WO2005046936A1 - Geteiltes schleifwerkzeug - Google Patents

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WO2005046936A1
WO2005046936A1 PCT/EP2004/011216 EP2004011216W WO2005046936A1 WO 2005046936 A1 WO2005046936 A1 WO 2005046936A1 EP 2004011216 W EP2004011216 W EP 2004011216W WO 2005046936 A1 WO2005046936 A1 WO 2005046936A1
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WO
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grinding
grinding tool
parts
width
adjusting
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/011216
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Junker
Original Assignee
Bsh Holice A.S.
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Publication date
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Priority to BRPI0416500-4A priority patent/BRPI0416500A/pt
Priority to JP2006538675A priority patent/JP4667387B2/ja
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Priority to CA2545633A priority patent/CA2545633C/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • B24D5/066—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental with segments mounted axially one against the other
    • 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
    • B24B5/06—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 internally
    • B24B5/10—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 internally involving a horizontal tool spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/18—Wheels of special form

Definitions

  • the invention relates to a grinding tool which consists of at least two parts.
  • Grinding tools in which several, in particular also different thickness grinding wheels are braced together to form a grinding wheel, are known for example from DE 41 03 090 Cl.
  • Such grinding wheel packages are used in particular where contours are to be ground, wherein the contours are then assembled by means of correspondingly part-profiled individual grinding wheels to form a corresponding overall package adapted to the contour to be ground.
  • the width to be ground can also be directly influenced. However, this is always associated with a considerable structural changeover.
  • the actual storage area i. the peripheral area ground simultaneously with the side shoulders or plane surfaces.
  • both the peripheral portion and the side portion thereof are engaged.
  • the above-mentioned problem occurs that the side portions wear out faster than the peripheral surface.
  • the grinding wheels can be dressed, the grinding wheels are usually not dressed on the plan side, but only on the circumference (see FIG. 8a: example of a lateral radius on the grinding wheel).
  • CBN / DIA grinding wheels with CBN, / diamond or similar abrasives
  • CBN / DIA grinding wheels with CBN, / diamond or similar abrasives
  • plan-side dressing required also with these CBN / DIA grinding wheels also leads to a reduction in the width of the grinding wheel and thus to a deviation of the width of the bearing from the specified value when working in EinstechschleifVerfahren without lateral offset of the grinding wheel or the workpiece.
  • the plan shoulders are sanded one after the other in the storage area to be ground. This in turn results in much higher processing times and processing costs.
  • a grinding tool with which actual dimensional deviations or changes in the width to be ground width without partial or complete replacement of the grinding tool can be compensated or possible.
  • a grinding tool is to be created, which simultaneously grinds at a plurality of engagement surfaces, in particular during plunge grinding, and with which machining-related wear and associated otherwise occurring actual dimensional deviations in the width direction of the grinding tool can be compensated.
  • the grinding tool has at least two detachably interconnected parts, which form a grinding wheel-like body in the connected state.
  • Grinding wheel-like body has an interrupted grinding surface on its peripheral area.
  • the two releasably interconnected parts are adjustable relative to one another with an adjusting mechanism and fixable in the respective adjustment that the grinding wheel-like body is adjustable with respect to its grinding width.
  • the width adjustment can be carried out so that, for example, for a piercing process to be ground, the grinding width is adjustable to a maximum of twice the abrasive pad thickness.
  • Width adjustability the grinding tool according to the invention over the complete contour including the flat surfaces after the
  • Width adjustment to a substantially same level, z. B. 10 microns, are trained. This uniform dressing makes it possible, on the one hand, to always restore the dimensional accuracy of the grinding tool by dressing and to maintain the actual dimension between the plane shoulders. On the other hand, after dressing a beyond
  • the grinding width of the grinding tool according to the invention by means of the adjusting mechanism is infinitely adjustable. Due to this infinitely variable adjustability of the width of the grinding tool, it can be advantageously achieved that, depending on the grain size of the coating of the grinding tool, the always optimum dressing size over the entire grinding range, i. can be dressed on all surfaces to be ground, so that after dressing a dimensionally accurate and accurate grinding wheel is created.
  • the grinding wheel-like body ie the grinding tool according to the invention, is provided with a grinding surface on at least one but preferably on both of its outer side surfaces.
  • a grinding surface can be provided, for example, by applying an abrasive coating on the peripheral side of the abrasive tool and at least partially into the lateral surfaces around the outer edges of the circumferential region.
  • a peripheral region and a shoulder can advantageously be used, for example during plunge grinding grinding of two grinding surfaces on the grinding tool or, for example, at a bearing point, a peripheral region and two spaced planar surfaces.
  • the width adjustability of the grinding tool it is possible to adjust the grinding tool by the amount required to compensate the grinding wheel wear by the dressing grinding operations.
  • the grinding tool with its two parts abrasive in the form of CBN / DIA coating, wherein the two parts of the grinding tool are either completely or partially or partially coated with abrasive coating.
