported on the plate element 86.
  • the arm 130 is mounted displaceably parallel to the finish tool axis 36 shown in FIG. 1 via a linear guide 132. By means of fastening screws 134, the arm 130 can be fixed to the plate element 86.
  • a feed drive 136 is arranged, which is shown cut in FIG.
  • This comprises two double-acting piston 138, which are connected at its free end to a holder 140.
  • a cylindrical contact element 142 is arranged, which extends perpendicular to the finish tool axis 36 shown in Figure 1.
  • the Contact element 142 is formed from a polycrystalline diamond and thus particularly hard and wear resistant. The contact element 142 engages in a turn of the ball raceway 6.
  • the holder 140 is coupled via an angularly protruding section 144 to a displacement measuring system 146 shown in FIG. 4, so that the position of the holder 140 or of the contact element 142 relative to the arm 130 can be detected.
  • the finishing tool 8 shown in cross section in FIG. 5 can be relieved of lateral forces.
  • the deviations from an ideal dimension resulting from tolerances of the finished, pre-machined ball tread 6 can be compensated by the linear guide 114.
  • the occurring transverse forces can be absorbed via the contact element 142.
  • a calibration pin 148 shown in FIG. 3 is provided on the axle receptacle 84. The distance between the contact element 142 and the finishing tool 8 is determined by the distance of the calibration pin 148 to the rear in Figure 4, not visible in the selected perspective surface of the arm 130th
  • a workpiece 4 designed in particular as a ball screw spindle can be finish-machined so that the ball running surface 6 of the workpiece 4 reaches the highest surface qualities.
  • very short processing times can be achieved. This is because the active surface 10 of the finishing tool 8 is annular and in particular can be rotationally driven. Also, the workpiece 4 can be driven by rotation. The carriage 104 is driven along the travel path 106 so that the finishing tool 8 remains in engagement with the ball race surface upon rotation of the workpiece 4. In this case, the finishing tool 8 is not transversely loaded due to the contact element 142.
  • the device 44 makes it possible to process workpieces 4 quickly and reliably. During series production, only the tool 8 and the contact element 142 must be replaced after reaching the wear limits.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

The tool (8) is made of a working material with a working surface (10), which is curved in section wise, where the working surface is circular and formed radially inwards in a convex manner. Profile of the working surface is mirror-symmetrical and curved, where the profile of the working surface is adjusted in section wise to a profile of a ball bearing surface (6). The working material is disposed to a circular retaining body (12). The working material and the retaining body are undetachably connected with each other. Independent claims are also included for the following: (1) a method for manufacturing a workpiece i.e. ball roll spindle (2) a ball roll spindle provided for a steering gear of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur finishenden, bürstenden und/oder polierenden Feinstbearbeitung von Oberflächen eines Werkstücks, mit einem finishend, bürstend und/oder polierend wirkenden Wirkmaterial, das eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Wirkfläche aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung mit einem Werkzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere als Kugelrollspindel ausgebildeten Werkstücks.The invention relates to a tool for finishing, brushing and / or polishing superfinishing surfaces of a workpiece, with a finishend, brushing and / or polishing acting active material having an at least partially curved active surface. The invention further relates to a device with a tool, and to a method for producing a workpiece designed in particular as a ball screw spindle.

Finishwerkzeuge zur finishenden Bearbeitung von Werkstückoberflächen sind beispielsweise aus der DE 198 04 885 A1 sowie aus der EP 1 506 839 B1 bekannt. Finishwerkzeuge werden verwendet, um die Rauhigkeit geschliffener Werkstückoberflächen zu verringern. Dabei beträgt die Schichtstärke des abgetragenen Materials üblicherweise nur wenige µm.Finish tools for finish machining of workpiece surfaces are for example from DE 198 04 885 A1 as well as from the EP 1 506 839 B1 known. Finish tools are used to reduce the roughness of ground workpiece surfaces. The layer thickness of the removed material is usually only a few microns.

Um gekrümmte Werkstückoberflächen bearbeiten zu können, kommen neben Finishbändern auch Finishsteine mit einer gekrümmten Wirkfläche zum Einsatz. Zur Feinstbearbeitung von Werkstückoberflächen können außerdem bürstend oder polierend wirkende Werkzeuge eingesetzt werden.In order to be able to machine curved workpiece surfaces, finishing bricks and finishing stones with a curved effective surface are used. For fine machining of workpiece surfaces brushing or polishing tools can also be used.

Es hat sich herausgestellt, dass mit den bekannten Verfahren zur Feinstbearbeitung von Werkstücken mit gekrümmten Oberflächen nur vergleichsweise niedrige Abtragsleistungen erzielt werden können. Im Hinblick auf die extrem hohen Oberflächenqualitäten, die mit den bekannten Werkzeugen erzielt werden können, spielen diese im Sondermaschinenbau nur eine nebengeordnete Rolle. In der Serienfertigung hingegen besteht großer Bedarf, höchste Oberflächenqualitäten mit hohen Materialabtragsleistungen kombinieren zu können.It has been found that only comparatively low removal rates can be achieved with the known methods for superfinishing workpieces with curved surfaces. In view of the extremely high surface qualities that can be achieved with the known tools, these play only a minor role in special machine construction. In mass production, on the other hand, there is a great need to be able to combine the highest surface qualities with high material removal rates.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, mit dem hohe Oberflächenqualitäten in möglichst geringer Zeit hergestellt werden können.On this basis, the present invention has the object to provide a tool with which high surface qualities can be produced in the shortest possible time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die gekrümmte Wirkfläche des Werkzeugs ringförmig ist und nach radial innen weist. Im Unterschied zu den bekannten Finishwerkzeugen ist das erfindungsgemäße Werkzeug also umfangsseitig geschlossen, so dass ein Ring entsteht. Die nach radial innen weisende Fläche ist die Wirkfläche, mit der ein Werkstück bearbeitet werden kann. Dadurch, dass die Wirkfläche ringförmig ist, kann sich die Wirkfläche an eine gekrümmte Werkstückoberfläche anschmiegen. Je kleiner das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Wirkfläche und dem Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstücks ist, desto besser kann sich die Wirkfläche des Finishwerkzeugs an die Oberfläche des Werkstücks anschmiegen. Hierdurch können während einer vorgeschalteten Grobbearbeitung des Werkstücks entstandene geometrische Unebenheiten (bspw. bei einem Schleifvorgang entstandene "Rattermarken") besonders gut und schnell beseitigt werden.This object is achieved in that the curved effective surface of the tool is annular and has radially inward. In contrast to the known finishing tools, the tool according to the invention is thus circumferentially closed, so that a ring is formed. The radially inwardly facing surface is the effective surface with which a workpiece can be processed. Characterized in that the active surface is annular, the active surface may conform to a curved workpiece surface. The smaller the ratio between the diameter of the effective surface and the diameter of the workpiece to be machined, the better the effective surface of the finishing tool can conform to the surface of the workpiece. As a result, geometric unevennesses (for example, "chatter marks" produced during a grinding process) which have arisen during an upstream rough machining of the workpiece can be removed particularly well and quickly.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug können hohe Schnittleistungen und somit kurze Bearbeitungszeiten erreicht werden. Dabei kann die Feinstbearbeitung in einem Durchlauf abgeschlossen werden, so dass zeitaufwändige und teuere Werkzeugwechsel entfallen. Da das Wirkmaterial ringförmig ist und sich nach radial außen abtragen kann, steht ein großes Verschleißvolumen zur Verfügung. Hierdurch werden die durch Verschleiß bedingten Werkzeugwechselintervalle vergrößert, Stillstandszeiten vermieden und die Wirtschaftlichkeit erhöht.With the tool according to the invention high cutting performance and thus short processing times can be achieved. In this case, the superfinishing can be completed in one pass, so that time-consuming and expensive tool changes omitted. Since the active material is annular and can wear away radially outward, a large volume of wear is available. As a result, caused by wear tool change intervals are increased, downtime avoided and increases the efficiency.

Für einen gleichmäßigen Materialabtrag und zur Erleichterung der Handhabung des Werkzeugs und des zu bearbeitenden Werkstücks wird vorgeschlagen, dass die Wirkfläche kreisringförmig ist. Somit hat die Drehlage des Werkzeugs und/oder des Werkstücks bei einem gegebenen Abstand der entsprechenden Drehachsen keinen Einfluss auf den Materialabtragvorgang.For a uniform material removal and to facilitate the handling of the tool and the workpiece to be machined, it is proposed that the active surface is circular. Thus, the rotational position of the tool and / or the workpiece at a given distance of the respective axes of rotation has no influence on the material removal process.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Profil der Wirkfläche spiegelsymmetrisch. Auf diese Weise ist der Materialabtragvorgang unabhängig davon, in welcher Richtung sich das Werkzeug und das Werkstück entlang ihrer Drehachsen relativ zueinander bewegen.According to a development of the invention, the profile of the active surface is mirror-symmetrical. In this way, the material removal process is independent of the direction in which the tool and the workpiece move along their axes of rotation relative to each other.

Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Profil der Wirkfläche bogenförmig ist, wobei insbesondere die Wirkfläche nach radial innen konvex geformt ist. Dieses Profil erlaubt zum Einen einen schonenden Eingriff des Werkzeugs in eine zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks. Zum Anderen kann mit einer solchermaßen nach radial innen konvex geformten Wirkfläche eine Kugellauffläche erzeugt werden. Eine solche Kugellauffläche kann beispielsweise eine Lagerfläche eines Kugellagers bilden. Mit dem beschriebenen Finishwerkzeug ist es insbesondere auch möglich, Kugellaufflächen zu erzeugen, die eine Steigung aufweisen, sich also gewindeartig um ein Werkstück herum erstrecken. Ein Beispiel für ein solches Werkstück ist eine Kugelrollspindel, insbesondere die Kugelrollspindel eines Lenkgetriebes für Kraftfahrzeuge.An additional development of the invention provides that the profile of the active surface is arcuate, in particular, the active surface is convex radially inwardly formed. This profile allows on the one hand a gentle engagement of the tool in a machined surface of the workpiece. On the other hand, a ball running surface can be produced with such a radially inwardly convex shaped active surface. Such a ball raceway can for example form a bearing surface of a ball bearing. With the described finishing tool, it is also possible, in particular, to produce ball treads which have a pitch, that is to say extend in a thread-like manner around a workpiece. An example of such a workpiece is a ball screw, in particular the ball screw of a steering gear for motor vehicles.

Das Profil der Wirkfläche kann im Rahmen der Arbeitsvorbereitung exakt vorbestimmt werden, so dass das Werkzeug sofort einsetzbar ist und sich das Profil der Wirkfläche nicht erst an Oberflächen mit vorbearbeiteten Geometrien anpassen muss.The profile of the active surface can be exactly predetermined in the context of the work preparation, so that the tool can be used immediately and the profile of the effective surface does not have to first adapt to surfaces with pre-machined geometries.

Das Werkzeug kann vollständig aus dem Wirkmaterial gebildet sein, so dass es einen besonders einfachen Aufbau aufweist. Das Wirkmaterial kann aber auch an einem ringförmigen Haltekörper angeordnet sein. Dieser erleichtert die Handhabung des Werkzeugs. Dabei können das Wirkmaterial und der Haltekörper unlösbar miteinander verbunden sein, so dass ein fester Verbund zwischen den Teilen entsteht. Das Wirkmaterial und der Haltekörper können aber auch lösbar miteinander verbunden sein, wobei Mittel zur Festlegung des Wirkmaterials an dem Haltekörper vorgesehen sind. Auf diese Weise kann das Wirkmaterial nach Überschreiten einer Verschleißgrenze ausgetauscht und der Haltekörper für neues Wirkmaterial wiederverwendet werden.The tool can be completely formed from the active material, so that it has a particularly simple structure. The active material can also be arranged on an annular holding body. This facilitates the handling of the tool. In this case, the active material and the holding body can be permanently connected to each other, so that a solid bond between the parts arises. The active material and the holding body can also be releasably connected to each other, wherein means for fixing the active material are provided on the holding body. In this way, the active material can be exchanged after exceeding a wear limit and the holding body can be reused for new active material.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur finishenden, bürstenden und/oder polierenden Feinstbearbeitung von Werkstückoberflächen, die sich dadurch kennzeichnet, dass es eine Halterung für ein oben beschriebenes Werkzeug aufweist. Dementsprechend betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung mit einem oben beschriebenen Werkzeug. Die Vorrichtung ermöglicht es, die Handhabung des Werkzeugs zu erleichtern. Die im folgenden diskutierten weiteren Merkmale der Vorrichtung tragen dazu bei, bei hohen Materialabtragsleistungen auch sehr komplexe Geometrien fertigen zu können.The invention also relates to a device for finishing, brushing and / or polishing superfinishing workpiece surfaces, which is characterized in that it has a holder for a tool described above. Accordingly, the invention also relates to a device with a tool described above. The device makes it easier to handle the tool. The further features of the device discussed below help to produce very complex geometries at high material removal rates.

Die Vorrichtung kann einen Werkzeug-Antrieb aufweisen, mit dem das Werkzeug um eine Werkzeugachse rotierend antreibbar ist. Zwar kann auch mit einem nicht rotierend angetriebenen Werkzeug die Materialabtragsleistung gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen deutlich erhöht werden, wenn bei einem feststehenden Werkzeug nur das Werkstück rotiert; durch den rotierenden Antrieb des Werkzeugs kann jedoch eine weitere Steigerung der Materialabtragsleistung bewirkt werden. Der rotierende Antrieb des Werkzeugs hat außerdem den Vorteil, dass das Wirkmaterial entlang seiner ringförmigen Wirkfläche gleichmäßig verschleißen kann.The device can have a tool drive with which the tool can be driven to rotate about a tool axis. Although it can be significantly increased with a non-rotating driven tool, the material removal rate compared to tools known from the prior art, when rotating in a stationary tool, only the workpiece; However, by the rotating drive of the tool, a further increase in material removal performance can be effected. The rotating drive of the tool also has the advantage that the active material along its annular active surface can wear evenly.

Das Werkzeug kann auch um die Werkzeugachse oszillierend angetrieben sein. Auch eine Überlagerung aus Rotations- und Oszillationsbewegung ist möglich.The tool can also be driven to oscillate about the tool axis. A superposition of rotational and oscillatory motion is possible.

Der Werkzeug-Antrieb kann einen Motor und einen Riementrieb aufweisen, die die Halterung für das Werkzeug in Rotation versetzt. Mit dem Motor kann eine Halterung der Vorrichtung, in der das Werkzeug aufgenommen ist, angetrieben werden. Mit Hilfe des Riementriebs ist es möglich, den Motor und die Halterung bzw. das Werkzeug räumlich voneinander zu entkoppeln. Durch den Riementrieb kann Gewicht eingespart werden, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn das Werkzeug auch senkrecht zu seiner Werkzeugachse oszillierend angetrieben ist, wie dies weiter unten noch beschrieben wird. Selbstverständlich können aber auch andere Bewegungsübertragungsmittel zum Einsatz kommen, um das Werkzeug in Rotation zu versetzen.The tool drive may comprise a motor and a belt drive, which sets the holder for the tool in rotation. With the motor, a holder of the device in which the tool is received, are driven. With the help of the belt drive it is possible to use the engine and the Bracket or the tool spatially decouple from each other. By the belt drive weight can be saved, which is particularly advantageous if the tool is also driven to oscillate perpendicular to its tool axis, as will be described below. Of course, other motion transmission means may be used to set the tool in rotation.

In vorteilhafter Weise weist die Vorrichtung einen Werkstückantrieb auf, mit dem das zu bearbeitende Werkstück um eine Werkstückachse rotierend antreibbar ist. Durch die Überlagerung der Rotation des Werkstücks und des Werkzeugs ergeben sich besonders hohe Materialabtragsleistungen. Zudem besteht die Möglichkeit, für den Werkstück-Antrieb und den Werkzeug-Antrieb eine gemeinsame Steuerung vorzusehen, so dass die Drehzahlen aufeinander abgestimmt werden können.Advantageously, the device has a workpiece drive, with which the workpiece to be machined is rotatably driven about a workpiece axis. The superposition of the rotation of the workpiece and the tool results in particularly high material removal rates. In addition, it is possible to provide a common control for the workpiece drive and the tool drive, so that the rotational speeds can be matched to one another.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Neigungswinkel des Werkzeugs um eine senkrecht zu der Werkstückachse angeordnete Neigungsachse einstellbar. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine vorgeschliffene Kugellauffläche, die einen Steigungswinkel aufweist, feinstbearbeitet werden soll. Durch die Verstellung der Neigung des Werkzeugs kann sich dessen Wirkfläche besonders gut an eine solche gewindeartig verlaufende Kugellauffläche anschmiegen.According to an advantageous development of the invention, the angle of inclination of the tool is adjustable about a tilt axis arranged perpendicular to the workpiece axis. This is particularly advantageous when a pre-ground ball raceway, which has a pitch angle to be fine machined. Due to the adjustment of the inclination of the tool, its effective area can cling particularly well to such a thread-like running ball raceway.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn ein Zustellantrieb vorgesehen ist, mit dem der Abstand der Wirkfläche des Werkzeugs zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche einstellbar ist. Mit Hilfe des Zustellantriebs kann also das Zustellmaß, um das das Finishwerkzeug in die Werkstückoberfläche eingreift, eingestellt werden. Mit Hilfe des Zustellantriebs kann auch ein Verschleiß des Finishwerkzeugs ausgeglichen werden, das um einen dem Verschleiß entsprechenden Betrag auf das Werkstück nachgestellt werden kann.It is also advantageous if a feed drive is provided, with which the distance of the effective surface of the tool to the workpiece surface to be machined is adjustable. With the help of the Zustellantriebs so the Zustellmaß by which the finishing tool engages the workpiece surface can be adjusted. By means of the feed drive, it is also possible to compensate for wear of the finishing tool, which can be readjusted by an amount corresponding to the wear on the workpiece.

