EP3283257A1 - Verfahren und system zum aussenschleifen von wellenteilen zwischen spitzen - Google Patents

Verfahren und system zum aussenschleifen von wellenteilen zwischen spitzen

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EP3283257A1
EP3283257A1 EP16715325.3A EP16715325A EP3283257A1 EP 3283257 A1 EP3283257 A1 EP 3283257A1 EP 16715325 A EP16715325 A EP 16715325A EP 3283257 A1 EP3283257 A1 EP 3283257A1
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EP
European Patent Office
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grinding
support
shaft part
grinding wheel
rotationally symmetrical
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EP16715325.3A
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EP3283257B1 (de
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Erwin Junker
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Erwin Junker Grinding Technology AS
Original Assignee
Erwin Junker Grinding Technology AS
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Publication date
Application filed by Erwin Junker Grinding Technology AS filed Critical Erwin Junker Grinding Technology AS
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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
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
    • 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
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B24B41/067—Work supports, e.g. adjustable steadies radially supporting workpieces
    • 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
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/01—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor for combined grinding of surfaces of revolution and of adjacent plane surfaces on work
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    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/18—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work
    • B24B5/22—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work for grinding cylindrical surfaces, e.g. on bolts

Definitions

  • the invention relates to a method for external grinding of a shaft part with rotationally symmetrical sections and end faces having centering bores and to a system comprising a grinding machine and such a shaft part.
  • a second fundamental grinding process is the so-called centerless grinding.
  • Centerless grinding does not hold the workpiece between points; Rather, it is set in rotation by means of a grinding wheel and this opposite a regulating wheel for grinding or during grinding, wherein in the grinding gap between the
  • a press release dated 22 February 2006 describes an article on a Kronos L dual grinding machine, which also allows centerless grinding as well as grinding between tips in a machine
  • the workpiece is first ground between the tips, after which the workpiece is released from the clamping between the tips, and the finish grinding is carried out by means of conventional centeless grinding.Also, the reference to the centering in the transition from grinding between the tips in a centerless Loops set up ben, whereby accuracy losses are connected, since the above-mentioned reference change takes place during the grinding.
  • the known Kronos L dual grinding machine uses both grinding methods, i. the grinding between the tips and the Centeriess grinding, on a machine.
  • the pre-grinding between the tips in which a clean cylindrical outer surface is generated at the rotationally symmetric sections.
  • the tips are loosened, followed by centering grinding.
  • centering grinding this creates a new reference of the so-called center, namely via the clean cylindrical surfaces of the rotationally symmetric sections produced during roughing.
  • the grinding process is interrupted when the peak stress on the workpiece is released. This is followed by the newly started centering grinding. This means that in addition to the reference change of the reference longitudinal axis of the workpiece, the grinding time is extended.
  • the object of the present invention is to provide a method for external grinding of a rotationally symmetrical sections having shaft portion and a system of the method of realizing grinding machine and such a shaft part, by means of which the advantages of grinding between the tips, wherein in particular the maintenance of a exact reference axis plays a role in the grinding, can be used to realize a high quality of the grinding result on the ground workpiece, without the need for additional lunettes must be used even with respect to their longitudinal axis having a certain flexibility workpieces.
  • the method according to the invention external grinding of a shaft part, which has rotationally symmetrical sections and end faces in which centering bores are introduced, is realized.
  • the centering holes define a reference longitudinal axis and axis of rotation of the shaft part, which must still be present for high accuracy of the shaft part after grinding or is of crucial importance for subsequent machining processes. This means that the reference axis of the shaft part defined by the centering holes is maintained during the grinding process.
  • a measuring device detects diameter values of the rotationally symmetrical sections of the shaft part. These measured values are transmitted to a control device, which tracks the support device under continuous continuous support of the rotationally symmetrical sections to the measured actual diameter values up to the finished dimension of the shaft part.
  • Abrasive machining is preferably substantially the entire grinding. However, this also includes a certain grinding of the workpiece in its not yet done clamping between the tips. In any case, however, an essential part of the grinding is carried out up to the end of the finish grinding between the tips and with staff employed and following the grinding progress.
  • this grinding between the tips is achieved by the Abstützungen and simultaneous grinding that high quality workpieces are made in terms of dimensional, shape and position tolerances.
  • the support means in the form of the first and the second support device is designed as a support disk or a support ruler.
  • the main task of the support disk is that when grinding between the tips as far as possible on all parts of the shaft part is a support at which rotationssym metric sections are available.
  • the shaft portion is located between the grinding wheel and the support disk, the resulting grinding gap being closed downwardly by a support ruler on which the shaft portion is supported between the tips during grinding. This experiences this Wellenteil a support at least at middle portions of its length, but remains always spanned during the entire grinding between the tips.
  • the shaft part is rotationally driven. This is preferably done by engaging in the center holes tips or special drivers or a chuck that are adapted to the geometry of the workpiece.
  • the support disk is now designed so that when this is employed on the shaft part, no slip occurs between the support disk and the shaft part, d. h., That support disk and Welieseil run substantially without slippage to each other.
  • the grinding wheel, the shaft part and the support disk are controlled with respect to their respective speed.
  • the speed control can be used to ensure that no slippage occurs between the support disk and the shaft part, but on the other hand, the grinding wheel generates optimum conditions for loop engagement on the shaft part.
  • the shaft part is driven or braked during the finishing grinding both by the grinding wheel and by the support disk.
  • the support disk is provided with a covering which is designed in the manner of a grinding wheel, wherein the support disk is arranged opposite the grinding wheel and there exerts its supporting function, namely supporting the shaft part, but not grinding.
  • a further embodiment is that the support disk made of metal, for example made of steel or hard metal.
  • the support disk can be made extremely wear-resistant.
  • the support device as the invention prescribes, can be tracked to the currently measured diameter values up to the finished dimension of the shaft set, the diameter values are preferably measured by way of an in-process measurement. As a result, the grinding process and thus the grinding result can be immediately corrected with any currently measured diameter.
  • the diameter of the shaft part or workpiece In order to continuously measure the diameter of the shaft part or workpiece, the diameter is measured at at least one end of the shaft part. With this diameter measurement value, the infeed value of the grinding wheel, the support disk and the support ruler is then regulated. Usually, however, the workpiece is measured at its diameters but at both shaft ends. This makes it possible that, on the one hand, the diameter of the workpiece can be continuously measured at both shaft ends, and thus the conicity deviation on the workpiece can also be determined by the difference of the measured values.
  • the grinding wheel and the support plate are in a preferred embodiment with respect to their axes in the horizontal plane in each case CNC-controlled automatically swiveled.
  • this or the support ruler has at its two ends ZuStell noticeden for delivery to the workpiece, so that can be targeted by different delivery amounts, the support ruler to the central axis.
  • the support device has two support rulers, which are adjusted relative to each other and are formed in the form of a prism.
  • the two Aufiageiineale in this case, the first support device and the second support device.
  • the grinding wheel and the shaft part are moved axially relative to each other and the WelSenteil thereby at least partially zeitparalfel the rotationally symmetric section as well is ground on a plan side next to a rotationally symmetric section.
  • the inventive method according to this aspect of the invention ensures that during grinding of the shaft part up to and including the end of finish grinding, the grinding wheel ground shaft portion between the centering gripping held taut, and at the same time both a support rail and a regulating wheel or a more support rail instead of the regulating wheel in constant engagement with the shaft part a respective current ground diameter tracked.
  • the shaft part or workpiece is hardened at least during the substantial part of the Schlerfvorganges with the grinding wheel between points.
  • the reference longitudinal axis and the axis of rotation remain unchanged during the grinding process until the end of the finish grinding, the workpiece or shaft part remains permanently between the Tips kept tense.
  • the provision of a regulating wheel and a support rail corresponds basically to an arrangement for centerless grinding.
  • the regulating wheel and in particular the rotationally driven shaft part are substantially free of slip to each other running. Due to the uplift-free run, it is achieved above all else that the regulating wheel represents a reliable supporting function with respect to the sliding forces introduced by the grinding wheel into the shaft part during grinding and that thus the regulating wheel can not leave any surface markings, as is usually the case with supporting steady rests is. Because the regulating wheel attacks exactly at the places where grinding takes place.
  • the grinding wheel, the shaft part and the regulating wheel are speed-controlled. This allows optimum speed ratios to be set relative to the grinding process.
  • the shaft portion is driven by the grinding wheel and by the regulating wheel during finish grinding, wherein the grinding wheel and the regulating wheel form a grinding gap, in which the shaft part is arranged supported on the support rail.
  • the support rail and provided in place of the regulating wheel further support rail are adjusted relative to each other, wherein both support rails form a prism, which is tracked to the respective current ground diameter as support means.
  • the respective current ground diameter of the rotationally symmetric sections is measured by means of an in-process measurement and in particular is used via a control device for controlling the tracking on the ground rotationally symmetrical section of the shaft part.
  • a control device for controlling the tracking on the ground rotationally symmetrical section of the shaft part.
  • one or more diameters of the ground rotationally symmetric section can be measured. The measured values thus obtained are used to control the tracking.
  • the system according to the invention which consists of a grinding machine and shaft part and is provided for external grinding of the shaft part with rotationally symmetric sections and end faces as well as centering bores defining a reference longitudinal axis and axis of rotation of the shaft part, arranged on a grinding spindle, via a CNC axis rotationally driven grinding wheel, a workpiece spindle holder with a first tip and a tailstock with a second tip on.
  • the shaft part is clamped or held by the first and the second tip during grinding and rotatably driven about a reference longitudinal axis defined therewith. Throughout the grinding, the shaft part is permanently held or clamped.