  • the two, the grinding wheel-like body forming parts on their inner, ie facing each other axial sides each have conforming teeth, which are also referred to as face gears.
  • the two releasably interconnected parts can be adjusted relative to each other in the grinding tool according to the invention, whereby the grinding width to be ground with the grinding tool is changed.
  • the two parts are guided together so that they remain centered to each other and at the same time preclude during the grinding process to avoid movement against each other.
  • a cylindrical guide is preferably provided outside of the adjustment / adjustment units, in which respect occurring forces are taken over by adjusting screw-related contact forces.
  • the teeth which realize an engagement of the two parts forming the divided grinding wheel-like body, furthermore have surfaces, which are preferably arranged in planes extending substantially perpendicular to the axis of rotation of the grinding tool. This means that these surfaces form edges which extend circumferentially on the grinding tool over a certain distance, but not over the entire circumference. It is preferred if these surfaces of the teeth are arranged in planes which extend inclined to the axis of rotation of the grinding tool. In such a case, these lying to each other, the division of the grinding tool performing dividing edges in plan view of the peripheral surface of the grinding tool obliquely to the circumferential direction, but without reaching from one side edge of the grinding tool to its opposite, lying in the other part outer edge.
  • separating edges ensures that during the grinding process, the free gap between the two grinding wheel parts, ie the parting line, on which or on which no abrasive grains are arranged, are minimized in terms of whose or their extension to the extent. Due to the oblique arrangement of these edges on the parting lines their distance from one another in the circumferential direction is relatively low, so that the grains lying on the edge in the grinding process at the moment in which they participate in the grinding process, compared to the other grains only slightly increased loads have to take up.
  • mutual overlaps it is to be understood that with respect to this circumferential line, each of the parts of the grinding tool has an area in which the toothing overlaps this imaginary peripheral line, followed by an area in which the circumferential line is engaged. That is, the teeth extend substantially over the entire radial extent of the flat surfaces of the grinding tool to its outer periphery.
  • the other part In the area in which the one part engages under the peripheral line, the other part has a correspondingly designed cross-toothing, which is designed to be congruent with the undergrip. In this way, it is ensured that when adjusting the two parts of the grinding tool relative to each other to achieve a greater width up to about 175% of the original, smallest possible width, which can be ground with the grinding tool in the grinding insert over the entire width always Abrasive is brought into engagement with the surface to be ground, even in the areas in which the actual parting line is formed. Because the parting line runs at most sections in a plane perpendicular to the axis of rotation of the S chleiftechnikmaschinemaschinemaschines.
  • the shape of the teeth forming the overlaps on the outer circumference is stair-shaped, trapezoidal, sawtooth-like, pointed-tooth-like or a combination thereof with respect to the imaginary circumferential line.
  • the teeth are wave-shaped, wherein different Wellenforrnen are possible. It only needs to be taken care that the two together to the Grinding tool connected parts are reliably centered and fixed relative to each other even during or after their adjustment.
  • the grinding wheel-like body is preferably formed as a split grinding wheel and if this grinding wheel has grinding areas both on the peripheral area and on its two side areas, a desired width dimension to be ground can be ground in a piercing grinding operation due to the adjustability become.
  • the higher wear on the flat surfaces which leads to a falling below a predetermined nominal size, can be readjusted or compensated, so that the grinding tool according to the invention can be used again while maintaining the required length dimension, for example between the face shoulders of such bearing.
  • a longer tool life can be achieved with the same grinding time.
  • the tool costs of the grinding process can thus be significantly reduced. The latter is especially true because CBN / DIA-equipped grinding wheels still represent a significant cost factor.
  • the adjusting mechanism for adjusting and fixing the two parts relative to each other at least three adjustment / adjustment units, which are arranged circumferentially spaced on the grinding tool on one side at substantially the same angle.
  • one of the two grinding tool - forming parts is fixedly arranged on a drive spindle, whereas the second part, on which the adjusting / adjustment units are arranged, against the fixedly mounted on the spindle first part is slidably mounted or adjustable.
  • a centering device in particular a centering collar is provided by means of which or in each Boothneinstellposition a reliable centering of both parts of the grinding tool is guaranteed to each other.
  • a centering of the grinding tool according to the invention on the spindle nose is required. This can be done by different systems that are already known. Here, for example, this centering can be done by a cone, a Dreiticianaufiiahme according to DE 33 22 258 AI or DE 34 05 556 Cl or a bore with "close" fit.
  • the setting / adjustment units are preferably arranged as far as possible outside in the direction of the outer periphery of the grinding tool according to the invention, so that when adjusting the grinding width to be ground and the adjustment made after the adjustment of the two grinding wheel parts to each other a spread of these parts is avoided , If, however, certain fine-scale deviations of the concentricity properties of the two grinding wheel parts should occur with each other during a bracing, then these are reliably compensated by a dressing process carried out in each case after the adjustment has been made.