Der Zustellantrieb kann pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch ausgebildet sein. Mit dem Zustellantrieb kann die Wirkfläche des Werkzeugs mit einer konstanten Anpresskraft gegen das Werkstück gedrückt werden. Wenn der Zustellantrieb in Zustellrichtung gesehen beweglich ist, kann sich die Wirkfläche entsprechend mitbewegen. Hierdurch wird eine hohe Rundlauffehlertoleranz des Werkstücks ermöglicht.The feed drive can be designed pneumatically, hydraulically or electrically. With the feed drive, the effective area of the tool can be pressed against the workpiece with a constant contact force. If the Zustellantrieb seen in the feed direction is movable, the effective area can move along accordingly. As a result, a high concentricity error tolerance of the workpiece is made possible.

Um besonders komplexe Geometrien fertigen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Oszillationsantrieb aufweist, mit dem das Werkzeug um eine Oszillationsachse oszillierend antreibbar ist, so dass das Werkzeug um einen Oszillationswinkel um die Oszillationsachse hin- und herschwenkt. Besonders, wenn diese Oszillationsbewegung sich mit den oben beschriebenen Rotationsbewegungen des Werkstücks und des Werkzeugs überlagern, können Kugellaufflächen mit höchsten Oberflächengüten erzeugt werden. Für gewindeartig verlaufende Kugellaufflächen einer Kugelrollspindel ist es vorteilhaft, wenn die Oszillationsachse dabei senkrecht zu der oben genannten Neigungsachse angeordnet ist.In order to be able to produce particularly complex geometries, it is proposed that the device has an oscillating drive with which the tool can be driven to oscillate about an oscillation axis, so that the tool reciprocates about an oscillation angle about the oscillation axis. Especially when these oscillatory motion interfere with the above-described rotational movements of the workpiece and the tool, ball treads having the highest surface finishes can be produced. For thread-like extending ball running surfaces of a ball screw, it is advantageous if the oscillation axis is arranged perpendicular to the above tilt axis.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass der Oszillationswinkel ausgehend von einer Mittellage auf einen Wert zwischen ± 25° und ± 5°, insbesondere zwischen ± 20° und ± 10°, weiter insbesondere zumindest ungefähr auf ± 15° einstellbar ist. Durch die Einstellung des Oszillationswinkels kann insbesondere die Geometrie der äußeren Bereiche einer Kugellauffläche beeinflusst werden.It is further proposed that the oscillation angle, starting from a central position to a value between ± 25 ° and ± 5 °, in particular between ± 20 ° and ± 10 °, more particularly at least approximately to ± 15 ° is adjustable. By adjusting the oscillation angle, in particular the geometry of the outer regions of a ball raceway can be influenced.

Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand der Oszillationsachse zu der Werkstückachse einstellbar ist. Dies ermöglicht es, die Oszillationsachse so einzustellen, dass das Werkzeug direkt benachbart zu seiner mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Wirkfläche oszilliert. Der Abstand zwischen dem Grund der Kugellauffläche und der Oszillationsachse entspricht in vorteilhafter Weise dem Radius einer für die Kugellauffläche bestimmten Kugel.An additional development of the invention provides that the distance of the oscillation axis to the workpiece axis is adjustable. This makes it possible to adjust the oscillation axis so that the tool oscillates directly adjacent to its working surface engaging with the workpiece. The distance between the base of the ball raceway and the axis of oscillation advantageously corresponds to the radius of a ball intended for the ball raceway.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn Antriebsmittel vorgesehen sind, mit denen die Vorrichtung entlang eines Verfahrwegs parallel zu der Werkstückachse verfahrbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorrichtung zusammen mit dem Werkzeug entlang eines rotierend angetriebenen Werkstücks zu verfahren, so dass auch gewindeartig verlaufende Kugellaufflächen erzeugt werden können. Es ist aber auch möglich, dass die Vorrichtung fest steht und das Werkstück entlang seiner Werkstückachse verschoben wird. Diese Relativbewegung kann auch durch eine Kombination der genannten Möglichkeiten geschaffen werden.It is furthermore advantageous if drive means are provided with which the device can be moved along a travel path parallel to the workpiece axis. In this way, it is possible to move the device along with the tool along a rotationally driven workpiece, so that thread-like running ball treads can be generated. But it is also possible that the device is fixed and the workpiece is moved along its workpiece axis. This relative movement can also be created by a combination of the mentioned possibilities.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Halterung für das Werkzeug parallel zu dem Verfahrweg spielbehaftet gelagert ist. Auf diese Weise können entlang eines parallel zu der Werkstückachse gerichteten Verfahrwegs Toleranzen ausgeglichen werden, so dass die Querkraftbelastung des Werkzeugs minimiert wird.It is particularly advantageous if the holder for the tool is mounted with play parallel to the travel path. In this way, tolerances can be compensated along a travel path oriented parallel to the workpiece axis, so that the transverse force load of the tool is minimized.

Zur weiteren Minimierung der auf das Finishwerkzeug wirkenden Querkräfte wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine zumindest mittelbar mit der Halterung und/oder dem Werkzeug verbundene Führungseinrichtung aufweist, die über ein zusätzliches Kontaktelement in Kontakt mit dem Werkstück steht. Mit Hilfe des Kontaktelements werden auftretende Querkräfte aufgenommen, so dass das Werkzeug im Bereich seiner Wirkfläche im Wesentlichen nur noch nach radial außen auf Druck belastet ist.In order to further minimize the transverse forces acting on the finishing tool, it is proposed that the device has a guide device connected at least indirectly to the holder and / or the tool, which is in contact with the workpiece via an additional contact element. With the help of the contact element occurring transverse forces are absorbed, so that the tool is loaded in the region of its effective surface substantially only radially outward pressure.

Die Führungseinrichtung und das Werkzeug können unmittelbar miteinander verbunden sein, es ist aber auch möglich, den Kraftfluss zwischen dem Kontaktelement der Führungseinrichtung und dem Werkzeug über zwischengeschaltete Bauteile herzustellen.The guide device and the tool can be directly connected to each other, but it is also possible to produce the flow of force between the contact element of the guide device and the tool via interconnected components.

Mit Hilfe der Führungseinrichtung kann die Prozesssicherheit weiter erhöht werden, da das Werkzeug von Querkräften entlastet wird. Hierdurch können axiale Positionsfehler ausgeglichen werden, die sich durch Fehler oder Toleranzen in der Positionierung des Werkzeugs und/oder durch Werkstücktoleranzen oder -fehler ergeben können. Auch aus Beschleunigungen resultierende Querkräfte können von dem Kontaktelement der Führungseinrichtung aufgenommen werden, wodurch das Werkzeug entlastet wird.With the help of the guide device, the process reliability can be further increased because the tool is relieved of lateral forces. As a result, axial position errors can be compensated, which can result from errors or tolerances in the positioning of the tool and / or by workpiece tolerances or errors. Also transverse forces resulting from accelerations can be absorbed by the contact element of the guide device, whereby the tool is relieved.

In vorteilhafter Weise ist der Abstand zwischen dem Kontaktelement und dem Werkzeug in zu der Werkzeugachse paralleler Richtung einstellbar. Hierdurch ist es möglich, den Abstand zwischen dem Kontaktelement und dem Werkzeug so einzustellen, dass eine Kugelrollspindel mit einer vorgegebenen Gewindesteigung bearbeitet werden kann.Advantageously, the distance between the contact element and the tool in parallel to the tool axis direction is adjustable. This makes it possible to adjust the distance between the contact element and the tool so that a ball screw can be edited with a predetermined thread pitch.

In vorteilhafter Weise ist das Kontaktelement zylindrisch, kugelförmig oder tonnenförmig. Ein solches Kontaktelement kann in eine bereits feinstbearbeitete oder eine noch zu bearbeitende Kugellauffläche eingelegt werden. Durch Auswahl eines entsprechenden Durchmessers ist es möglich, nicht nur eine, sondern zwei Berührstellen mit der Kugellaufläche eines im Wesentlichen zylindrischen Werkstücks zu schaffen, so dass Querkräfte an zwei Berührstellen aufgenommen werden können. Besonders hohe Belastungen können dabei von dem Kontaktelement aufgenommen werden, wenn dieses Diamantpartikel aufweist und insbesondere aus einem polykristallinen Diamant-Werkstoff (PKD) gebildet ist. Dieser Werkstoff ist hochbelastbar und verschleißfest. Auch die Verwendung von Hartmetallen, Hartkunststoffen oder keramischen Materialien ist möglich.Advantageously, the contact element is cylindrical, spherical or barrel-shaped. Such a contact element can be inserted into a already finely machined or still to be processed ball tread. By selecting an appropriate diameter, it is possible to provide not only one, but two contact points with the ball surface of a substantially cylindrical workpiece, so that lateral forces can be absorbed at two points of contact. Particularly high loads can be absorbed by the contact element, if this has diamond particles and in particular of a polycrystalline diamond material (PKD) is formed. This material is heavy-duty and wear-resistant. The use of hard metals, hard plastics or ceramic materials is possible.