  • a support device with first and second support devices which can be adjusted relative to one another and a measuring device for measuring current diameters of rotationally symmetrical sections of the shaft part are provided in the system according to the invention.
  • the measuring device measuring signals from the current diameter of the rotationally symmetrical sections of the shaft part are forwarded to a control device or can be forwarded therefrom, the first and the second supporting device always being based on these measured values, the current diameter of the rotationally symmetrical section at which the current diameter has just been determined by the measuring device, so nachfahrbar are that the shaft pulley is doubly supported by the supporting device opposite the grinding wheel and with the tips in engagement.
  • tracking is to be understood as meaning that the respective support device is set against the respective rotationally symmetrical section and is controlled in such a way that an optimal support function is ensured at the shaft part, but the support pressure is not so high that Too much frictional resistance will adversely affect the grinding forces to be introduced or the overall grinding result.
  • friction-reducing surface coverings are preferably arranged or provided on the support devices, which support the workpiece over its length or which are partially designed such that only certain areas of the support disc support the workpiece.
  • the first support device is a support disk
  • the second support device is a support ruler.
  • the support ruler is designed as it is basically used in centerless grinding.
  • the grinding wheel, the support disk and the shaft of the workpiece clamping together with the tailstock each have an independent CNC drive, on the basis of which the respective rotational speed can be controlled by CNC.
  • the support disk is seated on a spindle and is preferably formed split, wherein each part of the current diameter of corresponding rotationally symmetrical sections of the shaft part can be tracked with simultaneous support of these rotationally symmetrical sections.
  • both the first and the second support device is in each case a support ruler, which support rests are movable relative to each other in training a prism-like support region on rotationsy m metric portion of the shaft part.
  • the measuring device is preferably designed as an in-process measuring device, by means of which actual diameters can be measured during the running grinding.
  • Figure 1 a schematic side view of the grinding machine and shaft part existing
  • Figure 2 is a plan view of the grinding machine with shaft part according to the invention in the direction X according to Figure 1;
  • Figure 3 a view of the grinding machine according to the invention with shaft part along the
  • FIG. 4 is a view as in Figure 3, but with withdrawn drivers;
  • FIG. 5 shows a grinding machine according to the invention with a shaft part modified relative to FIG. 2 and a grinding wheel correspondingly adapted thereto in the same view as FIG. 2;
  • FIG. 6 shows a side view as in FIG. 1 with one consisting of two support rims
  • FIG. 7 shows a view according to the sectional plane B-B according to FIG. 6.
  • FIG. 1 the system according to the invention of the grinding machine and the shaft part or workpiece 10 is shown in side view in a schematic side view.
  • a grinding wheel 1 which can be supplied in the X1 direction is in engagement with the shaft part 10.
  • the grinding wheel 1 is provided opposite a support disk 2 which can be fed along an X2 feed axis to the shaft part 10 and is engaged therewith.
  • the support disk 2 represents a first support device.
  • the shaft part 10 in turn is supported on a second support device in the form of a support ruler 3.
  • the support ruler 3 can also be adjusted via a CNC axis to the respective current ground diameter of the shaft part 10. This means that the support ruler 3 is always traceable to the currently ground diameter.
  • the grinding wheel 1 is mounted on a grinding spindle 4 (not shown), which is rotationally driven by a drive motor, also not shown.
  • the grinding spindle drive is equipped with a speed control, which is controlled by a in Figure 1 for the sake of simplicity also not shown CNC control of the grinding machine of the system according to the invention.
  • the feed axes X1 for the grinding wheel 1 and X2 for the support device 2 formed as the first support device are each formed as CNC axes.
  • the support disk 2 is on a support spindle 5 (not shown), which in turn is driven speed controlled by a likewise not shown drive motor, the support spindle 5 is mounted on a support headstock (not shown), which along the illustrated CNC-controlled X2 axis is movable.
  • FIG. 2 shows the basic arrangement of the system according to the invention comprising the grinding machine and the shaft part in a viewing direction X according to FIG. 1.
  • the shaft part 10 is connected between a tip 11 of a workpiece spindle stock 13 and a tip 14 of a tailstock 15 is clamped.
  • the rotational entrainment of the shaft part 10 is carried out by a driver 12.
  • the tip 11 and the driver 12 of the workpiece spindle stock 13 are rotatably driven by a CNC-controlled motor and speed controlled.
  • the driver 12 secures after clamping the shaft member 10 between the tips 11, 14 by a positive engagement with the shaft member 10 whose rotational entrainment.
  • the grinding wheel 1 of the grinding headstock and the support disks 2, 2 'and the support bar 3 (not shown) are delivered via corresponding CNC-controlled axes.
  • the support spindle 5 two support disks 2, 2 'are arranged and employed on the shaft part 10 in its central region, so that it is supported at two points between the tips 11 and 14.
  • the support disks 2, 2 ' take over in the central region on the shaft part 10 so to speak partially a support function.
  • the respective pivoting movements or pivot axes are indicated by B1 or B2.
  • Pivot axes is a preferred, non-mandatory embodiment (not shown).
  • FIG. 3 shows a view along the sectional plane AA according to FIG.
  • the second support device not shown in FIG. 2, is shown in FIG. 3 in the form of the support ruler 16.
  • This trained as a support rail support or support ruler 16 has separate support portions 17, 17 'and is employed by two respective CNC-controlled drives to the respective current, straight ground diameter on the shaft part 10.
  • the shaft part 10 lies during its clamping between the tips 11, 14 on the support ruler 16 at the Stützberei- Chen 17, 17 'partially on.
  • the grinding headstock, not shown, the work headstock also not shown, the workpiece headstock 13, the tailstock 15 and the support bar or the support rail 16 with the drives 18, 19 are all mounted on a common machine bed 20.
  • an in-process diameter measuring head 21 is arranged in order to hire the support disks 2, 2 'and the support bar 16 exactly to the shaft part 10 corresponding to the respective actual diameter is at least one of the two ends of the shaft part 10.
  • in-process measuring heads 21, 22 are arranged on both shaft ends. With these measuring heads 21, 22, the respective current diameter of the shaft part during grinding is continuously detectable. The diameter measured values recorded therewith are transmitted to a machine control (not shown). On the basis of these measured values, the machine control continuously controls the support disks 2, 2 'and the support ruler 16 to the shaft part 10 in accordance with the current measured values, namely during the complete grinding process until the finished dimension, ie the final dimension, is reached.
  • FIG. 4 shows a view as shown in FIG. 3, but with the difference that the drivers 12 for the rotary drive of the shaft part 10 are retracted in the finish grinding shown in FIG.
  • the tips 11, 14 and the two support disks 2, 2 'and the support bar 16 on the shaft member 10 permanently employed, ie they touch the shaft member 10 and support it.
  • the drive is not on the workpiece headstock 13, but by the grinding wheel 1 (not shown) and the support disks 2, 2 ', wherein the shaft member 10 still remains fully clamped between the tips 11, 14 during this phase.
  • the two measuring heads 21, 22 are adjacent to the shaft part, so that the current shaft part diameter in the process can be continuously measured and based on these measurements for the respective actual diameter, the support disks 2, 2 'and the support ruler 16 continuously to the exact Target position can be set. Only for loading and unloading shaft parts or workpieces 10 from the grinding machine of the system according to the invention, the tips 11, 14 are retracted, along the displacement axes 23 and 24, so that a finished ground shaft portion 10 can be removed from the grinding machine.
  • the shaft part 10 is in turn clamped between the tips 11, 14 during the entire welding process, the drivers 12 on the workpiece headstock 13 ensuring that the shaft part 10 during the grinding process is rotationally driven.
  • the shaft part according to FIG. 2 only a rotationally symmetrical section which is continuous over the entire length of the shaft part is provided.
  • the shaft part 10 has a collar in its middle region. This collar also has flat surfaces 25, which are also ground with the grinding wheel.
  • the grinding wheel is divided into two partial grinding wheels 30, 30 '.
  • the spacing between the partial grinding wheels, which are both arranged on the grinding spindle 4 is slightly larger than the width of the collar of the shaft part 10 having the piano surfaces 25.
  • the partial grinding wheel 30 has an abrasive coating 31, whereas the partial Schlerf disc 30 'has a Abrasive coating 32 has.
  • the partial grinding wheel 30 additionally has an abrasive coating on its front side, which faces the partial grinding wheel 30.
  • the front side grinding lining 33 provided there serves to grind the collar arranged on the shaft part 10 in its central region with respect to its plane surface 25.
  • the partial grinding wheel 30 ' has such a front side grinding surface, which is then arranged on the front side of the partial grinding wheel 30', which faces the partial grinding wheel 30. So that the plane surface 25 can be ground on the collar of the shaft part 10, it is provided that the grinding wheel 30, 31 and the workpiece 10 or the shaft part 10 perform a relative movement to one another in the longitudinal direction of the shaft part 10.
  • the workpiece headstock 13 with its tip 11 and the tailstock 15 with its tip 14 are automatically moved axially in a CNC-controlled manner. It is thereby achieved that the shaft part 10 with its plan side 25 to the Schleifbe- lay 33 of the Operaschleifprint 30 axially delivered and thereby the plan side 25 can be ground.
  • the grinding of the plan side is at least partially time-parallel.
  • both the rotationally symmetrical peripheral portions as well as the Plan side 25 can be ground completely time-parallel.
  • the axial displacement of the workpiece headstock is effected by a CNC-controlled Z2 axis and the tailstock 15 by a likewise CNC-controlled Z-axis.
  • the sides of the plan is preferably used as a covering CBN.
  • FIG. 6 in a basic representation, which corresponds to that according to FIG. 1, a further exemplary embodiment is shown.