  • the dressing thus not only serves to produce a cutting-smooth grinding wheel, as is common practice and known, but also serves to generate the best possible dimensional and concentricity properties after adjustment and clamping of the two grinding wheel parts to each other, so that after an adjustment and completed dressing the invention addressedver ause, ie split abrasive tool behaves substantially the same as an undivided grinding wheel in terms of its grinding properties.
  • the teeth are preferably arranged so that they do not touch with their substantially radially extending side edges.
  • the non-positive connection of the two grinding wheel parts is in any case designed so that a reliable torque transmission is possible without a relative movement to each other in or against the direction of rotation is possible.
  • Another advantage of a non-positive clamping of the two grinding wheel parts together is that the manufacturing accuracy of the teeth can be relatively low, since they form no guide surfaces of the parts in their adjustment relative to each other and not contribute to the torque transmission.
  • the adjusting mechanism or the adjusting / adjusting units are mechanically operated manually.
  • the mechanical design and manual adjustability has the advantage that the structure of the adjustment is thereby relatively simple and inexpensive.
  • the setting / adjustment units are automatically actuated. In such a case, the complexity of the grinding tool and thus its cost is increased.
  • the automatic operation offers significant advantages to compensate for wear-related grinding width deviations of the grinding tool during the non-productive process. In these non-productive times, the grinding wheel is not in the active grinding process.
  • the automatic operation of the adjustment / adjustment units has decisive advantages in a complex automation of the grinding process.
  • For measuring sensors are preferably present, which make a permanent monitoring of the width to be ground on the workpiece and generate a relevant signal, which is recordable and evaluable. On the basis of these records, a width readjustment of the width-adjustable grinding tool then takes place.
  • a width readjustment of the width-adjustable grinding tool then takes place.
  • a EinstechschleifVorgang in which grinding surfaces are also present on the respective outer side surfaces, so that is an improvement Given accuracy of the workpiece and the life or the usability of such a grinding tool according to the invention.
  • a scale is preferably provided by means of which it is possible to read how far apart the two parts forming the grinding tool are from each other.
  • the teeth have in their radially formed planes to each other no guiding function and the two grinding wheel parts are formed so that their relative displacement to each other in the smallest possible width of the grinding tool are still formed in the interior spaces between the two grinding wheel parts are in the interior of the split grinding wheel tool channels exist, which extend substantially from the region of attachment of the grinding tool to the spindle to directly in the grinding area on the abrasive coating.
  • these gaps or channels coolant is passed directly into the immediate grinding area.
  • coolant is preferably introduced under pressure into the grinding tool according to the invention and is deflected in the interior spaces and either there under pressure or by the prevailing as a result of rotation of the grinding tool centrifugal action or as a result of both effects in the interior of the divided grinding tool in the direction of the outer circumference and is thus passed directly to the immediate grinding area.
  • the centering of the two grinding wheel parts which serves a centered orientation of the two grinding wheel parts to each other, circumferentially preferably formed only in sections on a collar, so that there are sufficiently large channels or spaces for transporting the cooling liquid inside the grinding tool according to the invention.
  • FIG. 1 shows an inventive grinding tool according to a first embodiment in a sectional view along a section line A-A in Fig. 2.
  • Figure 2 is a side view of the grinding tool according to Figure 1 looking towards the Eü stell- / adjustment units.
  • Figure 3 is a partial sectional view of a non-positively acting adjustment / adjustment device in a clamped (fixed position) state;
  • FIG. 4 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 viewed in the direction of the peripheral region of the grinding tool according to the invention
  • Figure 5 shows another embodiment in the direction of view of the peripheral region of the grinding tool according to the invention with obliquely extending joints of the teeth;
  • Figure 6 shows yet another embodiment in the direction of view of the peripheral region of the grinding tool according to the invention with wave-shaped parting line
  • Figure 7 is a schematic representation of the dressing process of a conventional one-piece grinding wheel with a cup-shaped Abrichtrad
  • FIG. 8a shows the dressing conditions according to FIG. 7 in an enlarged view
  • FIG. 8b shows the dressing conditions for a width-adjustable grinding tool according to the invention in the same size representation as FIG. 8 a);
  • Figure 9 is a schematic representation of the engagement conditions during the piercing operation on a flat shoulder.
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment similar to that according to FIG. 1, in which cooling fluid is conducted via inner channels between the two grinding wheel parts to the immediate grinding area.
  • FIG. 1 shows a half-sectional view of the inventive grinding tool 1 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • Grinding spindle 2 is provided, at one end, which also as
  • the spindle nose is called, a first part 5, also referred to as the base body, plugged and fixed in position.
  • the fixation of this part 5 also takes place in a conventional manner by means of a clamping flange.
  • a clamping flange 3 secures a plurality of circumferentially distributed clamping screws 4 a non-positive position fixing the part 5 on the grinding spindle 2.
  • the grinding tool 1 according to the invention has another part 7, which is designed as a sliding body and with respect to the part 5 by means of an adjustment so is adjustable, that the effective grinding width, which can be achieved with the grinding tool according to the invention, is adjustable.