Zur Erleichterung der Handhabung des Kontaktelements ist es vorteilhaft, wenn ein Zustellantrieb vorgesehen ist, mit dem das Kontaktelement in Richtung auf das Werkstück und entgegengesetzt bewegbar ist. Um festzustellen, ob das Kontaktelement sich in Kontakt mit dem Werkstück befindet oder nicht, ist es vorteilhaft, wenn der Zustellantrieb mit einem Wegmesssystem gekoppelt ist. Das Wegmesssystem liefert in zuverlässiger Weise einen Parameter für den Beginn und das Ende der Feinstbearbeitung. Wenn das Kontaktelement nach radial innen zugestellt und in Kontakt mit einer vorbearbeiteten Kugellauffläche steht, kann die Feinstbearbeitung gestartet werden. Wenn das Kontaktelement am Gewindeauslauf wieder nach radial außen bewegt wird, kann die Feinstbearbeitung entweder sofort beendet werden oder es können abschließend noch diejenigen Gewindegänge bearbeitet werden, die sich zwischen dem bereits nach radial außen verschobenen Kontaktelement und der Wirkfläche des Werkzeugs befinden.To facilitate the handling of the contact element, it is advantageous if a feed drive is provided, with which the contact element in the direction of the workpiece and opposite is movable. In order to determine whether or not the contact element is in contact with the workpiece, it is advantageous if the feed drive is coupled to a displacement measuring system. The position measuring system reliably provides a parameter for the beginning and end of the microfinishing. If the contact element is delivered radially inward and in contact with a pre-machined ball tread, the microfinishing can be started. If the contact element is again moved radially outward on the threaded outlet, the superfinishing can either be terminated immediately or, finally, those threads can be machined which are located between the contact element already displaced radially outwards and the active surface of the tool.

Mit Hilfe des Wegmesssystems ist es nicht nur möglich, zu erkennen, dass das Kontaktelement in Kontakt mit einer Kugellauffläche oder mit einem Außengewinde des Werkstücks steht, sondern es erlaubt auch eine Erkennung der Drehlage des Werkstücks, wenn die Position des Kontaktelements entlang der Werkzeugachse bekannt ist. Diese Position kann auch hergeleitet werden, wenn die Position des Werkzeugs und der Abstand des Kontaktelements zu dem Werkzeug bekannt ist.With the help of the displacement measuring system, it is not only possible to detect that the contact element is in contact with a ball race or with an external thread of the workpiece, but it also allows detection of the rotational position of the workpiece when the position of the contact element along the Tool axis is known. This position can also be derived when the position of the tool and the distance of the contact element to the tool is known.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer insbesondere als Kugelrollspindel ausgebildeten Werkstücks unter Verwendung einer beschriebenen Vorrichtung. Um hohe Materialabtragsleistungen erzielen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Werkzeug und/oder das Werkstück rotierend angetrieben werden. Das Werkzeug kann zusätzlich oder optional auch um die Rotationsachse oszillierend angetrieben sein.The invention further relates to a method for producing a workpiece designed in particular as a ball screw spindle using a device described. In order to achieve high material removal rates, it is advantageous if the tool and / or the workpiece are driven in rotation. The tool may additionally or optionally be driven to oscillate about the axis of rotation.

Wenn die Vorrichtung entlang eines Verfahrwegs parallel zu der Werkstückachse verfahren wird, können auch gewindeartig verlaufende Kugellaufflächen bearbeitet werden. Hierbei wird der Verfahrweg so abgestimmt, dass er der Steigung des Gewindes entspricht, wenn das Werkstück einmal rotiert, also einmal um 360° dreht.When the device is moved along a travel path parallel to the workpiece axis, thread-like running ball surfaces can also be processed. Here, the travel is adjusted so that it corresponds to the pitch of the thread when the workpiece rotates once, so once rotated 360 °.

Durch eine oszillierende Bewegung des Werkzeugs ist es möglich, die Geometrie insbesondere der äußeren Bereiche einer Kugellauffläche optimal einstellen zu können. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Kugellauffläche für einen Kugelkörper mit einem bestimmten Durchmesser geeignet ist und die Lage der Oszillationsachse so eingestellt wird, dass sie durch den Mittelpunkt dieses Kugelkörpers hindurch verläuft, wenn der Kugelkörper in die Kugellauffläche eingelegt ist.By an oscillating movement of the tool, it is possible to optimally adjust the geometry of the outer regions of a ball raceway in particular. This is especially true when the ball tread is suitable for a ball body with a certain diameter and the position of the oscillation axis is adjusted so that it passes through the center of this ball body, when the ball body is inserted into the ball tread.

Zur weiteren Verbesserung der Geometrie einer gewindeartig verlaufenden Kugellauffläche ist es vorteilhaft, den oben beschriebenen Neigungswinkel entsprechend anzupassen. Im Folgenden ist der Neigungswinkel so definiert, dass dieser 0° beträgt, wenn die Finishwerkzeugachse und die Werkstückachse zueinander parallel sind. Hiervon ausgehend wird der Neigungswinkel so eingestellt, dass er maximal so groß ist wie und insbesondere kleiner ist als ein Steigungswinkel der Kugellauffläche des Werkstücks, insbesondere der Kugelrollspindel. Der Neigungswinkel kann auch so eingestellt werden, dass er größer ist als der Steigungswinkel der Kugellauffläche des Werkstücks, insbesondere der Kugelrollspindel.To further improve the geometry of a thread-like running ball running surface, it is advantageous to adjust the inclination angle described above accordingly. Hereinafter, the inclination angle is defined to be 0 ° when the finish tool axis and the workpiece axis are parallel to each other. On this basis, the angle of inclination is set so that it is at most as large as and in particular smaller than a pitch angle of the ball raceway of the workpiece, in particular the ball screw. The inclination angle may also be set to be greater than the pitch angle of the ball raceway of the workpiece, in particular the ball screw.

Zur Querkraftentlastung des Finishwerkzeugs wird vorgeschlagen, dass das Kontaktelement der Führungseinrichtung bereits vor der Feinstbearbeitung des Werkstücks mit der zu finishenden Kugellauffläche des Werkstücks in Kontakt gebracht wird und dann während der Bearbeitung dort verbleibt.For lateral force relief of the finishing tool, it is proposed that the contact element of the guide device is brought into contact with the ball running surface of the workpiece to be finished already before the superfinishing of the workpiece, and then remains there during machining.

Die Erfindung betrifft ferner eine Kugelrollspindel, insbesondere eines Lenkgetriebes für Kraftfahrzeuge, die mit einer oben beschriebenen Vorrichtung und/oder mit Hilfe eines oben beschriebenen Verfahrens hergestellt ist.The invention further relates to a ball screw, in particular a steering gear for motor vehicles, which is made with a device described above and / or by means of a method described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung gezeigten sowie in den Ansprüchen sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1
eine perspektivische, geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einer Halterung und einem Werkzeug-Antrieb;
Figur 2
eine perspektivische, geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Werkzeug, einer Halterung und einem Werkzeug-Antrieb gemäß Figur 1;
Figur 3
eine perspektivische, geschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß Figur 2 entsprechend einer Schnittebene III in Figur 2;
Figur 4
eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Figur 2 mit einer Führungseinrichtung für das Werkzeug; und
Figur 5
eine geschnittene Ansicht der Führungseinrichtung gemäß Figur 4 entsprechend einer Schnittebene V in Figur 4.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, in which Referring to the drawing a particularly preferred embodiment is described in detail. The features shown in the drawing and mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any combination. In the drawing show:
FIG. 1
a perspective, sectional view of a tool according to the invention with a holder and a tool drive;
FIG. 2
a perspective, sectional view of a device according to the invention with a tool, a holder and a tool drive according to Figure 1;
FIG. 3
a perspective, sectional view of the device according to Figure 2 according to a sectional plane III in Figure 2;
FIG. 4
a perspective view of the device according to Figure 2 with a guide device for the tool; and
FIG. 5
a sectional view of the guide device according to Figure 4 according to a sectional plane V in Figure 4.

In Figur 1 ist eine Montageeinheit dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist. Ferner ist ein als Kugelrollspindel ausgebildetes Werkstück 4 dargestellt, dass eine Kugellauffläche 6 aufweist.FIG. 1 shows a mounting unit, which is denoted overall by the reference numeral 2. Furthermore, a workpiece 4 designed as a ball screw spindle is shown, which has a ball running surface 6.

Zur Bearbeitung der Kugellauffläche 6 ist ein ringförmiges Werkzeug 8 vorgesehen, das im Folgenden als Finishwerkzeug bezeichnet ist. Dieses weist eine nach radial innen weisende, im Profil bogenförmige Wirkfläche 10 auf. Das Profil der Wirkfläche 10 ist zumindest abschnittsweise dem Profil der Kugellauffläche 6 angepasst.For machining the ball running surface 6, an annular tool 8 is provided, which is referred to below as a finishing tool. This has a radially inwardly facing, in profile arcuate effective surface 10. The profile of the active surface 10 is at least partially adapted to the profile of the ball raceway 6.

Das Finishwerkzeug 8 ist an einem Haltekörper 12 gehalten, der das Finishwerkzeug 8 radial außen umgibt und eine Seite des Finishwerkzeugs 8 in axialer Richtung abstützt. Das Finishwerkzeug 8 ist über einen Klemmring 14 und mittels Schrauben 16 an dem Haltekörper 12 festgelegt.The finishing tool 8 is held on a holding body 12, which surrounds the finishing tool 8 radially outward and supports one side of the finishing tool 8 in the axial direction. The finishing tool 8 is fixed to the holding body 12 via a clamping ring 14 and by means of screws 16.