  • the shaft part 10 is again ground by the grinding wheel 1.
  • a support ruler 35 is provided so that the support of the shaft member 10 during grinding ens with permanent clamping between the tips by two support rulers, the support ruler 3 (second support device) and the support ruler 35 (first support device) is reliably supported. Both the support ruler 3 and the support ruler 35 can be adjusted via respective CNC-controlled feed axes 36, 37 not only to the shaft part 10, but also actively tracked to the current one.
  • Both support rulers 3, 35 are designed wear-resistant on their support surface, which is realized in particular by means of a PCD (polycrystalline diamond) - coating.
  • the delivery or tracking of the support rulers 3, 35 to the respective actual diameter of the shaft part 10 is dependent on each other, so that a reliable support of the workpiece 0 during the entire grinding process with permanent clamping between the tips can be realized.
  • Both support rulers 3, 35 form a prism which is approximated to a V-shape by virtue of their employment or tracking relative to one another in relation to the current diameter of the shaft part 10.
  • the non-illustrated driver 12 must also engage on the workpiece to achieve the finished dimension in this embodiment, so that a rotational entrainment of the shaft part 10 is ensured during the entire grinding process.
  • FIG. 7 shows a representation analogous to FIGS. 3 and 4, which shows an appearance according to the sectional plane BB according to FIG.
  • both support rulers 3, 35 each form a partial support for the shaft part 10.
  • the principal function, in which the tips 11, 14 span the workpiece during the entire grinding process, is also realized in this embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Außenschleifen eines Wellenteils (10) mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Zentrierbohrungen aufweisenden Stirnflächen, welche eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils definieren, beschrieben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird während des Schleifens mittels einer Schleifscheibe (1) das zu schleifende Wellenteil (10) zwischen in die Zentrierbohrungen eingreifenden Spitzen (11, 14) gehalten und zusätzlich mittels einer Stützeinrichtung (2, 2', 3, 35) an den rotationssymmetrischen Abschnitten abgestützt. Darüber hinaus werden die aktuellen Durchmesserwerte der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils (10) gemessen und diese Messwerte an einer Steuereinrichtung übermittelt, welche die Stützeinrichtung (2, 2', 3, 35), die rotationssymmetrischen Abschnitte fortlaufend abstützend, den gemessenen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellenteils (10) nachführt. Außerdem wird zur Durchführung des Verfahrens ein aus Schleifmaschine und derartigem Wellenteil (10) bestehendes erfindungsgemäßes System beschrieben. Die zum System gehörende Schleifmaschine weist eine Stützeinrichtung (2, 2', 3, 35) mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung auf, welche relativ zueinander und in Abhängigkeit voneinander verstellbar sind. Mittels der Messvorrichtung (21) werden Messsignale des aktuellen Durchmessers des rotationssymmetrischen Abschnittes des Wellenteils (10) an eine Steuereinrichtung weitergeleitet, auf Basis welcher die erste und die zweite Stützvorrichtung (2, 2', 3, 35) stets dem aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Abschnittes derart nachfahrbar sind, dass das Wellenteil (10) durch die der Schleifscheibe (1) gegenüberliegenden Stützvorrichtungen (2, 2', 3, 35) und bei in Eingriff befindlichen Spitzen (11, 14) doppelt abgestützt ist.

Description

VERFAHREN UND SYSTEM ZUM AUßENSCHLEIFEN VON WELLENTEILEN ZWISCHEN
SPITZEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Außenschleifen eines Wellenteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Zentrierbohrungen aufweisenden Stirnflächen sowie ein System aus Schleifmaschine und einem derartigen Wellenteil.
In der Schleiftechnologie existieren grundsätzlich zwei unterschiedliche Technologien, welche auch unterschiedliche Schleifmaschinen benötigen und deren Schleifverfahren grundsätzlich voneinander abweichen. Dies ist zum einen das Schleifen zwischen Spitzen, bei dem ein zu schleifendes Werkstück während des Schleifens üblicherweise zwischen einer am Werkstückspindelstock angeordneten Spitze und einer am gegenüberliegenden Reitstock angeordneten Spitze gehalten ist. Das Werkstück kann entweder durch die Reibung der werkstückspindel- stockseitigen Spitze im Zentrum oder durch separate Mitnehmer oder durch ein Spannfutter mit ausgleichenden Spannbacken zur Rotation angetrieben werden. Für ein derartiges Schleifen zwischen den Spitzen ist es insbesondere bei längeren und hinsichtlich einer möglichen Durchbiegung eine gewisse Flexibilität aufweisenden Werkstücken erforderlich, diese während des Schleifens an einer oder an mehreren Stellen des Werkstückes mittels Lü netten abzustützen, um beim Schleifen eine angemessen gute Qualität des Schleifergebnisses zu erhalten.
Ein zweites grundsätzliches Schleifverfahren stellt das so genannte Centerless-Schleifen dar. Beim Centerless-Schleifen wird das Werkstück nicht zwischen Spitzen gehalten; es wird vielmehr mittels einer Schleifscheibe und dieser gegenüberliegend einer Regelscheibe zum Schlei- fen bzw. während des Schleifens in Rotation versetzt, wobei im Schleifspalt zwischen der
Schleifscheibe und der Regelscheibe unter dem Werkstück ein so genanntes Stütziineal vorgesehen ist, auf welchem das Werkstück während des Schletfens abgestützt ist. Ein derartiges Centerless-Schleifverfahren ist besonders geeignet für das Außenschleifen von rotationssymmetrischen oder rotationssym metrische Abschnitte aufweisenden Werkstücken, welche für eine Massenfertigung in großen Stückzahlen vorgesehen sind. Der Nachteil beim Centerless- Schleifen besteht darin, dass der Bezug zu einer Zentrierung beim spitzenlosen Schleifen nicht mehr gegeben ist. In DE 10 2008 045 842 B4 sind ein Verfahren und eine Schleifmaschine zum Schleifen von langgestreckten Werkstücken bekannt. Mit dieser bekannten Schleifmaschine bzw. diesem bekannten Verfahren werden langgestreckte rotationssymmetrische Werkstücke durch zwei gegenüberliegende, gleichzeitig angreifende Schleifscheiben geschliffen, wobei durch deren ge- genläufige Rotation das Werkstück gegen eine seitlich im Schleif spalt zwischen den Schleifscheiben angeordnete Stützeinrichtung gedrückt wird. Das Werkstück ist dabei zwischen Spitzen eingespannt, was möglich ist, da sich die Schleifkräfte der gegenüberliegenden Schleifscheiben aufheben. Das Werkstück wird durch die beim Zerspanen auftretenden Kräfte gegen das Stützelement gepresst. Es handelt sich somit um eine passive Abstutzung, weil sowohl die Schleifscheiben als auch das Stützelement gleichförmig zugestellt werden, damit sich die in tangentialer Richtung auf das Werkstück einwirkenden Kräfte gegenseitig aufheben. Die gleichförmige Zustellung von Schleifscheiben und Stützelement ermöglicht keine Reaktion des Systems auf Abweichungen zwischen Soll- und Istdurchmesser. Dadurch sind der erzielbaren Genauigkeit Grenzen gesetzt.
In dem Online-Artikel der Firma mav ist eine Rundschleifmaschine zum Schleifen zwischen Spitzen und zum spitzenlosen Schleifen beschrieben. Die Kombination von einem Schleifen zwischen Spitzen und einem Centerless-Schleifen soll zur erheblichen Reduzierung der Bearbeitungszeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Qualität gegenüber einem Schleifen nur zwischen den Spitzen führen. In der bekannten Maschine wird zunächst beim Schleifen zwischen den Spitzen ein vorgegebener Materialabtrag geschliffen. Um daran anschließend centeriess zu schleifen, wird die Einspannung des Werkstückes zwischen den Spitzen freigegeben und anschließend der Centerless-Schleifprozess durchgeführt. In bekannter Weise wird dabei das Werkstück von der Regelscheibe angetrieben und an jedem Sitz abgestützt. Wenn sich die Zentrierspitzen zum Zwecke des Lösens der Spitzen vom Werkstück zurückziehen, senkt sich das Werkstück auf die im Schleif spalt angeordnete Auflageschiene ab. Auch dabei ist nicht sichergestellt, dass der Bezug zur Zentrierung, welche durch das Aufspannen zwischen den Spitzen vorgegeben ist, erhalten bleibt oder nur innerhalb geringer Toleranzen erhalten bleibt, da während des Schleifprozesses ein Bezugswechsel stattfindet.
Des Weiteren ist in einer Pressemitteilung vom 22. Februar 2006 im Internet ein Artikel bezüglich einer Schleifmaschine„Kronos L dual" beschrieben, bei welcher ebenfalls sowohl das Centerless-Schleifen als auch das Schleifen zwischen Spitzen in einer Maschine möglich ist. Dabei wird jedoch auch das Werkstück zuerst zwischen den Spitzen geschliffen, wonach das Werk- stück aus der Aufspannung zwischen den Spitzen gelöst wird, und das Fertig schleifen mittels konventionellem Centeless-Schleifen durchgeführt wird. Auch dabei wird der Bezug zur Zentrierung beim Übergang vom Schleifen zwischen den Spitzen in ein Centerless-Schleifen aufgege- ben, wodurch Genauigkeitseinbußen verbunden sind, da der oben genannte Bezugswechsel beim Schleifen stattfindet.