  • Both the part 5 and the part 7 have a CBN abrasive coating 6 in their circumferential direction.
  • Both outwardly facing side surfaces 9, 10 of the abrasive body according to the invention, ie in Figure 1, the left side surface 9 of the fixed part 2 on the spindle 2 and the right outer side 10 of the relatively movable part 7, are also with . provided such an abrasive coating. Due to the division of the grinding tool in the width direction, grinding portions 6A and 6B of the two parts 5 and 7 in the circumferential direction and grinding portions 6C and 6D of the two parts 5 and 7 are provided in the side surfaces 9, 10, respectively.
  • the part 7 is provided by means of three adjustment / adjustment units 11, 23, which are arranged in the circumferential direction at an equal angle, preferably 120 degrees, based on an adjusting screw 23, spaced from each other.
  • the adjustment / adjustment units 11, 23 are mechanically adjustable by means of a set screw 23.
  • the part 7 is centered on an outer centering shoulder 8, which is also referred to as a centering collar, so that the grinding surfaces 6A and 6B are always arranged on the circumferential side of the grinding tool at the same circumferential level.
  • This radially as far outside as possible Implementszentritation is realized via a match of a few micrometers, over which good concentricity properties of the rotating in the grinding process at high speeds grinding tool according to the invention can be achieved.
  • this outer centering shoulder 8 Due to the relatively high centrifugal forces of the rotating grinding tool, this outer centering shoulder 8 is arranged outside the adjusting / adjusting units 11, 23. In such an external centering is on the inner collar, ie the inner Zentrierbund 14 a game of, for example, 0.3 mm provided.
  • the adjusting screws 23 of the adjusting / adjusting units 11, 23 are each supported on an abutment surface or plane surface 24 of the part 5 of the grinding tool.
  • the adjusting screw 23 is provided with a scale 11. Adjusting screw 23 is set to the same scale value for adjustment for each of the adjustment / adjustment units to set the grinding wheel to the desired width to ensure that the grinding tool remains centered and balanced in mass with each adjustment.
  • the grinding tool when plunge grinding after repeated grinding of bearings, the grinding surfaces 6C and 6D have experienced a wear out of the grinding tolerance measure, by adjusting the screw 23 by a certain scale value on the scale 11, the grinding tool can be adjusted in its width. As a result, the grinding tool is again fully usable for further grinding operations, without the need for a new grinding wheel or parts of it must be replaced, which is usually then dressed.
  • the clamping of the part 7 on the grinding tool relative to the part 5 by tightening a clamping screw 12, which is located in the interior of the screw 23 on the same center axis.
  • Clamping screws 13 serve that the part 7 of the grinding tool, which is arranged relative to the part 5 is relatively displaceable, in
  • FIG. 2 shows a side view of the grinding tool according to the invention from the side of the part 7 to the adjusting / adjusting units 11, 23. Shown therein is the section line A-A, which forms the basis for the half-sectional view of FIG. Circumferentially at an angle of 120 °, three adjustment / adjustment units 11, 23 are arranged, which have in their interior a clamping screw for fixing the position of each set width of the grinding tool according to the invention. On the same circumference are clamping screws 13, which serves to eliminate existing in the screw 23 relative to the part 7 in the thread game. That by means of the clamping screws 13 is finally achieved backlash in the threads of the setting / adjustment units.
  • FIG. 3 shows a partial sectional view on an enlarged scale of the setting / adjusting unit.
  • the adjusting screw 23 By means of the adjusting screw 23, the distance of the relatively movable grinding wheel parts 5 and 7 is adjusted.
  • the adjusting thread is designed as a fine thread with small pitches, so that a very accurate adjustment of the respective grinding wheel width is possible. These threads are at least turned or ground.
  • a scale 11 is provided, via which the actually set width of the grinding wheel is accurately read.
  • the adjusting screw 23 is supported on the abutment surface 24, not shown in FIG. 3.
  • the adjusting screw 23 by turning the adjusting screw 23 the distance between the two parts 7 and 5 to each other and thus the grinding wheel width is adjusted adjustable.
  • the clamping screw 12 By means of the clamping screw 12, the selected on the desired exact grinding wheel width adjustment of the grinding wheel parts 7 and 5 is fixed to each other so that a non-positive connection of the adjusting screw 23 takes place on the abutment surface 24. By means of this frictional connection, the torque transmission to the movable grinding wheel part 7 takes place.
  • the additionally present clamping threaded pins 13 are tightened, which are likewise supported on the abutment surface 24. By tightening this clamping screws 13 is thus achieved that all threads in the adjustment / adjustment mechanism 11, 23 is free of play.
  • FIG. 4 shows a plan view of the peripheral region of the grinding tool according to the invention, in which the part 7 forms a uniform grinding tool with the part 5 by intermeshing toothings.