Das Finishwerkzeug 8 bzw. der Haltekörper 12 ist an einer Halterung 18 mit Hilfe nicht weiter dargestellter Schrauben fixiert. Die Halterung 18 ist an einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Lagerkörper 20 ausgebildet, in dessen Zentrum ein Freiraum 22 zur Aufnahme eines Abschnitts des Werkstücks 4 ausgebildet ist.The finishing tool 8 or the holding body 12 is fixed to a holder 18 by means of screws not shown. The holder 18 is formed on a substantially rotationally symmetrical bearing body 20, in the center of a free space 22 is formed for receiving a portion of the workpiece 4.

Der Lagerkörper 20 ist über auch in Figur 2 dargestellte Wälzlager 24 an einem Gehäuse 26 drehbar gelagert. Mit diesem Gehäuse ist ein von diesem abstehender Flansch 28 verbunden, an dem ein Motor 30 befestigt ist. Der Motor 30 weist eine Antriebsfläche 32 auf, um einen nicht dargestellten Riemen anzutreiben, der auf eine Abtriebsfläche 34 des Lagerkörpers 20 wirkt, so dass mit Hilfe des Motors 30 und des Riementriebs der Lagerkörper 20 und somit das Finishwerkzeug 8 rotatorisch angetrieben werden kann. Hierbei rotiert das Finishwerkzeug 8 um eine Finishwerkzeugachse 36.The bearing body 20 is rotatably mounted on a housing 26 via rolling bearings 24, also shown in FIG. With this housing, a protruding from this flange 28 is connected, where a motor 30 is attached. The motor 30 has a drive surface 32 to drive a belt, not shown, which acts on an output surface 34 of the bearing body 20, so that by means of the motor 30 and the belt drive the bearing body 20 and thus the finishing tool 8 can be rotationally driven. In this case, the finishing tool 8 rotates about a finishing tool axis 36.

Das Werkstück 4 kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Werkstück-Antriebs rotatorisch angetrieben werden, so dass es um eine Werkstückachse 38 rotiert. Zwischen der Finishwerkzeugachse 36 und der Werkstückachse 38 ist ein Neigungswinkel 40 ausgebildet, der für rotationssymmetrische Kugellaufflächen 0° beträgt. Weist die Kugellauffläche 6, sowie in Figur 1 dargestellt, einen Steigungswinkel 42 auf, kann der Neigungswinkel 40 entsprechend erhöht werden.The workpiece 4 can be rotationally driven by means of a workpiece drive, not shown, so that it rotates about a workpiece axis 38. Between the finishing tool axis 36 and the workpiece axis 38, an angle of inclination 40 is formed which is 0 ° for rotationally symmetrical ball bearing surfaces. If the ball tread 6 and, as shown in FIG. 1, a pitch angle 42, the angle of inclination 40 can be correspondingly increased.

In den Figuren 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Diese weist die mit Bezug auf Figur 1 beschriebene Montageeinheit 2 auf. Das in Figur 1 obere Ende des Gehäuses 26 ist gemäß Figuren 2 und 3 fest mit einer Lagerplatte 46 verbunden. Die Lagerplatte 46 ist entlang einer Linearführung 48 verschieblich gelagert. Die Linearführung 48 weist zwei symmetrisch zueinander angeordnete Lagerelemente 50 auf, die fest mit der Lagerplatte 46 verbunden sind. Die Lagerelemente 50 wirken mit jeweils außen angeordneten Lagerelementen 52 zusammen, die fest mit einem Trägerelement 54 verbunden sind. Gemäß Figur 3 ist das Trägerelement 54 endseitig mit Platten 56 verbunden, wobei an der in Figur 3 vorderen Platte 56 ein Zustellantrieb 58 angeordnet ist. Dieser Antrieb ist bspw. elektromechanisch, pneumatisch oder hydraulisch und treibt eine Kolbenstange 60 an. Mit Hilfe der Kolbenstange 60 kann die Lagerplatte 46 relativ zu dem Trägerelement 54 verschoben werden, so dass die Wirkfläche 10 des Finishwerkzeugs 8 in Richtung auf die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks 4 zugestellt und entgegensetzt bewegt werden kann. Bei Kontakt der Wirkfläche 10 mit dem Werkstück 4 übt der Zustellantrieb eine konstante Kraft aus. Dabei lässt der Zustellantrieb eine Bewegung der Wirkfläche in zu dem Werkstück 4 radialer Richtung zu, so dass Rundlauffehler des Werkstücks 4 ausgeglichen werden können.In FIGS. 2 and 3, a device according to the invention is designated overall by the reference numeral 44. This has the mounting unit 2 described with reference to FIG. The upper end of the housing 26 in FIG. 1 is firmly connected to a bearing plate 46 according to FIGS. 2 and 3. The bearing plate 46 is displaceably mounted along a linear guide 48. The linear guide 48 has two symmetrically arranged bearing elements 50, which are fixedly connected to the bearing plate 46. The bearing elements 50 cooperate with respective outer bearing elements 52, which are fixedly connected to a carrier element 54. According to FIG. 3, this is Carrier element 54 ends connected to plates 56, wherein on the front plate 56 in FIG. 3, a feed drive 58 is arranged. This drive is, for example, electromechanical, pneumatic or hydraulic and drives a piston rod 60 at. With the aid of the piston rod 60, the bearing plate 46 can be moved relative to the carrier element 54, so that the active surface 10 of the finishing tool 8 can be moved in the direction of the surface to be machined of the workpiece 4 and moved in opposite directions. Upon contact of the active surface 10 with the workpiece 4, the feed drive exerts a constant force. In this case, the feed drive allows a movement of the active surface in the radial direction to the workpiece 4, so that concentricity error of the workpiece 4 can be compensated.

Die bisher beschriebene Einheit weist einen weiteren Freiheitsgrad auf und ist um eine mit Bezugszeichen 62 bezeichnete Oszillationsachse verschwenkbar. Ausgehend von einer in Figur 3 mit 64 bezeichneten Mittellage kann die bisher beschriebene Einheit und insbesondere das Finishwerkzeug 8 um einen Oszillationswinkel 66 hin- und herbewegt werden.The unit described so far has a further degree of freedom and can be pivoted about an axis of oscillation designated by reference numeral 62. Starting from a central position designated 64 in FIG. 3, the unit described hitherto, and in particular the finishing tool 8, can be moved back and forth about an oscillation angle 66.

Zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung des Finishwerkzeugs 8 ist ein in Figur 2 mit 68 bezeichneter Oszillationsantrieb vorgesehen. Dieser erzeugt eine Drehbewegung, die auf ein erstes Ende eines relativ zur Drehachse exzentrisch gelagerten Pleuels 70 übertragen wird. Das gegenüberliegende Ende des Pleuels 70 ist in Figur 3 geschnitten dargestellt. In diesem Bereich umgreift das Pleuel 70 einen nur abschnittsweise dargestellten Bolzen 72, der in einer Bolzenaufnahme 74 gelagert ist. Über das Pleuel 70 wird der Bolzen 72 und die Bolzenaufnahme 74 um die Oszillationsachse 62 verschwenkt. Zur Übertragung dieser Bewegung auf das Finishwerkzeug 8 ist die Bolzenaufnahme 74 fest mit dem Trägerelement 54 verbunden. Das Trägerelement 54 wiederum ist mit einem die Oszillationsachse 62 definierenden Achselement 76 verbunden. Das Achselement 76 ist über eine Lagerung 78 in axialer und radialer Richtung gelagert. Zur Abdichtung der Lagerung 78 ist ein Dichtring 80 vorgesehen. Um die Lagerung 78 in axialer Richtung vorspannen zu können, ist ein Spannring 82 vorgesehen. Die Lagerung 78 ist in einer mit 84 bezeichneten Achsaufnahme angeordnet.To generate the oscillating movement of the finishing tool 8, an oscillation drive designated by 68 in FIG. 2 is provided. This generates a rotational movement, which is transmitted to a first end of a relative to the axis of rotation eccentric mounted connecting rod 70. The opposite end of the connecting rod 70 is shown in section in FIG. In this Area the connecting rod 70 engages around a bolt 72 shown only in sections, which is mounted in a pin receptacle 74. About the connecting rod 70 of the pin 72 and the pin receptacle 74 is pivoted about the axis of oscillation 62. To transfer this movement to the finishing tool 8, the bolt receptacle 74 is fixedly connected to the carrier element 54. The carrier element 54 in turn is connected to a shaft element 76 defining the oscillation axis 62. The shaft member 76 is mounted on a bearing 78 in the axial and radial directions. To seal the bearing 78, a sealing ring 80 is provided. In order to bias the bearing 78 in the axial direction, a clamping ring 82 is provided. The bearing 78 is arranged in a designated axle bearing 84.