Die bekannte Schleifmaschine Kronos L dual wendet beide Schleifverfahren, d.h. das Schleifen zwischen den Spitzen und das Centeriess-Schleifen, auf einer Maschine an. Dabei erfolgt das Vorschleifen zwischen den Spitzen, bei welchem eine saubere zylindrische Außenfläche an den rotationssymmetrischen Abschnitten erzeugt wird. Nach Beendigung des Vorschleifens zwischen den Spitzen werden die Spitzen gelöst, und es schließt sich ein Centeriess-Schleifen an. Beim Centeriess-Schleifen entsteht dadurch ein neuer Bezug des so genannten Zentrums, und zwar über die beim Vorschleifen erzeugten sauberen zylindrischen Flächen der rotationssymmetrischen Abschnitte. Es wird also ein gewisser Erhalt des Zentrums des Werkstückes erreicht, für höchste Qualitätsansprüche reicht dies jedoch nicht, weil das so genannte Zentrum nur insoweit beibehalten wird, als es die beim Vorschleifen erzeugte Genauigkeit der sauberen zylindrischen Flächen der rotationssymmetrischen Abschnitte des Werkstückes ermöglicht.
Mit der bekannten Maschine wird auf jeden Fall nach dem Vorschleifen und dem daran sich anschließenden Lösen der Aufspannung zwischen den Spitzen der Schleifprozess unterbrochen, wenn die Spitzenspannung am Werkstück gelöst wird. Daran schließt sich das dann neu begonnene Centeriess-Schleifen an. Das bedeutet, dass neben dem Bezugswechsel der Be- zugslängsachse des Werkstückes die Schleifzeit verlängert wird.
Andererseits besteht der Nachteil darin, dass durch die klare technologische Trennung zwischen dem Schleifen zwischen den Spitzen und dem Centeriess-Schleifen die Werkstücke während des Schleifens zwischen den Spitzen weder durch das Auflagelineal noch durch die beim Centeriess-Schleifen in der Regel vorhandene Regelscheibe sicher abgestützt sind. Daher können insbesondere bei langen, dünnen Wellen, welche relativ biegsam und labil sind, Schwierigketten beim Schleifen auftreten.
Wenn des Weiteren insbesondere bei langen und dünneren Werkstücken zwischen den Spitzen geschliffen werden soll, ist es üblich, Lünetten zu einer zusätzlichen Abstützung vorzusehen. Dafür ist es jedoch erforderlich, dass entsprechende Lünettensitze angeschliffen werden müssen, bevor die Lünetten an das Werkstück angestellt werden können. Das Anschleifen der Lünettensitze erfordert einen zusätzlichen Zeitaufwand, der umso höher ist, je länger die zu schleifenden Werkstücke sind, weil bei längeren Werkstücken in der Regel mehrere Lünettensitze angeschliffen werden müssen. Selbstzentrierende Lünetten haben die Eigenschaft, dass das Werkstück in den drei Lünettenbacken zentrierend eingespannt wird. Diese Einspannung bei der Abstützung hat den Nachteil, dass an der Stützstelle der Lünette optische Laufspuren am fertiggeschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitt erhalten bleiben.
Ein zusätzliches Problem beim Schleifen zwischen den Spitzen erwächst aus der Tatsache, dass beim Anstellen von mehreren Lü netten diese jeweils einen, wenn auch nur im pm-Bereich liegenden, unterschiedlichen Wärmegang besitzen. Durch diesen unterschiedlichen Wärmegang können zusätzlich Ungenauigkeiten in den Schleifprozess eingetragen werden.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Aus- senschleifen eines rotationssymmetrische Abschnitte aufweisenden Wellenteils sowie ein System aus das Verfahren realisierender Schleifmaschine und einem derartigen Wellenteil bereitzustellen, mittels welcher die Vorteile des Schleifens zwischen den Spitzen, wobei dabei insbesondere die Aufrechterhaltung einer exakten Bezugsachse beim Schleifen eine Rolle spielt, genutzt werden können, um eine hohe Qualität des Schleifergebnisses am geschliffenen Werk- stück realisieren zu können, ohne dass selbst bei bezüglich ihrer Längsachse eine gewisse Flexibilität aufweisenden Werkstücken zusätzliche Lünetten eingesetzt werden müssen.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und Anspruch 11 sowie durch ein aus Schleifmaschine und Wellenteil bestehendes System mit den Merkmalen gemäß Anspruch 17 realisiert. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Aussenschleifen eines Wellenteils, welches rotationssymmetrische Abschnitte und Stirnflächen aufweist, in welchen Zentrierbohrungen eingebracht sind, realisiert. Die Zentrierbohrungen definieren eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils, welche für eine hohe Genauigkeit des Wellenteils nach dem Schleifen noch vorhanden sein muss oder für nachfolgende Bearbeitungsprozesse von entscheidender Bedeutung ist. Dies bedeutet, dass die durch die Zentrierbohrungen definierte Bezugsachse des Wellenteils wahrend der Schleifbearbeitung er- halten bleibt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass während des Schleifens mittels einer Schleifscheibe das Wellenteil zwischen in die Zentrierbohrungen eingreifenden Spitzen gehalten wird und mittels einer eine erste und eine zweite Stützvorrichtung aufweisenden Stützeinrichtung an den rotationssymmetrischen Abschnitten abgestützt wird. Eine Messeinrichtung erfasst Durchmesserwerte der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils. Diese Messwerte werden an eine Steuereinrichtung übermittelt, welche die Stützeinrichtung unter permanentem fortlaufenden Abstützen der rotationssymmetrischen Abschnitte den gemessenen tatsächlichen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellenteils nachführt. Dies stellt eine aktive Anstel- lung der Stützeinrichtung an den aktuellen Durchmesser des gerade geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitts des Wellenteils dar. Schleifbearbeitung ist vorzugsweise im Wesentlichen die gesamte Schleifbearbeitung . Eingeschlossen ist dabei aber auch ein gewisses Anschleifen des Werkstückes bei dessen noch nicht erfolgtem Aufspannen zwischen den Spitzen. Auf jeden Fall wird aber ein wesentlicher Teil des Schleifens einschließlich bis zum Ende des Fertigschleifens zwischen den Spitzen und mit angestellter und dem Schleiffortschritt nachgeführter Stützeinrichtung ausgeführt.
Vorteilhafterweise wird bei diesem Schleifen zwischen den Spitzen durch die AbStützungen und das zeitgleiche Schleifen erreicht, dass Werkstücke mit hoher Qualität in Bezug auf die Maß-, Form- und Lagetoleranzen hergestellt werden.
Zudem werden am Werkstück keine Laufspuren von Lünetten an der Oberfläche zu sehen sein, da die Abstützung am Werkstück in einer entsprechenden Breite ausgeführt ist und keine _Ein- Spannkräfte" wie bei selbstzentrierenden Lünetten auf den Stützsitz wirken.
Das bedeutet, dass der gesamte Schleifprozess ein Schleifen zwischen Spitzen ist und - anders als beim Stand der Technik - gerade kein Centerless-Schleifen sich daran anschließt. Vielmehr wird während des gesamten Schleifens zwischen den Spitzen eine Stützvorrichtung an die rota- tionssymmetrischen Abschnitte angestellt und beim Abtrag an der Schleifstelle dem jeweils aktuellen Durchmesser nachgeführt. Die Stützvorrichtung ist zwar in der Art ausgebildet, wie dies beim Centerless-Schleifen bekannt ist. Gleichwohl handelt es sich bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch nicht um einen Verfahrensschritt des Centerless-Schleifens. Der Einsatz der Stützvorrichtung sichert bei Beibehaltung der Bezugsebene durch permanentes Schleifen zwischen den Spitzen, dass Lünetten nicht mehr erforderlich sind und dass sowohl die Vorteile des Schleifens zwischen Spitzen als auch die Vorteile einer Abstützung, wie sie zumindest dem Grunde nach an das Centerless-Schleifen erinnert, genutzt werden können. Ein Lösen der Aufspannung des Wellenteils zwischen den Spitzen ist jedoch gemäß der Erfindung während keiner Phase des gesamten Schleifvorgangs vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Stützeinrichtung in Form der ersten und der zweiten Stützvorrichtung als eine Stützscheibe bzw. ein Auflagelineal ausgebildet. Die Hauptaufgabe der Stützscheibe besteht darin, dass beim Schleifen zwischen den Spitzen nach Möglichkeit an allen Teilen des Wellenteils eine Abstützung erfolgt, an denen rotationssym metrische Abschnitte vorhanden sind. Das Wellenteil befindet sich zwischen Schleifscheibe und Stützscheibe, wobei der dadurch entstehende Schleifspalt nach unten durch ein Auflagelineal geschlossen wird, auf welchem das Wellenteil während des Schleifens zwischen den Spitzen abgestützt ist. Dadurch erfährt das Wellenteil eine Abstützung zumindest an mittleren Bereichen seiner Länge, bleibt aber während des gesamten Schleifens stets zwischen den Spitzen aufgespannt.
Wester vorzugsweise ist das Wellenteil rotatorisch angetrieben. Dies erfolgt vorzugsweise durch in die Zentrierbohrungen eingreifende Spitzen oder spezielle Mitnehmer oder ein Spannfutter, die an die Geometrie des Werkstückes angepasst sind.
Die Stützscheibe ist nun so ausgebildet, dass, wenn diese an das Wellenteil angestellt ist, zwischen der Stützscheibe und dem Wellenteil kein Schlupf auftritt, d. h., dass Stützscheibe und Welienteil im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufen.