  • the respective parts 5 and 7 overlap this imaginary circumference 17 with overlaps 15, 16 in regions where one of the two parts 5, 7 has an overlap with respect to the imaginary peripheral line 17 and the other of the two parts 5.7 has a corresponding subgripage.
  • the teeth are designed so that they fit together congruent shape.
  • surfaces 18, 19, which run in the circumferential direction, are formed on the separating edges extending in a plane perpendicular to the axis of rotation 22.
  • the abrasive grains lying respectively at the front edge in the direction of abrasion are relatively heavily loaded because there is no abrasive coating along the parting line with a corresponding disengagement of the parts 5, 7.
  • this is present at the respective adjacent overlaps, so that it is ensured that in the grinding process over the entire width to be ground abrasive material engages.
  • FIG. 5 shows a further embodiment according to the invention, in which the parting lines, which are formed on the surfaces 20, 21 of the toothings, run in planes which are arranged inclined to an axis perpendicular to the axis of rotation 22.
  • the parting lines which are formed on the surfaces 20, 21 of the toothings, run in planes which are arranged inclined to an axis perpendicular to the axis of rotation 22.
  • an inclined parting lines ensures that the arranged at the leading edge in the direction of rotation Schleifkömer be only moderately burdened, because during the grinding process so constantly other successive abrasive grains are engaged.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of the grinding tool according to the invention is shown, in which the joints between the parts 7 and 5 are formed wave-shaped.
  • the designations are identical to those shown in FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 7 shows the basic process for dressing a grinding disk, which can not be adjusted in width, according to the prior art by means of a cup-shaped dressing disk 27 with diamond coating 28.
  • This grinding wheel has an abrasive coating 6, which is arranged both on the front side and in a partial region of the side surface 9 is.
  • this grinding wheel has in terms of their width exactly the measure, which represents the distance between the plan shoulders at the bearing point. Therefore, a dressing of the abrasive coating 6 on the side surface 9 is not possible.
  • dressing would mean that the gauge between the plan shoulders of a storage area would no longer be achievable. Therefore, in such grinding wheels, dressing is performed substantially only on the peripheral side.
  • the dotted line 29 represents the contour of the grinding wheel before the dressing process.
  • the dimension between the original contour 29 and the contour after dressing is removed.
  • such a dressing depth must be generated that the grains after dressing in addition to producing the ideal as possible concentricity properties of the grinding wheel sharpened again, but not smoothed. This again creates a cutting-friendly grinding wheel.
  • FIG. 7 further shows that the dressing wheel 27 with the diamond coating 28 is guided around the radius in the transition area from the peripheral area to the side area of the grinding wheel. However, in order to maintain the width of the one-piece grinding wheel, the truing amount runs to zero towards the end of the radius of the grinding wheel.
  • plunge grinding it is precisely this area of the transition of the radius into the side surfaces, which has to perform the maximum grinding work on the flat shoulders of the bearing surface.
  • a surface engagement is present in the region of immersion of the transition areas to the sides 9 and 10 of the grinding wheel (see FIG. 9).
  • the entire grinding work can only be done by the front abrasive grains; the underlying, lying directly in the side surface abrasive grains contribute to the actual grinding process not or only insignificantly.
  • the Abrichtaufbox to the radius does not run by a full 90 ° in the direction of the side surfaces, but reaches the value 0 already at an angle of, for example, 87 °. A dressing on the side edge is thus not performed.
  • the angle ⁇ of, for example, 3 ° indicates the point at which the Abrichtaufclean 29 is reduced to 0 in the outer radius transition of the grinding wheel.
  • a relatively large amount of abrasive must be removed during dressing in a one-piece grinding wheel in the peripheral region. Otherwise, the "profile would compile".
  • FIG. 8b The situation is different when dressing a grinding wheel according to the invention. This is shown in FIG. 8b). It can be seen that the Abrichtrad 27 is guided around the entire contour of the grinding wheel to be dressed from the peripheral area over the radius range up to and including the side area and a uniform dressing allowance removed. Because in the grinding wheel according to the invention the distance removed during dressing can be compensated by the width adjustment. This makes it possible to remove just so much abrasive during dressing that the grinding wheel is again easy to sand, smoothing in all grinding areas of the grinding wheel mitbin can be avoided. Due to the fact that only the mimimum allowance for dressing is to be removed, the grinding wheel according to the invention can be dressed much more frequently until the grinding wheel lining of the grinding wheel is essentially completely used up and thus the grinding wheel becomes unusable.
  • FIG. 9 shows an enlarged view of a grinding tool according to the invention.
  • the grinding conditions in the moment shown in which the grinding tool with its grinding surface side surface 6C in the flat shoulder region of the workpiece 30 to be grounded in the sense of a plunge process with the grinding of the shoulder just begins.
  • Shown is only the part 5 of the grinding tool with its abrasive coating 6A in the peripheral region and 6C in the side region of the outer side surface 9 of the grinding wheel-like body.