Um den Abstand zwischen der Oszillationsachse 62 und der Werkstückachse 38 einstellen zu können, ist die Achsaufnahme 84 relativ zu einem Plattenelement 86 mit Hilfe einer in Figur 2 mit 88 bezeichneten Linearführung verschieblich gelagert. Um die Achsaufnahme 84 und das Plattenelement 86 relativ zueinander zu fixieren, sind in Figur 2 mit 90 bezeichnete Klemmschrauben vorgesehen.In order to be able to adjust the distance between the oscillation axis 62 and the workpiece axis 38, the axle receptacle 84 is displaceably mounted relative to a plate element 86 with the aid of a linear guide designated 88 in FIG. In order to fix the axle receiver 84 and the plate element 86 relative to one another, clamping screws designated by 90 are provided in FIG.

Zur Einstellung des auch in Figur 1 dargestellten Neigungswinkels 40 ist das Plattenelement 86 fest mit einer rückwärtigen Platte 92 verbunden, die um eine Neigungsachse 94 verdreht werden kann (siehe Figur 3). Somit kann ausgehend von einer Mittellage 96 die bisher beschriebene Einheit um den Neigungswinkel 40 verstellt werden, um die sich gewindeartig erstreckende Kugellauffläche 6 des Werkstücks 4 bearbeiten zu können.To set the inclination angle 40 shown in Figure 1, the plate member 86 is fixedly connected to a rear plate 92 which can be rotated about a tilt axis 94 (see Figure 3). Thus, starting from a central position 96, the previously described unit can be adjusted by the angle of inclination 40, around which thread-like extending ball tread 6 of the workpiece 4 to edit.

Die Neigungsachse 94 wird definiert durch einen Lagerbolzen 98. Dieser ist in einem Zwischenstück 100 gehalten, das mit seiner Vorderseite (ohne Bezugszeichen) an der Rückseite (ohne Bezugszeichen) der rückwärtigen Platte 92 anliegt. Auf der anderen Seite der rückwärtigen Platte 92 ist eine Klemmplatte 102 angeordnet, die mit dem Lagerbolzen 98 verschraubt ist. Durch Lösen der Verschraubung kann der Abstand zwischen dem Zwischenstück 100 und der Klemmplatte 102 vergrößert werden, so dass die rückwärtige Platte 92 um die Neigungsachse 94 verdreht werden kann.The inclination axis 94 is defined by a bearing pin 98. This is held in an intermediate piece 100 which rests with its front side (without reference numeral) on the back (without reference numeral) of the rear plate 92. On the other side of the rear plate 92, a clamping plate 102 is arranged, which is bolted to the bearing pin 98. By loosening the screw, the distance between the intermediate piece 100 and the clamping plate 102 can be increased, so that the rear plate 92 can be rotated about the inclination axis 94.

Die Vorrichtung 44 weist einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 104 bezeichneten Schlitten auf. Dieser Schlitten ist mit Hilfe nicht weiter dargestellter Antriebsmittel entlang eines Verfahrwegs 106 verfahrbar, der parallel zur Werkstückachse 38 verläuft.The device 44 has a carriage designated overall by the reference numeral 104. This carriage is movable by means of drive means not shown along a travel path 106 which runs parallel to the workpiece axis 38.

Der Schlitten 104 weist eine Bodenplatte 108, eine rückwärtige Stützplatte 110 sowie eine Trägerplatte 112 auf. Das Zwischenstück 100 und die Trägerplatte sind parallel zu der Richtung der Werkstücksachse 38 mit Hilfe einer Linearführung 114 zueinander verschieblich gelagert. Eine Relativbewegung zwischen dem Schlitten 104 und dem Zwischenstück 100 kann über eine Wegmesseinheit 115 (vgl. Figur 3) erfasst werden.The carriage 104 has a bottom plate 108, a rear support plate 110 and a support plate 112. The intermediate piece 100 and the carrier plate are mounted parallel to the direction of the workpiece axis 38 by means of a linear guide 114 to each other displaceable. A relative movement between the carriage 104 and the intermediate piece 100 can be detected via a travel measuring unit 115 (see FIG.

Zur Erhöhung der Stabilität der bisher beschriebenen Einheit sind Versteifungen 116 vorgesehen, die das Plattenelement 86 sowie die rückwärtige Platte 92 gegeneinander abstützen (siehe Figur 2). Um die Neigung der durch die Bauteile 92 und 86 begrenzten Einheit um die Neigungsachse 94 exakt einstellen zu können, ist eine Stellschraube 118 vorgesehen. Diese ist an einer Lagerschale 120 gelagert, die fest mit dem Zwischenstück 100 verbunden ist. Die Stellschraube 118 greift in einen Drehbolzen 122, der wiederum drehbar in einer Aufnahme 124 gelagert ist, die wiederum mit der rückwärtigen Platte 92 verbunden ist.To increase the stability of the unit described so far stiffeners 116 are provided which support the plate member 86 and the rear plate 92 against each other (see Figure 2). In order to adjust the inclination of the limited by the components 92 and 86 unit about the inclination axis 94 exactly, an adjusting screw 118 is provided. This is mounted on a bearing shell 120 which is fixedly connected to the intermediate piece 100. The adjusting screw 118 engages in a pivot pin 122, which in turn is rotatably mounted in a receptacle 124, which in turn is connected to the rear plate 92.

Zur Einstellung des Neigungswinkels 40 muss zunächst die Verschraubung zwischen der Klemmplatte 102 und dem Lagerbolzen 98 gelockert werden, so dass die rückwärtige Platte 92 beweglich ist. Anschließend wird die Stellschraube 118 so lange verdreht, bis ein gewünschter Neigungswinkel 40 erreicht ist. Ein Maß für den Neigungswinkel 40 ist auch durch den in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 126 bezeichneten Abstand zwischen dem freien Ende des Drehbolzens 122 und einer dem Drehbolzen 122 zugewandten Fläche der Lagerschale 120 definiert.To adjust the inclination angle 40, the screw connection between the clamping plate 102 and the bearing pin 98 must first be loosened, so that the rear plate 92 is movable. Subsequently, the adjusting screw 118 is rotated until a desired angle of inclination 40 is reached. A measure of the angle of inclination 40 is also defined by the distance between the free end of the pivot pin 122 and a pivot pin 122 facing surface of the bearing shell 120 in FIG. 3.

Mit Hilfe der Linearführung 114 wird erreicht, dass das Finishwerkzeug 8 in einer zu dem Verfahrweg 106 parallelen Richtung spielbehaftet gelagert ist. Auf diese Weise können Toleranzen der zu bearbeitenden Kugellauffläche 6 ausgeglichen werden, so dass die Querkraftbelastung des Finishwerkzeugs 8 minimiert wird.With the help of the linear guide 114 it is achieved that the finishing tool 8 is mounted in a play-related manner in a direction parallel to the travel path 106. In this way, tolerances of the ball tread 6 to be processed can be compensated so that the lateral force load of the finishing tool 8 is minimized.

Mit der Wegmesseinheit 115 kann erfasst werden, ob die Relativbewegung zwischen dem Schlitten 104 und dem Zwischenstück 100 derart ist, dass sie nicht zu dem Vorschub des Schlittens passt, der durch die Steigung der Kugellauffläche pro einmaliger Umdrehung des Werkstücks 4 vorgegeben ist. Auf diese Weise kann auch detektiert werden, dass das Werkstück 4 nicht rotiert.With the path measuring unit 115 it can be detected whether the relative movement between the carriage 104 and the intermediate piece 100 is such that it does not match the feed of the carriage, which is predetermined by the pitch of the ball running surface per single revolution of the workpiece 4. In this way it can also be detected that the workpiece 4 is not rotating.

Zur weiteren Minimierung der Querkraftbelastung des Finishwerkzeugs 8 weist die Vorrichtung 44 eine in Figur 4 insgesamt mit dem Bezugszeichen 128 bezeichnete Führungseinrichtung auf. Diese umfasst einen sich an dem Plattenelement 86 abstützenden Arm 130. Über eine Linearführung 132 ist der Arm 130 parallel zu der in Figur 1 dargestellten Finishwerkzeugachse 36 verschieblich gelagert. Mit Hilfe von Befestigungsschrauben 134 kann der Arm 130 an dem Plattenelement 86 fixiert werden.In order to further minimize the transverse force load of the finishing tool 8, the device 44 has a guiding device designated overall by the reference numeral 128 in FIG. This comprises an arm 130 which is supported on the plate element 86. The arm 130 is mounted displaceably parallel to the finish tool axis 36 shown in FIG. 1 via a linear guide 132. By means of fastening screws 134, the arm 130 can be fixed to the plate element 86.

An dem in Figur 4 unteren Ende des Arms 130 ist ein Zustellantrieb 136 angeordnet, der in Figur 5 geschnitten dargestellt ist. Dieser umfasst zwei doppelt wirkende Kolben 138, die an ihrem freien Ende mit einem Halter 140 verbunden sind. An dem Halter 140 ist ein zylindrisches Kontaktelement 142 angeordnet, das sich senkrecht zu der in Figur 1 dargestellten Finishwerkzeugachse 36 erstreckt. Das Kontaktelement 142 ist aus einem polykristallinen Diamant gebildet und somit besonders hart und verschleißbeständig. Das Kontaktelement 142 greift in eine Windung der Kugellauffläche 6.At the lower end of the arm 130 in FIG. 4, a feed drive 136 is arranged, which is shown cut in FIG. This comprises two double-acting piston 138, which are connected at its free end to a holder 140. On the holder 140, a cylindrical contact element 142 is arranged, which extends perpendicular to the finish tool axis 36 shown in Figure 1. The Contact element 142 is formed from a polycrystalline diamond and thus particularly hard and wear resistant. The contact element 142 engages in a turn of the ball raceway 6.