Um optimale Stütz- und Schleifbedingungen während des Schleifens zu erhalten, ist weiter vorzugsweise vorgesehen, dass die Schleifscheibe, das Wellenteil und die Stützscheibe hinsichtlich ihrer jeweiligen Drehzahl geregelt werden. Die Drehzahlregelung kann dazu eingesetzt werden, dass sichergestellt wird, dass zwischen Stützscheibe und Wellenteil kein Schlupf auftritt, andererseits aber die Schleifscheibe optimale Schleifeingriffsbedingungen am Wellenteil erzeugt. Es kann vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass das Wellenteil während des Ferttg- schleifens sowohl durch die Schleifscheibe als auch durch die Stützscheibe angetrieben bzw. gebremst wird. Weiter vorzugsweise ist die Stützscheibe mit einem Belag versehen, welcher in der Art für eine Schleifscheibe ausgebildet ist, wobei die Stützscheibe gegenüber der Schleifscheibe angeordnet ist und dort ihre Stützfunktion ausübt, nämlich das Wellenteil stützt, nicht aber schleift.
Eine weitere Ausführungsform ist, dass die Stützscheibe aus Metall beispielsweise aus Stahl oder Hartmetall hergestellt ist. Dadurch kann die Stützscheibe extrem verschleißfest ausgebildet sein.
Damit die Stützeinrichtung, wie es die Erfindung vorschreibt, den jeweils aktuell gemessenen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellentetls nachgeführt werden kann, erfolgt das Messen der Durchmesserwerte vorzugsweise im Wege einer In-Prozess-Messung . Dadurch kann bei jedem aktuell gemessenen Durchmesser sofort korrigierend auf den Schleifvorgang und damit auf das Schleifergebnis eingewirkt werden.
Um den Durchmesser des Wellenteiles bzw. Werkstückes fortlaufend zu messen, wird der Durchmesser an zumindest einem Ende des Wellenteiles gemessen. Mit diesem Durchmesser- Messwert wird dann der Zustellwert der Schleifscheibe, der Stützscheibe und des Auflagelineals geregelt. Üblicherweise wird das Werkstück aber an deren Durchmessern aber an beiden Wellenenden gemessen. Hierdurch ist es möglich, dass zum einen an beiden Wellenenden der Durchmesser des Werkstückes fortlaufend gemessen werden kann und somit auch durch die Differenz der Messwerte die Konizitätsabweichung am Werkstück ermittelt werden kann.
Um eine exakte Zylinderform oder eine gezielte Konizität am Werkstück herstellen zu können, sind die Schleifscheibe und die Stützscheibe in bevorzugter Ausführungsform bezüglich ihrer Achsen in horizontaler Ebene jeweils CNC-gesteuert automatisch schwenkbar ausgeführt. Um die Stützeinrichtung (AufSagelineal) an das Werkstück anzulegen, weist diese bzw. das Auflagelineal an seinen beiden Enden ZuStelleinrichtungen zur Zustellung an das Werkstück auf, so dass durch unterschiedliche Zustellbeträge das Auflagelineal zur Mittelachse gezielt geneigt werden kann. Somit ist es möglich, dass durch unterschiedliche Zustellbeträge an den Enden das Auflagelineal exakt flüchtend zur Mittelachse des Werkstückes oder gezielt schräg an das Werkstück angestellt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Stützeinrichtung zwei Auflagelineale auf, welche relativ zueinander verstellt werden und in Form eines Prismas ausgebildet sind. Die beiden Aufiageii- neale stellen in diesem Fall die erste Stützvorrichtung und die zweite Stützvorrichtung dar. Als weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Schleifscheibe und das Wellenteil relativ zueinander axial bewegt werden und das WelSenteil dabei zumindest teilweise zeitparalfel am rotationssymmetrischen Abschnitt wie auch an einer Planseite neben einem rotationssymmetrischen Abschnitt geschliffen wird. Gemäß noch einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Außen schleifen eines Wellenteiles mit rotationssymmetrischen Abschnitten und mit an dessen Stirnflächen angebrachten, eine Bezugslängs- und Rotationsachse definierenden Zentrierungen realisiert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird sichergestellt, dass während der Schleifbearbeitung des Wellenteils bis einschließlich zum Ende des Fertigschleifens das mit einer Schleifscheibe geschliffene Wellenteil zwischen die Zentrierungen ergreifenden Spitzen gespannt gehalten, und gleichzeitig werden sowohl eine Auflageschiene als auch eine Regelscheibe oder eine weitere Auflageschiene anstelle der Regelscheibe im steten Eingriff mit dem Wellenteil einem jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser nachgeführt. Im Grunde genommen wird das Wellenteil bzw. Werkstück zumindest während des wesentlichen Teils des Schlerfvorganges mit der Schleifscheibe zwischen Spitzen geharten. Damit die Bezugslängsachse und die Rotationsachse unverändert während des Schleifvorganges bis zum Ende des Fertigschleifens erhalten bleiben, bleibt das Werkstück bzw. Wellenteil permanent zwischen den Spitzen gespannt gehalten. Das Vorsehen einer Regelscheibe und einer Auflageschiene entspricht dem Grunde nach einer Anordnung für ein Centerless-Schleifen. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt jedoch kein Centerless-Schleifen, da das Wellenteil während des Schleifens zwischen Spitzen gespannt gehalten wird. Dennoch sind eine Regelscheibe und eine Auf- lageschiene vorgesehen, um das Wellenteil während des Schleifens auf Spitzen entsprechend abzustützen. Damit ist es möglich, selbst für relativ biegsame bzw. flexible Werkstücke ohne das Vorsehen von Stützlünetten ein Schleifergebnis hoher Genauigkeit zu erreichen. Dies stellt ein überraschendes Ergebnis dar, weil die beiden grundsätzlichen technologischen Schleifverfahren, nämlich das Schleifen zwischen Spitzen und das Centerless-Schleifen bei dem erfin- dungsgemäßen Verfahren nämlich so vereinigt werden, dass beim Schleifen bis hin zum Ende des Fertigschleifens ein Schleifen zwischen Spitzen erfolgt, ohne dass die Spitzen gelöst werden und es - wie es im Stand der Technik bekannt ist - zu einem Übergang zum Centerless- Schleifen kommt. Damit ist ein völlig neuer Weg beim Außenschleifen von Wellenteilen mit rotationssymmetrischen Abschnitten gezeichnet worden. Der prinzipielle Grundaufbau bzw, grundlegende Abiauf des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Regelscheibe oder weiterer Auflageschiene anstelle der Regelscheibe und einer Auflageschiene erinnert zwar dem Grunde nach an ein Centerless- Schleifen, ein solches findet jedoch gemäß der Erfindung nicht statt, weil das Werkstück wah- rend des Schleifens bis zum Ende des Fertigschleifens zwischen Spitzen gespannt gehalten wird. Durch das Vorsehen von einer Auflageschiene und einer Regelscheibe bzw. einer weiteren Auflageschiene anstelle der Regelscheibe ist es möglich, auf Stützlünetten selbst für relativ flexible lange Werkstücke zu verzichten und dennoch eine hohe Genauigkeit derartiger Werkstücke zu erzielen.
Vorzugsweise sind die Regelscheibe und das insbesondere rotatorisch angetriebene Wellenteil im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufend. Durch den sch!upffreien Lauf wird vor allen Dingen erreicht, dass die Regelscheibe eine zuverlässige Abstützfunktion gegenüber den durch die Schleifscheibe in das Wellenteil beim Schleifen eingeleiteten Schlerfkräften darstellt und dass damit die Regelscheibe keinerlei Oberflächenmarkierungen hinterlassen kann, wie dies bei Stützlünetten in der Regel der Fall ist. Denn die Regelscheibe greift an exakt den Stellen an, an denen geschliffen wird.
Um optimale Schleifergebnisse, d.h. eine hohe Qualität der geschliffenen Wellenteile zu errei- chen, werden vorzugsweise die Schleifscheibe, das Wellenteil und die Regelscheibe drehzahlgeregelt. Damit können optimale Drehzahlverhältnisse bezogen auf den Schleifprozess eingestellt werden. Weiter vorzugsweise wird das Wellenteil beim Fertigschleifen durch die Schleifscheibe und durch die Regelscheibe angetrieben, wobei die Schleifscheibe und die Regelscheibe einen Schleifspalt bilden, in welchem das Wellenteil auf der Auflageschiene abgestützt angeordnet ist. Dieser grundsätzliche Aufbau bzw. das damit realisierte Verfahren ist dem beim Centeriess- Schleifen ähnlich, wobei gemäß der Erfindung ein Centeriess-Schteifen überhaupt nicht stattfindet.
Gemäß einer Weiterbildung dieses Aspekts der Erfindung werden die Auflageschiene sowie die anstelle der Regelscheibe vorgesehene weitere Auflageschiene relativ zueinander verstellt, wobei beide Auflageschienen ein Prisma bilden, welches dem jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser als Stützeinrichtung nachgeführt wird.
Vorzugsweise wird der jeweilige aktuelle geschliffene Durchmesser der rotationssymmetrischen Abschnitte mittels einer In-Prozess-Messung gemessen und dabei insbesondere über eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Nachführung an dem geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitt des Wellenteils verwendet. Bei der In-Prozess-Messung kann an einem oder an mehreren Durchmessern des geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnittes gemessen werden. Die so gewonnenen Messwerte werden für die Steuerung der Nachführung eingesetzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das erfindungsgemäße System, welches aus Schleifmaschine und Wellenteil besteht und zum Außenschleifen des Wellenteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen sowie darin eingebrachten, eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils definierenden Zentrierbohrungen versehen ist, eine auf einer Schleifspindel angeordnete, über eine CNC-Achse rotatorisch angetriebene Schleifscheibe, einen Werkstückspindeistock mit einer ersten Spitze und einen Reitstock mit einer zweiten Spitze auf. Das Wellenteil wird mittels der ersten und der zweiten Spitze während des Schleifens aufgespannt bzw. gehalten und um eine damit definierte Bezugslängsachse drehbar angetrieben. Während des gesamten Schleifens ist das Wellenteil permanent gehalten bzw. aufgespannt. Eine Stützeinrichtung mit relativ zueinander verstellbarer erster und zweiter Stützvorrichtung sowie eine Messvorrichtung zur Messung aktueller Durchmesser rotationssymmetrischer Abschnitte des Wellenteils sind im erfindungsgemäßen System vorgesehen. Mittels der Messvorrichtung werden Messsignale vom aktuellen Durchmesser der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils an eine Steuereinrichtung weitergeleitet bzw. sind durch diese wei- terleitbar, wobei auf Basis dieser Messwerte die erste und die zweite Stützvorrichtung stets dem aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Abschnittes, an welchem der aktuelle Durchmesser gerade durch die Messvorrichtung ermittelt worden ist, so nachfahrbar sind, dass das Wellenteii durch die der Schleifscheibe gegenüberliegende Stützvorrichtung und bei in Eingriff befindlichen Spitzen doppelt abgestützt ist.