  • Shown is furthermore the rough contour 31 of the workpiece 30, which is ground by means of the grinding tool according to the invention on the workpiece end contour 32, which is shown as a dashed line.
  • the area indicated by a thick line in the transition from the edge radius of the grinding wheel to the grinding surface side surface 6C represents a grinding zone 33 in which, due to the fact that the grinding tool and the workpiece are rotationally synimetric parts, the removal of the largest grinding allowance, ie Allowance on the plan side of the bearing, only a few abrasive grains must be made. These abrasive grains in this lateral zone on the grinding tool are thereby subjected to the highest load during the grinding process. The abrasive grains lying behind in the radial direction of the grinding tool (ie counter to the piercing direction in the workpiece 30) do not actually participate in the actual grinding process. The dressing cycles are therefore essentially following the wear at this point. However, according to FIG.
  • the grinding wheel in the case of the grinding tool according to the invention uniform dressing can take place both on the peripheral surface 6B (not shown), FIGS. 6A and 6C, the grinding wheel can be repeatedly dressed and readjusted by the width of the dressing so that the To be sanded workpiece end contour 32 is always achievable. This can significantly increase the service life of the tool.
  • the grinding tool can be re-manufactured by dressing in the entire grinding area so that an always "sharp" and abrasive grinding wheel results after dressing. As a result, otherwise resulting structural changes are avoided by heat on the workpiece.
  • Figure 10 shows a grinding tool according to an embodiment of the invention, in which the intermediate spaces 25 between the grinding wheel parts 5 and 7 are traversed by a coolant 26.
  • the coolant is preferably supplied to the grinding tool in the axial direction, which can preferably be done under pressure.
  • a grinding tool with Irmenksselung can still experience external cooling during use, so that it is possible to obtain an optimal ku schzu Entry in the entire grinding areas.
  • Another advantage of such a grinding tool with Irmenkühlung is that the separating gaps between the parts 5 and 7 are permanently cleaned by the permanent flow of coolant 26 and can collect any grinding residues in these joints.
  • the remaining structure of the grinding tool according to the invention essentially corresponds to that according to FIG. 1.

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein Schleifwerkzeug (1) bereitgestellt, welches aus zumindest zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen (5, 7) besteht. Beide Teile (5, 7) bilden einen Schleifscheiben-artigen Körper mit einer am Umfangsbereich unterbrochenen Schleiffläche, wobei die Teile (5, 7) mit einem Verstellmechanismus so relativ zueinander verstellbar und in der jeweiligen Verstellung fixierbar sind, dass der Schleifscheiben-artige Körper bezüglich seiner Schleifbreite einstellbar ist. Vorzugsweise erfolgt diese Einstellung stufenlos. Die Schleifbreiten-Einstellung kann für eine zu schleifende variable Schleifbreite sowie auch für eine im Einstechschleifverfahren zu schleifende nachstellbare Schleifbreite vorteilhaft angewendet werden.

Description

Geteiltes Schleifwerkzeug
Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug, welches aus zumindest zwei Teilen besteht.
Schleifwerkzeuge, bei welchen mehrere, insbesondere auch unterschiedlich dicke Schleifscheiben zu einem Schleifscheibenpaket zusammen verspannt werden, sind beispielsweise aus DE 41 03 090 Cl bekannt. Derartige Schleifscheibenpakete werden insbesondere dort eingesetzt, wo Konturen geschliffen werden sollen, wobei die Konturen dann durch entsprechend teilprofilierte Einzelschleifscheiben zu einem insgesamt der zu schleifenden Kontur angepassten entsprechenden Paket zusammengesetzt sind. Durch das Hinzufügen oder Entfernen einzelner Schleifscheiben aus dem Schleifscheibenpaket kann auch die zu schleifende Breite direkt beeinflusst werden. Dies ist jedoch stets mit einem erheblichen baulichen Umrüstaufwand verbunden. Sollen mit einem derartigen Schleifscheibenpaket beispielsweise ein Umfangsbereich und gleichzeitig eine oder mehrere Planschultern geschliffen werden, so tritt dabei das Problem auf, dass an den Seiten des Paketes, mit welchen plan geschliffen wird, das Zerspanvolumen über die Schleifscheibenseiten wesentlich höher ist als beim Umfangsschleifen. Dies ergibt sich daraus, dass beim Umfangsschleifen zumindest unter theoretischen Aspekten die Schleifscheibe lediglich in Linienkontakt mit dem zu schleifenden Werkstück ist, während an den Planflächen infolge des Einstechvorgangs ein Flächenkontakt der Schleifscheibe mit dem Werkstück mit einer Breite vorhanden ist, die dem Aufmaß an der jeweiligen Planschulter entspricht.