Der Halter 140 ist über einen winklig abstehenden Abschnitt 144 mit einem in Figur 4 dargestellten Wegmesssystem 146 gekoppelt, so dass die Lage des Halters 140 bzw. des Kontaktelements 142 relativ zu dem Arm 130 erfasst werden kann.The holder 140 is coupled via an angularly protruding section 144 to a displacement measuring system 146 shown in FIG. 4, so that the position of the holder 140 or of the contact element 142 relative to the arm 130 can be detected.

Mit Hilfe des Kontaktelements 142 kann das in Figur 5 im Querschnitt dargestellte Finishwerkzeug 8 querkraftentlastet werden. Die durch Toleranzen der zu finishenden, vorbearbeiteten Kugellauffläche 6 entstehenden Abweichungen von einem Idealmaß können durch die Linearführung 114 kompensiert werden. Die auftretenden Querkräfte können über das Kontaktelement 142 aufgenommen werden. Um den Abstand zwischen dem Kontaktelement 142 und dem Finishwerkzeug 8 in einer zu der Werkzeugachse 36 parallelen Richtung exakt einstellen zu können, ist an der Achsaufnahme 84 ein in Figur 3 dargestellter Eichstift 148 vorgesehen. Der Abstand zwischen dem Kontaktelement 142 und dem Finishwerkzeug 8 ist bestimmt durch den Abstand des Eichstiftes 148 zu der in Figur 4 rückwärtigen, in der gewählten Perspektive nicht sichtbaren Fläche des Arms 130.With the aid of the contact element 142, the finishing tool 8 shown in cross section in FIG. 5 can be relieved of lateral forces. The deviations from an ideal dimension resulting from tolerances of the finished, pre-machined ball tread 6 can be compensated by the linear guide 114. The occurring transverse forces can be absorbed via the contact element 142. In order to be able to set the distance between the contact element 142 and the finishing tool 8 in a direction parallel to the tool axis 36 exactly, a calibration pin 148 shown in FIG. 3 is provided on the axle receptacle 84. The distance between the contact element 142 and the finishing tool 8 is determined by the distance of the calibration pin 148 to the rear in Figure 4, not visible in the selected perspective surface of the arm 130th

Mit Hilfe des beschriebenen Finishwerkzeugs 8 und der Vorrichtung 44 kann ein insbesondere als Kugelrollspindel ausgebildetes Werkstück 4 finishend bearbeitet werden, so dass die Kugellauffläche 6 des Werkstücks 4 höchste Oberflächenqualitäten erreicht. Mit Hilfe der dargestellten Vorrichtung 44 können sehr kurze Bearbeitungszeiten erzielt werden. Dies liegt daran, dass die Wirkfläche 10 des Finishwerkzeugs 8 ringförmig ist und insbesondere rotatorisch angetrieben werden kann. Auch das Werkstück 4 kann rotatorisch angetrieben werden. Der Schlitten 104 wird entlang des Fahrwegs 106 so angetrieben, dass das Finishwerkzeug 8 bei Rotation des Werkstücks 4 in Eingriff mit der Kugellauffläche bleibt. Dabei ist das Finishwerkzeug 8 dank des Kontaktelements 142 nicht querkraftbelastet.With the aid of the described finishing tool 8 and the device 44, a workpiece 4 designed in particular as a ball screw spindle can be finish-machined so that the ball running surface 6 of the workpiece 4 reaches the highest surface qualities. With the help of the illustrated device 44 very short processing times can be achieved. This is because the active surface 10 of the finishing tool 8 is annular and in particular can be rotationally driven. Also, the workpiece 4 can be driven by rotation. The carriage 104 is driven along the travel path 106 so that the finishing tool 8 remains in engagement with the ball race surface upon rotation of the workpiece 4. In this case, the finishing tool 8 is not transversely loaded due to the contact element 142.

Mit Hilfe der Einstellung des Neigungswinkels 40 um die Neigungsachse 94 sowie mit Hilfe der Oszillation des Finishwerkzeugs um die Oszillationsachse 62 können bei kurzen Bearbeitungsdauern auch hochkomplexe Geometrien der Kugellauffläche 6 gefertigt werden.With the aid of the adjustment of the angle of inclination 40 about the inclination axis 94 and with the aid of the oscillation of the finishing tool about the oscillation axis 62, even highly complex geometries of the ball running surface 6 can be produced for short processing times.

Die Vorrichtung 44 ermöglicht es, Werkstücke 4 schnell und prozesssicher feinstbearbeiten zu können. Während der Serienfertigung müssen lediglich das Werkzeug 8 sowie das Kontaktelement 142 nach Erreichen der Verschleißgrenzen ausgetauscht werden.The device 44 makes it possible to process workpieces 4 quickly and reliably. During series production, only the tool 8 and the contact element 142 must be replaced after reaching the wear limits.

Claims (43)