Das bedeutet, dass während des gesamten Schleifens auch die erste und die zweite Stütz- Vorrichtung nicht nur stets in Kontakt mit dem jeweiligen rotationssymmetrischen Abschnitt des Wellenteils sind, sondern die erste und die zweite Stützvorrichtung dem jeweiligen aktuellen Durchmesser des jeweiligen rotationssymmetrischen Abschnitts nachführbar sind. Unter Nachführen soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass die jeweilige Stützvorrichtung so an den jeweiligen rotationssymmetrischen Abschnitt angestellt wird und diesbe- züglich so gesteuert wird, dass eine optimale Abstützfunktion am Wellenteii gewährleistet ist, der Abstützdruck andererseits aber nicht so hoch ist, dass ein zu großer Reibungswiderstand sich nachteilig auf die einzubringenden Schleifkräfte bzw. das Schleifergebnis insgesamt auswirken. Damit die Reibungskräfte von vornherein niedrig sind bzw. bezüglich des Abstützvorgangs optimiert sind, ist weiter vorgesehen, dass vorzugsweise reibungsvermindernde Oberflä- chenbeläge auf den Stützvorrichtungen angeordnet bzw. vorgesehen sind, die das Werkstück über deren Länge abstützen oder diese teilweise so gestaltet sind, dass nur bestimmte Bereiche der Stützscheibe das Werkstück abstützen.
Vorzugsweise ist die erste Stützvorrichtung eine Stützscheibe, wohingegen die zweite Stützvor- richtung ein Auflagelineal ist. Das Auflagelineal ist dabei so ausgebildet, wie es dem Grunde nach beim Centerless-Schleifen eingesetzt wird.
Gemäß einer Weiterbildung des Systems ist vorgesehen, dass die Schleifscheibe, die Stützscheibe und der das Wellenteii zusammen mit dem Reitstock aufspannende Werkstückspindel- stock jeweils einen eigenständigen CNC-An trieb aufweisen, auf Basis welchen die jeweilige Drehzahl CNC-gesteuert regelbar ist.
Weiter vorzugsweise sitzt die Stützscheibe auf einer Spindel und ist vorzugsweise geteilt ausgebildet, wobei jeder Teil dem aktuellen Durchmesser entsprechender rotatio n ssymm etrische r Abschnitte des Wellenteils unter gleichzeitiger Abstützung dieser rotationssymmetrischen Abschnitte nachführbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist es auch möglich, dass sowohl die erste als auch die zweite Stützvorrichtung jeweils ein Auflagelineal ist, welche Auflagelineale relativ zueinander bei Aus- bildung eines prismenartigen Abstützbereiches am rotationsy m metrischen Abschnitt des Wellenteils bewegbar sind. Und schließlich ist vorzugsweise die Messvorrichtung als eine In-Prozess-Messvorrichtung ausgebildet, mittels welcher aktuelle Durchmesser während des laufenden Schleifens gemessen werden können. Weitere Vorteile und Details der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die nachfolgende Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1: eine prinzipielle Seitenansicht des aus Schleifmaschine und Wellenteil bestehenden
Systems;
Figur 2: eine Draufsicht auf die Schleifmaschine mit Wellenteil gemäß der Erfindung in Blickrichtung X gemäß Figur 1 ; Figur 3: eine Ansicht der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit Wellenteil entlang der
Schnittebene A-A gemäß Figur 2;
Figur 4: eine Ansicht wie gemäß Figur 3, jedoch mit zurückgezogenen Mitnehmern; Figur 5: eine erfindungsgemäße Schleifmaschine mit gegenüber Figur 2 modifiziertem Wellenteil und daran entsprechend angepasster Schleifscheibe in derselben Ansicht wie Figur 2;
Figur 6: eine Seitenansicht wie in Figur 1 mit einer aus zwei Auflagelinealen bestehender
Stützeinrichtung; und
Figur 7: eine Ansicht gemäß der Schnittebene B-B gemäß Figur 6.
In Figur 1 ist in prinzipieller Seitenansicht das erfindungsgemäße System der Schleifmaschine und des Wellenteils bzw. Werkstücks 10 in Seitenansicht dargestellt. Eine in X1 -Richtung zustellbare Schleifscheibe 1 ist im Eingriff mit dem Wellenteil 10. Der Schleifscheibe 1 gegenüberliegend ist eine Stützscheibe 2 vorgesehen, welche entlang einer X2-Zustellachse an das Wellenteil 10 zustellbar und mit diesem in Eingriff ist. Die Stützscheibe 2 stellt eine erste Stützvorrichtung dar. Das Wellenteil 10 seinerseits ist auf einer zweiten Stützvorrichtung in Form eines Stützlineals 3 abgestützt. Das Stützlineal 3 ist ebenfalls über eine CNC-Achse an den jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser des Wellenteils 10 anstellbar. Das bedeutet, dass das Stützlineal 3 dem aktuell geschliffenen Durchmesser stets nachführbar ist. Dieser grundsätzliche Aufbau gemäß Figur 1 sieht zwar auf den ersten Blick einer Anordnung für ein Centeriess-Schleifen ähnlich. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch auf der zum erfindungsgemäßen System gehörigen Schleifmaschine kein Centeriess-Schleifen ausge- führt, da während des gesamten in Figur 1 dargestellten Schleifvorgangs das Wellenteil 10 zwischen Spitzen - in Figur 1 nicht dargestellt - gehalten ist.
Die Schleifscheibe 1 ist auf einer Schleifspindel 4 (nicht dargestellt) montiert, welche von einem ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmotor rotatorisch angetrieben ist. Der Schleifspindelantrieb ist mit einer Drehzahlregelung ausgestattet, welche von einer in Figur 1 der Einfachheit halber ebenfalls nicht dargestellten CNC-Steuerung der Schleifmaschine des erfindungsgemäßen Systems angesteuert wird. Die Zustellachsen X1 für die Schleifscheibe 1 und X2 für die als Stützscheibe 2 ausgebildete erste Stützvorrichtung sind jeweils als CNC-Achsen ausgebildet. Die Stützscheibe 2 ist auf einer Stützspindel 5 (nicht dargestellt), welche ihrerseits von einem eben- falls nicht dargestellten Antriebsmotor drehzahlgeregelt angetrieben wird, aufgesetzt, wobei die Stützspindel 5 auf einem Stützspindelstock (nicht gezeigt) montiert ist, welcher entlang der dargestellten CNC-gesteuerten X2-Achse verfahrbar ist.
Figur 2 stellt die prinzipielle Anordnung des die Schleifmaschine und das Wellenteil umfassen- den erfindungsgemäßen Systems in einer Blickrichtung X gemäß Figur 1 dar. Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass das Wellenteil 10 zwischen einer Spitze 11 eines Werkstückspindelstocks 13 und einer Spitze 14 eines Reitstocks 15 eingespannt ist. Die rotatorische Mitnahme des Wellenteils 10 erfolgt durch einen Mitnehmer 12. Während des gesamten Schleifvorgangs bleibt das Werkstück 10 zwischen den Spitzen 11 , 14 eingespannt. Die Spitze 11 und der Mitnehmer 12 des Werkstückspindelstocks 13 sind durch einen CNC-gesteuerten Motor rotatorisch und drehzahlregelbar angetrieben. Der Mitnehmer 12 sichert nach dem Einspannen des Wellenteils 10 zwischen den Spitzen 11 , 14 durch einen formschlüssigen Eingriff mit dem Wellenteil 10 dessen rotatorische Mitnahme. Gleichzeitig werden die Schleifscheibe 1 des Schleifspindelstocks sowie die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 3 (nicht gezeigt) über entsprechende CNC- gesteuerte Achsen zugestellt. Auf der Stützspindel 5 sind zwei Stützscheiben 2, 2' angeordnet und am Wellenteil 10 in dessen mittlerem Bereich angestellt, sodass dieses an zwei Stellen zwischen den Spitzen 11 und 14 abgestützt ist. Die Stützscheiben 2, 2' übernehmen im mittleren Bereich am Wellenteil 10 sozusagen partiell eine Stützfunktion. Gegenüber dem bekannten Centeriess-Schleifen bzw. der das Centeriess-Schleifen realisierenden Anordnung, bei welcher die dabei vorhandene Regelscheibe über die komplette Werkstücklänge angeordnet ist, da die Regelscheibe beim Centeriess-Schleifen auch eine antreibende oder bremsende Funktion für das Werkstück beim Schleifen übernimmt, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Antrieb des Wellenteils 10 über die an der Werkstückspindel 13 angeordneten Mitnehmer realisiert. Die in Figur 2 dargestellte Stützfunktion der Stützscheiben 2, 2' sichert ein zuverlässiges Schleifen der rotationssymmetrischen Abschnitte bei permanenter Aufspannung zwischen den Spitzen 1 1 , 14, und zwar ohne dass Lünetten vorgesehen werden müssen. Die Stützscheiben 2, 2' sind dabei insbesondere als verschleißarme Scheiben aus gehärtetem Stahl oder aus Hartmetall ausgebildet. An die Stützscheibe werden qualitativ hohe Anforderungen gestellt vor allen Dingen dergestalt, dass sie einen besonders geringen Rundlauffehler aufweist. Andernfalls könnte der Rundlauffehler zu einem verschlechterten Schleifergebnis führen, und zwar trotz der permanenten Aufspannung des Werkstückes bzw. Wellenteils 10 zwischen den Spitzen 11 , 4. Die Auf- nähme des Wellenteils 10 zwischen den Spitzen 11 , 14 bietet ausreichende Steifigkeit, sodass im Bereich der Spitzen 11 , 14 das Wellenteil 10 nicht noch gesondert abgestützt werden muss.