In Folge des Eingriffs der Schleifscheibe an den Planflächen ist der Verschleiß der Schleifscheibe in diesen Bereichen in der Regel größer als am Umfangsbereich der Schleifscheibe bzw. des Schleifscheibenpakets. Gegenüber einer Einzelschleifscheibe hat ein derartiges Schleifscheibenpaket zwar den Vorteil, dass bei einem rascher auftretenden Verschleiß der seitlichen Scheiben des Schleifscheibenpaketes nur letztere ausgewechselt werden müssen. Dies ist jedoch mit einem hohen Umrüstaufwand und einer dadurch wesentlich höheren Gesamttaktzeit verbunden.
Beim Schleifen von beispielsweise Lagerstellen, welche in der Regel im EinstechschleifVerfahren geschliffen werden, wird der eigentliche Lagerbereich, d.h. der Umfangsbereich gleichzeitig mit den Seitenschultern bzw. Planflächen geschliffen. Damit ist bei einer Schleifscheibe, welche derartige Lagerbereiche schleift, sowohl der Umfangsbereich als auch deren Seitenbereich in Eingriff. Hierbei tritt ebenfalls das oben geschilderte Problem ein, dass die Seitenbereiche schneller verschleißen als die Umfangsfläche. Zwar können die Schleifscheiben abgerichtet werden, üblicherweise wird jedoch bei derartigen Schleifscheiben planseitig nicht abgerichtet, sondern nur am Umfang (siehe Fig. 8a: Beispiel eines seitlichen Radius an der Schleifscheibe). Würde jedoch an den Seiten ebenfalls das übliche Abrichtmaß abgerichtet, so führte das dazu, dass nach dem Abrichten die Toleranzbreite von wenigen μm oder lOOstel Millimeter, welche für derartige Lagerstellen in deren Breite erforderlich sind, nicht mehr einhaltbar ist, wenn weiterhin im Einstechschleifbetrieb diese Lagerstelle hergestellt werden soll. Bei bereits abgerichteten Schleifscheiben ist dann ein seitliches Versetzen der Schleifscheibe zum Werkstück oder umgekehrt erforderlich, so dass beide Planschultern separat geschliffen werden müssen, was eine höhere Schleifzeit bedeutet. Wenn dagegen in den Seitenbereichen nicht abgerichtet wird, entsteht ein Formfehler in Bezug auf die Sollkontur der Schleifscheibe.
Um diese Probleme zu vermeiden, üsste beim Schleifen von Lagerstellen mit Planschultern im EinstechschleifVerfahren eine dafür vorgesehene Schleifscheibe mit einem Schleifbereich im Umfangsbereich und mit einem bzw. zwei Schleifbereichen an deren Seitenflächen häufiger komplett ausgetauscht werden, um möglichst kurze Schleifzeiten erreichen zu können. Für die Gesamtkosten des SchleifVerfahrens schlagen dann aber die relativ kostenintensiven Schleifscheiben stark zu Buche.
Bei vielen heutigen Schleifaufgaben werden Schleifscheiben mit CBN-,/ Diamant- oder vergleichbarem Schleifmittel - (nachfolgend "CBN/DIA" genannt) - Belag eingesetzt. Diese CBN/DIA-Schleifscheiben erreichen zwar gegenüber herkömmlichen Schleifscheiben wesentlich höhere Standzeiten. Das auch bei diesen CBN/DIA-Schleifscheiben erforderliche planseitige Abrichten führt jedoch auch zu einer Verringerung der Breite der Schleifscheibe und damit zu einer Abweichung der Breite der Lagerstelle vom vorgegebenen Sollwert, wenn im EinstechschleifVerfahren ohne seitlichen Versatz der Schleifscheibe oder des Werkstücks gearbeitet wird. Durch eine derartige seitliche Relativbewegung von Werkstück und Werkzeug zueinander erfolgt dann der Schleifvorgang nicht mehr im eigentlichen reinen Einstechverfahren. Vielmehr werden die Planschultern im zu schleifenden Lagerbereich nacheinander geschliffen. Dies wiederum ergibt wesentlich höhere Bearbeitungszeiten und Bearbeitungskosten.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Schleifwerkzeug zu schaffen, mit welchem Ist-Maßabweichungen oder Änderungen im zu schleifenden Breitenmaß ohne Teil- oder Komplettaustausch des Schleifwerkzeuges kompensierbar bzw. möglich sind. Insbesondere soll ein Schleifwerkzeug geschaffen werden, welches an mehreren Eingriffsflächen, insbesondere beim Einstechschleifen, gleichzeitig schleift und mit welchem bearbeirungsbedingter Verschleiß und damit verbunden ansonsten auftretende Ist-Maßabweichungen in Breitenrichtung des Schleifwerkzeuges kompensierbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Schleifwerkzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Erfindungsgemäß weist das Schleifwerkzeug zumindest zwei lösbar miteinander verbundene Teile auf, welche im miteinander verbundenen Zustand einen Schleifscheiben-artigen Körper ausbilden. Dieser
Schleifscheiben-artige Körper weist an seinem Umfangsbereich eine unterbrochen ausgebildete Schleiffläche auf. Die beiden lösbar miteinander verbundenen Teile sind mit einem Verstellmechanismus so relativ zueinander verstellbar und in der jeweiligen Verstellung fixierbar, dass der Schleifscheiben-artige Körper bezüglich seiner Schleifbreite einstellbar ist.