Werkzeug (8) zur finishenden, bürstenden und/oder polierenden Feinstbearbeitung von Oberflächen eines Werkstücks (4), mit einem finishend, bürstend und/oder polierend wirkenden Wirkmaterial, das eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Wirkfläche (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (10) ringförmig ist und nach radial innen weist.Tool (8) for finishing, brushing and / or polishing superfinishing of surfaces of a workpiece (4), with a finishing, brushing and / or polishing effective material having an at least partially curved active surface (10), characterized in that the active surface (10) is annular and points radially inward. Werkzeug (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (10) kreisringförmig ist.Tool (8) according to claim 1, characterized in that the active surface (10) is annular. Werkzeug (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Wirkfläche (10) spiegelsymmetrisch ist.Tool (8) according to claim 1 or 2, characterized in that the profile of the active surface (10) is mirror-symmetrical. Werkzeug (8) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Wirkfläche (10) bogenförmig ist.Tool (8) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the profile of the active surface (10) is arcuate. Werkzeug (8) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (10) nach radial innen konvex geformt ist.Tool (8) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the active surface (10) is convexly formed radially inward. Werkzeug (8) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Wirkfläche (10) zumindest abschnittsweise dem Profil einer Kugellauffläche (6) angepasst ist.Tool (8) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the profile of the active surface (10) is at least partially adapted to the profile of a ball tread (6). Werkzeug (8) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) vollständig aus dem Wirkmaterial gebildet ist.Tool (8) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tool (8) is completely formed from the active material. Werkzeug (8) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmaterial des Werkzeugs (8) an einem ringförmigen Haltekörper (12) angeordnet ist.Tool (8) according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the active material of the tool (8) is arranged on an annular holding body (12). Werkzeug (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmaterial und der Haltekörper (12) unlösbar miteinander verbunden sind.Tool (8) according to claim 8, characterized in that the active material and the holding body (12) are permanently connected to each other. Werkzeug (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmaterial und der Haltekörper (12) lösbar miteinander verbunden sind und dass Mittel (14, 16) zur Festlegung des Wirkmaterials an dem Haltekörper (12) vorgesehen sind.Tool (8) according to claim 8, characterized in that the active material and the holding body (12) are releasably connected to each other and that means (14, 16) for fixing the active material to the holding body (12) are provided. Vorrichtung (44) zur finishenden, bürstenden und/oder polierenden Feinstbearbeitung von Werkstückoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Halterung (18) für ein Werkzeug (8) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.Device (44) for finishing, brushing and / or polishing superfinishing workpiece surfaces, characterized in that it comprises a holder (18) for a tool (8) according to at least one of claims 1 to 10. Vorrichtung (44) nach Anspruch 11 mit einem Werkzeug (8) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10.Device (44) according to claim 11 with a tool (8) according to at least one of claims 1 to 10. Vorrichtung (44) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) einen Werkzeug-Antrieb aufweist, mit dem das Werkzeug (8) um eine Werkzeugachse (36) rotierend antreibbar ist.Device (44) according to claim 11 or 12, characterized in that the device (44) a tool drive has, with which the tool (8) about a tool axis (36) is driven in rotation. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) um die Werkzeugachse (36) oszillierend antreibbar ist.Device (44) according to at least one of claims 11 to 13, characterized in that the tool (8) about the tool axis (36) is driven to oscillate. Vorrichtung (44) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeug-Antrieb einen Motor (30) und einen Riementrieb aufweist, der die Halterung (18) für das Werkzeug (8) in Rotation versetzt.Device (44) according to claim 13 or 14, characterized in that the tool drive comprises a motor (30) and a belt drive, which sets the holder (18) for the tool (8) in rotation. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) einen Werkstück-Antrieb aufweist, mit dem das zu bearbeitende Werkstück (4) um eine Werkstückachse (38) rotierend antreibbar ist.Device (44) according to at least one of claims 11 to 15, characterized in that the device (44) has a workpiece drive, with which the workpiece to be machined (4) about a workpiece axis (38) is rotatably driven. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (40) des Werkzeugs (8) um eine senkrecht zu der Werkstückachse (38) angeordnete Neigungsachse (94) einstellbar ist.Device (44) according to at least one of claims 11 to 16, characterized in that the inclination angle (40) of the tool (8) about an axis perpendicular to the workpiece axis (38) arranged tilt axis (94) is adjustable. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustellantrieb (58) vorgesehen ist, mit dem der Abstand der Wirkfläche (10) des Werkzeugs (8) zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks (4) einstellbar ist.Device (44) according to at least one of claims 11 to 17, characterized in that a feed drive (58) is provided with which the distance of the active surface (10) of the tool (8) to the surface to be machined of the workpiece (4) adjustable is. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) einen Oszillations-Antrieb (68) aufweist, mit dem das Werkzeug (8) um eine Oszillationsachse (62) oszillierend antreibbar ist, so dass das Werkzeug (8) um einen Oszillationswinkel (66) um die Oszillationsachse (62) hin- und herschwenkt.Device (44) according to at least one of claims 11 to 18, characterized in that the device (44) comprises an oscillation drive (68), with which the tool (8) about an oscillation axis (62) is driven to oscillate, so that the tool (8) reciprocates about an oscillation angle (66) about the axis of oscillation (62). Vorrichtung (44) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillationsachse (62) senkrecht zu der Neigungsachse (94) angeordnet ist.Device (44) according to claim 19, characterized in that the oscillation axis (62) is arranged perpendicular to the inclination axis (94). Vorrichtung (44) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationswinkel (66) ausgehend aus einer Mittellage (64) auf einen Wert zwischen ±25° und ±5°, insbesondere zwischen ±20° und ±10°, weiter insbesondere zumindest ungefähr auf ±15° einstellbar ist.Device (44) according to claim 19 or 20, characterized in that the oscillation angle (66), starting from a central position (64) to a value between ± 25 ° and ± 5 °, in particular between ± 20 ° and ± 10 °, further in particular at least approximately adjustable to ± 15 °. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Oszillationsachse (62) zu der Werkstückachse (38) einstellbar ist.Device (44) according to at least one of claims 19 to 21, characterized in that the distance of the oscillation axis (62) to the workpiece axis (38) is adjustable. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebsmittel vorgesehen sind, mit denen die Vorrichtung (44) entlang eines Verfahrwegs (106) parallel zu der Werkstückachse (38) verfahrbar ist.Device (44) according to at least one of claims 11 to 22, characterized in that drive means are provided with which the device (44) along a travel path (106) parallel to the workpiece axis (38) is movable. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (18) für das Werkzeug (8) parallel zu dem Verfahrweg (106) spielbehaftet gelagert ist.Device (44) according to at least one of claims 11 to 23, characterized in that the holder (18) for the tool (8) parallel to the travel path (106) is mounted with play. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) eine zumindest mittelbar mit der Halterung (18) und/oder dem Werkzeug (8) verbundene Führungseinrichtung (128) aufweist, die über ein zusätzliches Kontaktelement (142) in Kontakt mit dem Werkstück (4) steht.Device (44) according to at least one of claims 11 to 24, characterized in that the device (44) has an at least indirectly connected to the holder (18) and / or the tool (8) guide means (128) via an additional Contact element (142) is in contact with the workpiece (4). Vorrichtung (44) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Kontaktelement (142) und dem Werkzeug (8) in zu der Werkzeugachse (36) paralleler Richtung einstellbar ist.Device (44) according to claim 25, characterized in that the distance between the contact element (142) and the tool (8) is adjustable in the direction parallel to the tool axis (36). Vorrichtung (44) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (142) zylindrisch, kugelförmig oder tonnenförmig ist.Device (44) according to claim 25 or 26, characterized in that the contact element (142) is cylindrical, spherical or barrel-shaped. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (142) Diamantpartikel aufweist.Device (44) according to at least one of claims 25 to 27, characterized in that the contact element (142) has diamond particles. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (142) aus einem polykristallinen Diamant-Werkstoff (PKD) gebildet ist.Device (44) according to at least one of claims 25 to 29, characterized in that the contact element (142) is formed from a polycrystalline diamond material (PCD). Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (142) zumindest anteilig aus einem Hartmetall, einem Hartkunststoff und/oder einem keramischen Material gebildet ist.Device (44) according to at least one of claims 25 to 28, characterized in that the contact element (142) is at least partially formed from a hard metal, a hard plastic and / or a ceramic material. Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustellantrieb (136) vorgesehen ist, mit dem das Kontaktelement (142) in Richtung auf das Werkstück (4) und entgegengesetzt bewegbar ist.Device (44) according to at least one of claims 25 to 30, characterized in that a feed drive (136) is provided, with which the contact element (142) in the direction of the workpiece (4) and opposite is movable. Vorrichtung (44) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustellantrieb (136) mit einem Wegmesssystem (146) gekoppelt ist.Device (44) according to claim 31, characterized in that the feed drive (136) is coupled to a displacement measuring system (146). Verfahren zur Herstellung eines insbesondere als Kugelrollspindel ausgebildeten Werkstücks (4) unter Verwendung einer Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 32.Method for producing a workpiece (4), in particular a ball screw spindle, using a device (44) according to at least one of claims 11 to 32. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) rotierend und/oder oszillierend angetrieben wird.A method according to claim 33, characterized in that the tool (8) is driven to rotate and / or oscillate. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (4) um eine Werkstückachse (38) rotierend angetrieben wird.A method according to claim 33 or 34, characterized in that the workpiece (4) is driven to rotate about a workpiece axis (38). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) entlang eines Verfahrwegs (106) parallel zu der Werkstückachse (38) verfahren wird.Method according to at least one of claims 33 to 35, characterized in that the device (44) along a travel path (106) is moved parallel to the workpiece axis (38). Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (44) entlang des Verfahrwegs (106) um das durch die Steigung einer Kugellauffläche (6) des Werkstücks (4) vorgegebene Maß verfahren wird, während das Werkstück um 360° rotiert.A method according to claim 36, characterized in that the device (44) along the travel path (106) is moved by the predetermined by the slope of a ball tread (6) of the workpiece (4) measure while the workpiece rotates through 360 °. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationswinkel (66) ausgehend aus einer Mittellage (64) auf einen Wert zwischen ±25° und ±5°, insbesondere zwischen ±20° und ±10°, weiter insbesondere zumindest ungefähr ±15° eingestellt wird.Method according to at least one of claims 33 to 37, characterized in that the oscillation angle (66) starting from a central position (64) to a value between ± 25 ° and ± 5 °, in particular between ± 20 ° and ± 10 °, further in particular is set at least about ± 15 °. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) eine Kugellauffläche (6) erzeugt, die für einen Kugelkörper mit einem bestimmten Durchmesser geeignet ist und dass die Lage der Oszillationsachse (62) so eingestellt wird, dass sie durch den Mittelpunkt dieses Kugelkörpers hindurchverläuft, wenn der Kugelkörper in die Kugellauffläche (6) eingelegt ist.Method according to at least one of claims 33 to 38, characterized in that the tool (8) generates a ball running surface (6) which is suitable for a spherical body with a certain diameter and that the position of the oscillation axis (62) is adjusted so that it passes through the center of this spherical body when the ball body is inserted into the ball raceway (6). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (40) 0° beträgt, wenn die Werkzeugachse (36) und die Werkstückachse (38) zueinander parallel sind, und dass der Neigungswinkel (40) so eingestellt wird, dass er maximal so groß ist wie und insbesondere kleiner ist als ein Steigungswinkel (42) der Kugellauffläche (6) des Werkstücks (4), insbesondere der Kugelrollspindel.Method according to at least one of claims 33 to 39, characterized in that the angle of inclination (40) is 0 ° when the tool axis (36) and the workpiece axis (38) are parallel to one another and that the angle of inclination (40) is adjusted that he is at most as large as and in particular smaller than a pitch angle (42) of the ball raceway (6) of the workpiece (4), in particular the ball screw. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (40) 0° beträgt, wenn die Werkzeugachse (36) und die Werkstückachse (38) zueinander parallel sind, und dass der Neigungswinkel (40) so eingestellt wird, dass er größer ist als ein Steigungswinkel (42) der Kugellauffläche (6) des Werkstücks (4), insbesondere der Kugelrollspindel.Method according to at least one of claims 33 to 39, characterized in that the inclination angle (40) is 0 ° when the tool axis (36) and the workpiece axis (38) are parallel to each other, and that the inclination angle (40) is adjusted that it is greater than a pitch angle (42) of the ball running surface (6) of the workpiece (4), in particular the ball screw. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bearbeitung des Werkstücks (4) das Kontaktelement (142) der Führungseinrichtung (128) mit der Kugellauffläche (6) des Werkstücks (4) in Kontakt gebracht wird und während der Bearbeitung dort verbleibt.Method according to at least one of claims 33 to 41, characterized in that before the machining of the workpiece (4) the contact element (142) of the guide device (128) is brought into contact with the ball running surface (6) of the workpiece (4) and during the Processing remains there. Kugelrollspindel, insbesondere für Lenkgetriebe für Kraftfahrzeuge, hergestellt mit einer Vorrichtung (44) nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 32 und/oder mit Hilfe eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 33 bis 42.Ball screw, in particular for steering gear for motor vehicles, manufactured with a device (44) according to at least one of claims 11 to 32 and / or by means of a method according to at least one of claims 33 to 42.
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