Um eine gezielte Konizität am Werkstück bzw. Wellenteil mittels der Schleifscheibe und/oder der Stützscheibe während des Schleife ns automatisch einstellen bzw. realisieren zu können, sind die Schleifspindel 4 mit der Schleifscheibe 1 und die Stützspindel 5 mit den Stützscheiben 2, 2' jeweils auf einer Schwenkachse montiert, so dass die Spindeln in horizontaler Ebene verschwenkt werden können. Die jeweiligen Schwenkbewegungen bzw. Schwenkachsen sind durch B1 bzw. B2 gekennzeichnet. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, dass am Werkstück eine exakte Zylinderform oder eine gezielte Konizität geschliffen werden kann. Diese Ausführungsform mit den beiden
Schwenkachsen ist eine bevorzugte , nicht zwingende Ausführungsform (nicht dargestellt).
In Figur 3 ist eine Ansicht entlang der Schnittebene A-A gemäß Figur 2 gezeigt. Die in Figur 2 nicht dargestellte zweite Stützvorrichtung ist in Figur 3 in Form des Stützlineals 16 gezeigt. Dieses als Stützschiene ausgebildete Stütz- bzw. Auflagelineal 16 weist gesonderte Stützbereiche 17, 17' auf und wird durch zwei jeweils CNC-gesteuerte Antriebe an den jeweiligen aktuellen, gerade geschliffenen Durchmesser am Wellenteil 10 angestellt. Das Wellenteil 10 liegt während seiner Aufspannung zwischen den Spitzen 11 , 14 auf dem Stützlineal 16 an dessen Stützberei- chen 17, 17' partiell auf. Der nicht dargestellte Schleifspindelstock, der ebenfalls nicht dargestellte Stützspindelstock, der Werkstückspindelstock 13, der Reitstock 15 und das Stützlineal bzw. die Stützschiene 16 mit den Antrieben 18, 19 sind sämtlich auf einem gemeinsamen Maschinenbett 20 montiert. Damit ist die notwendige Steifigkeit gewährleistet, sodass bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen, aus Schleifma- schine und Wellenteil bestehenden Systems die höchstmögliche Genauigkeit für das Wellenteil erzielt werden kann. Um die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 16 genau an das Wellenteil 10 entsprechend dem jeweiligen aktuellen Durchmesser anstellen zu können, ist an mindestens einem der beiden Enden des Wellenteils 10 ein In-Prozess-Durchmesser-Messkopf 21 angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 sind an beiden Wellenenden In-Prozess- Messköpfe 21 , 22 angeordnet. Mit diesen Messköpfen 21 , 22 ist der jeweilige aktuelle Durchmesser des Wellenteils während des Schleifens fortlaufend erfassbar. Die damit aufgenomme- nen Durchmesser-Messwerte werden an eine nicht dargestellte Maschinensteuerung übertragen. Auf Basis dieser Messwerte steuert die Maschinensteuerung die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 16 fortlaufend entsprechend den aktuellen Messwerten an das Wellenteil 10 an, und zwar während des kompletten Schleifprozesses, bis das Fertigmaß, d. h. das Endmaß, erreicht ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. mittels des erfindungsgemäßen Systems ist es möglich, sowohl glatte Wellen als auch sogenannte abgesetzte, d. h. gestufte Wellen zu schleifen. Die Anzahl der die jeweiligen unmittelbaren partiellen Stützstellen definierenden Stützscheiben sowie die entsprechende Ausbildung des Stützlineals kann flexibel je nach Werkstück- form, Werkstückabmessungen und Ähnlichem festgelegt werden. Die Drehzahlen der Stützscheiben 2, 2' und des Werkstückspindelstocks 13 müssen fortlaufend überwacht und gegebenenfalls nachgeregelt werden, da sich während des Schleifens der aktuelle Durchmesser des Wellenteils 10 fortlaufend ändert und zwischen dem Wellenteil 10 und den Stützscheiben 2, 2' kein Schlupf auftreten soll. Da die Durchmesser von Schleifscheibe und Stützscheiben 2, 2' in der Regel unterschiedlich sind, müssen die entsprechenden Umfangsgeschwindigkeiten der Stützscheiben und der Schleifscheibe bezogen auf die Mantelfläche des Wellenteils 10 fortlaufend nachgeregelt werden.
In Figur 4 ist eine Ansicht wie gemäß Figur 3 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass die Mitnehmer 12 für den rotatorischen Antrieb des Wellenteils 10 beim in Figur 4 dargestellten Fertigschleifen zurückgezogen sind. Dabei bleiben erfindungsgemäß die Spitzen 11 , 14 und die beiden Stützscheiben 2, 2' sowie das Stützlineal 16 am Wellenteil 10 permanent angestellt, d.h. sie berühren das Wellenteil 10 und stützen es ab. In diesem Fall erfolgt der Antrieb nicht über den Werkstückspindelstock 13, sondern durch die Schleifscheibe 1 (nicht dargestellt) und die Stützscheiben 2, 2', wobei das Wellenteil 10 dennoch auch während dieser Phase vollständig zwischen den Spitzen 11 , 14 eingespannt bleibt. Auch in diesem Fall sind die beiden Messköpfe 21 , 22 am Wellenteil anliegend, so dass der aktuelle Wellenteildurchmesser im Prozess fortlaufend gemessen werden kann und auf Basis dieser Messwerte für die jeweiligen aktuellen Durchmesser die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 16 fortlaufend an die exakte Sollpositi- on angestellt werden können. Lediglich zum Beladen und Entladen von Wellenteilen bzw. Werkstücken 10 aus der Schleifmaschine des erfindungsgemäßen Systems werden die Spitzen 11 , 14 zurückgezogen, und zwar längs der Verschiebeachsen 23 bzw. 24, so dass ein fertiggeschliffenes Wellenteil 10 aus der Schleifmaschine entnommen werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5, deren prinzipielle Anordnung derjenigen gemäß Figur 2 entspricht, ist wiederum während des gesamten Schfeifprozesses das Wellenteil 10 zwischen den Spitzen 11 , 14 eingespannt, wobei die Mitnehmer 12 am Werkstückspindelstock 13 dafür sorgen, dass das Wellenteil 10 während des Schleifprozesses rotatorisch angetrieben ist. Auf der Stützspindel 5 sind wiederum zwei Stützscheiben 2, 2' angeordnet, welche das Wellenteil 10 in dessen mittlerem Bereich auf der dem Schleifscheibeneingriff gegenüberliegenden Seite abstützen. Bei dem Wellenteil gemäß Figur 2 ist lediglich ein über die gesamte Länge des Wellenteils durchgängiger rotationssymmetrischer Abschnitt vorgesehen. Demgegenüber weist das Wellenteil 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 einen Bund in dessen mittle- rem Bereich auf. Dieser Bund weist zusätzlich Planflächen 25 auf, welche ebenfalls mit der Schleifscheibe geschliffen werden. Wegen der Anordnung eines Bundes im mittleren Bereich des Wellenteils 10 ist die Schleifscheibe in zwei Teilschleifscheiben 30, 30' aufgeteilt. Der Abstand zwischen den Teilschleifscheiben , welche beide auf der Schleifspindel 4 angeordnet sind, ist geringfügig größer als die Breite des die Pianflächen 25 aufweisenden Bundes des Wellen- teils 10. Die Teilschleifscheibe 30 weist einen Schleifbelag 31 auf, wohingegen die Teilschlerf- scheibe 30' einen Schleifbelag 32 aufweist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Teilschleifscheibe 30 zusätzlich einen Schleifbelag an ihrer Stirnseite auf, welche auf die Teilschleifscheibe 30 weist. Der dort vorge- sehene Stirnseitenschleifbelag 33 dient dazu, den am Wellenteil 10 in dessen mittlerem Bereich angeordneten Bund bezüglich seiner Planfläche 25 zu schleifen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass auch die Teilschleifscheibe 30' einen derartigen Stirnseitenschleifbelag aufweist, welcher dann an der Stirnseite der Teilschleifscheibe 30' angeordnet ist, welche auf die Teilschleifscheibe 30 weist. Damit die Planfläche 25 an dem Bund des Wellenteils 10 geschliffen werden kann, ist es vorgesehen, dass die Schleifscheibe 30, 31 und das Werkstück 10 bzw. das Wellenteil 10 eine Relativbewegung zueinander in Längsrichtung des Wellenteils 10 ausführen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 sind der Werkstückspindelstock 13 mit dessen Spitze 11 sowie der Reitstock 15 mit dessen Spitze 14 CNC-gesteuert automatisch axial verfahrbar. Dadurch wird erreicht, dass das Wellenteil 10 mit seiner Planseite 25 an den Schleifbe- lag 33 der Teilschleifscheibe 30 axial zugestellt und dadurch die Planseite 25 geschliffen werden kann. Das Schleifen der Planseite erfolgt dabei zumindest teilweise zeitparallel. Es ist jedoch auch möglich, dass sowohl die rotationssymmetrischen Umfangsabschnitte wie auch die Planseite 25 komplett zeitparallel geschliffen werden. Bei in axialer Richtung nicht verstellbarem Werkstückspindelstock 13 bzw. Reitstock 15 kann dagegen gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform auch die Schleifspindel 4 mit ihren Teilschleifscheiben 30, 30' axial verschoben werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 wird die axiale Verschiebung des Werkstückspindelstockes durch eine CNC-gesteuerte Z2-Achse und des Reitstockes 15 durch eine ebenfalls CNC-gesteuerte Z -Achse bewirkt. Für das Schleifen der Planseiten wird vorzugsweise als Belag CBN eingesetzt.
In Figur 6 ist in prinzipieller Darstellung, welche der gemäß Figur 1 entspricht, ein weiteres Aus- führungsbeispiel gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Wellenteil 10 wiederum durch die Schleifscheibe 1 geschliffen. Anstelle der ersten Stützvorrichtung in Form einer Stützscheibe ist ein Stützlineal 35 vorgesehen, so dass die Abstützung des Wellenteils 10 während des Schleif ens bei permanenter Aufspannung zwischen den Spitzen durch zwei Stützlineale, das Stützlineal 3 (zweite Stützvorrichtung) und das Stützlineal 35 (erste Stützvorrichtung) zuver- lässig abgestützt ist. Sowohl das Stützlineal 3 als auch das Stützlineal 35 sind über jeweilige CNC-gesteuerte Zustellachsen 36, 37 nicht nur an das Wellenteil 10 anstellbar, sondern dem aktuellen gemessen aktiv nachführbar. Beide Stützlineale 3, 35 sind an ihrer Abstützfläche verschleißfest ausgeführt, was insbesondere mittels einer PKD (polykristallinen Diamant)- Beschichtung realisiert wird. Die Zustellung bzw. Nachführung der Stützlineale 3, 35 an den jeweiligen aktuellen Durchmesser des Wellenteils 10 erfolgt in einer Abhängigkeit voneinander, damit eine zuverlässige Abstützung des Werkstückes 0 während des gesamten Schleifprozesses bei permanenter Aufspannung zwischen den Spitzen realisiert werden kann. Beide Stützlineale 3, 35 bilden durch ihre in Abhängigkeit zueinander erfolgende Anstellung bzw. Nachführung zu dem aktuellen Durchmesser des Wellenteils 10 ein einer V-Form angenähertes Prisma. Die nicht eingezeichneten Mitnehmer 12 müssen zum Erreichen des Fertigmaßes bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls am Werkstück mit eingreifen, so dass während des gesamten Schleifvorganges eine rotatorische Mitnahme des Wellenteils 10 gewährleistet ist.
Figur 7 schließlich stellt eine zu den Figuren 3 und 4 analoge Darstellung dar, welche eine An- sieht gemäß der Schnittebene B-B gemäß Figur 6 zeigt. In dieser Figur 7 ist dargestellt, dass beide Stützlineale 3, 35 jeweils eine partielle Abstützung für das Wellenteil 10 bilden. Die prinzipielle Funktion, bei welcher die Spitzen 11 , 14 während des gesamten Schleifprozesses das Werkstück aufspannen, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel realisiert. Bezugszeichenliste
1 Schleifscheibe
2, 2' Stützscheibe
3 Stützlineal
4 Schleifspindel
5 Stützspindel
10 Wellenteil/Werkstück
11 Spitze Werkstückspindelstock
12 Mitnehmer
13 Werkstückspindelstock
14 Spitze Reitstock
15 Reitstock
16 Stützlineal
17, 17' Stützbereich
18, 19 Antrieb
20 Maschinenbett
21 , 22 In-Prozess-Durchmesser-Messkopf
23 Verschiebeachse
24 Verschiebeachse
30, 30' Teilschleifscheibe
31 Schleifbelag Teilschleifscheibe 30
32 Schleifbelag Teiischleifscheibe 30'
33 Stirnseitenschleifbelag
35 StützJineal
36 CNC-Achse
37 CNC-Achse

Claims

■ΓΤΗΐΤ1 anspräche
Verfahren zum Außen schleifen eines Wellenteiles (10) mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen, in welchen Zentrierbohrungen eingebracht sind, welche eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils (10) definieren,
dadurch gekennzeichnet, dass
während des Schleifens bis zum Ende des Fertigschleifens mittels einer Schleifscheibe (1) das Wellenteil (10) zwischen in die Zentrierbohrungen eingreifenden Spitzen (1 1 ; 14) gehalten wird und mittels einer Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung an den rotationssymmetrischen Abschnitten abgestützt wird, wobei eine Messeinrichtung (21 ) eine In-Prozess-Messeinrichtung ist und Durchmesserwerte der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils (10) misst, diese Messwerte an eine Steuereinrichtung übermittelt und diese Steuereinrichtung auf Basis dieser Messwerte die Zustellung der Schleifscheibe und die Stützeinrichtung, die rotationssymmetrischen Abschnitte fortlaufend abstützend, den gemessenen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Welienteiles (10) aktiv nachführt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung 2, 2'; 3; 35) als die erste und die zweite Stützvorrichtung eine Stützscheibe (2, 2') und ein Auflagelineal (3; 35) oder eine erste und eine zweite Auflageschiene aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil (10) rotatorisch angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2, 2') und das Wellenteil (10) im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1 ), das Wellenteil (10) und die Stützscheibe (2, 2') hinsichtlich ihrer jeweiligen Drehzahl geregelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil beim Fertig schleifen durch die Schleifscheibe (1 ) und die Stützscheibe (2, 2') angetrieben/gebremst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2, 2') mit einem Belag in der Art einer Schleifscheibe ausgebildet ist, gegenüber der Schleifscheibe (1) angeordnet ist und dort das Wellenteil (10) stützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Durchmesserwerte mittels zumindest zweier Messeinrichtungen (21 ; 22) erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (2, 2'; 3;
35) zwei Auflagelineale (3; 35) aufweist, welche relativ zueinander verstellt werden und in Form eines Prismas ausgebildet sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1 ) und das Wellenteil (10) relativ zueinander axial bewegt werden und das Wellenteil (10) dabei zumindest teilweise zeitparailel am rotationssymmetrischen Abschnitt und an einer Planseite (25) geschliffen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe als Regelscheibe ausgebildet ist und das rotatorisch angetriebene Wellenteil im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufen, wobei insbesondere die Schleifscheibe (1 ), das Wellenteil (10) und die Regelscheibe drehzahlgeregelt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil (10) beim Fertigschleifen durch die Schleifscheibe (1) und die Regelscheibe angetrieben wird, wobei die Schleifscheibe (1 ) und die Regelscheibe einen Schleifspalt bilden, in welchem das Wellenteil auf der Auflageschiene abgestützt angeordnet ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beide Auflageschienen relativ zueinander verstellt werden und ein Prisma als dem jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser nachgeführte Stützeinrichtung bilden. 14. System aus Schleifmaschine und Wellenteil (10) zum Außenschleifen des Wellenteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen mit darin eingebrachten, eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils (10) definierenden Zentrierbohrun- gen, mit einer auf einer Schleifspindel (4) angeordneten, über eine CNC-Achse rotatorisch angetriebenen Schleifscheibe (1 ), mit einem Werkstückspindelstock (13) mit einer ersten Spitze (11 ) und mit einem Reitstock (15) mit einer zweiten Spitze (14), wobei mittels der ersten und der zweiten Spitze (11 ; 14) das Weilenteil (10) während des Schleifens um ei- ne damit definierte Bezugslängsachse drehbar angetrieben und permanent gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung, welche relativ zueinander verstellbar sind, und eine Messvorrichtung vorgesehen sind, mittels welcher Messsignale vom aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Ab- Schnittes des Wellenteils (10) an eine Steuereinrichtung weiterleitbar sind und auf Basis welcher die erste und die zweite Stützvorrichtung stets dem aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Abschnittes bis auf Fertigmaß. so nachfahrbar sind, dass das Wellenteil (10) durch die der Schleifscheibe (1 ) gegenüberliegenden Stützvorrichtungen (2, 2'; 3; 35) und bei während des gesamten Schleifprozesses in Eingriff befindlichen Spit- zen (11 ; 14) doppelt abgestützt ist. 5. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stützvorrichtung ein
Auflagelineal (3) ist. 16. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stützvorrichtung eine Stützscheibe (2, 2') oder ein weiteres Auflagelineal (35) ist.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1 ), die
Stützscheibe (2, 2') und das Wellenteil (10) jeweils CNC-gesteuert drehzahlregelbar sind.
18. System nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2, 2') auf einer Spindel (5) sitzt und geteilt ist und jeder Teil dem aktuellen Durchmesser entsprechender rotationssymmetrischer Abschnitte des Wellenteils (10), diese abstützend, nachfahrbar ist.
19. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stützvorrichtung ein weiteres Auflagelineal (35) ist, welches relativ zum Auflagelineal (3) unter Ausbildung eines prisma-artigen Abstützbereiches am rotationssymmetrischen Abschnitt des Wellenteils (10) bewegbar ist.
20. System nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine In-Prozess-Messvorrichtung ist. System nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkstückspindelstock (13) Mitnehmer (12) vorhanden sind, mittels welchen das Wellenteil (10) rotatorisch mitnehmbar ist und welche vom Eingriff am Wellenteil (10) lösbar sind.
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