Der Vorteil eines solchen erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges, dessen wirksame Schleifbreite einstellbar ist, besteht auch darin, dass das Werkzeug für unterschiedliche Schleifaufgaben flexibel einsetzbar ist, und zwar ohne dass für eine geänderte Schleifbreite sofort das komplette Schleifwerkzeug oder ein Teil davon ausgewechselt werden muss. Derartige Auswechselarbeiten erfordern stets zusätzliche, die Gesamtfertigungszeit negativ beeinflussende Zeiten, welche insgesamt zur Kostenerhöhung beitragen.
Vorteilhafterweise kann die Breiteneinstellung so ausgeführt sein, dass beispielsweise für einen zu schleifenden Einstechvorgang die Schleifbreite bis maximal um die doppelte Schleifbelagdicke verstellbar ist. Durch die
Breitenverstellbarkeit, kann das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug über den kompletten Konturzug einschließlich der Planflächen nach der
Breitenverstellung um ein im Wesentlichen gleiches Maß, z. B. 10 μm, abgerichtet werden. Durch dieses gleichmäßige Abrichten ist es zum Einen möglich, die Formgenauigkeit des Schleifwerkzeuges durch das Abrichten stets wiederherzustellen und das Ist-Maß zwischen den Planschultern einzuhalten. Zum Anderen wird darüber hinaus nach dem Abrichten ein
Schleifwerkzeug erhalten, bei welchem die Körner gebrochen zerbrochen/geschärft sind, so dass die Schneidfahigkeit des
Schleifwerkzeuges voll wiederhergestellt wird. Auf diese Art und Weise wird vermieden, dass an den Planschleifseiten durch das Abrichten die Körner geglättet werden.
Vorzugsweise ist die Schleifbreite des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges mittels des Verstellmechanismus stufenlos einstellbar. Durch diese stufenlose Einstellbarkeit der Breite des Schleifwerkzeuges kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass je nach Körnung des Belags des Schleifwerkzeuges die stets optimale Abrichtgröße über den gesamten Schleifbereich, d.h. an allen zu schleifenden Flächen abgerichtet werden kann, so dass nach dem Abrichten eine maß- und formgenaue Schleifscheibe entsteht. Da bei einteiligen Schleifscheiben gemäß dem Stand der Technik ein Abrichten in die Planseite hinein nicht möglich ist, weshalb der Abrichtbereich nur um den zu schleifenden Radius von der Umfangsfläche in die Seitenbereiche hinein geführt ist, muss zur Einhaltung der zu schleifenden Endform des Werkstücks mit einem Radius an den Übergängen zu den Planflächen bei jedem Abrichten an der Umfangsfläche relativ viel Schleifbelag entfernt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug kann dagegen immer ein gleichmäßig geringes Abrichtaufmaß beim Abrichten entfernt werden, so dass ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges auch darin besteht, dass eine viel höhere Anzahl von Abrichtzyklen an der Schleifscheibe möglich ist, so dass sich die Gesamtlebensdauer des Schleifwerkzeuges gegenüber herkömmlichen einteiligen Schleifscheiben erheblich erhöht.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges bestehen auch darin, dass sich die Lagerhaltung in der Fertigung erheblich verringert, da für viele Aufgaben nur noch eine einzige Schleifscheibe vorgehalten werden muss, welche durch die Breiteneinstellung an die jeweiligen Schleifaufgaben an dem schleifenden Werkstück individuell angepasst werden kann. Darüberhinaus können sich auch Vorteile beim Schleifen an der Maschine dadurch ergeben, dass, während mit einem Breiten-verstellbaren Schleifwerkzeug geschliffen wird, ein zweites, und nur ein zweites, Schleifwerkzeug auf eine andere Schleifaufgabe mit einer anderen Breite eingestellt werden kann. Für die neue Schleifaufgabe wird dann das Schleifwerkzeug in der Maschine gegen das neu eingestellte Schleifwerkzeug ausgetauscht. Während des Schleifens mit dem neu eingestellten Schleifwerkzeug ergibt sich dann die Möglichkeit, das gerade aus der Schleifmaschine entfernte Schleifwerkzeug auf einen weiteren Schleifvorgang einzustellen. Damit kann mit lediglich zwei Schleifwerkzeugen eine große Vielfalt unterschiedlicher Schleifaufgaben realisiert werden, ohne dass eine ansonsten große Anzahl von unterschiedlichen Schleifscheiben erforderlich ist.
Darüberhinaus ist es auch möglich, dass mit dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug durch Aufspannung mehrerer derartiger Werkzeuge auf einer Spindel mehrere Schleifstellen, insbesondere Lagerstellen gleichzeitig geschliffen werden.
Aufgrund der vorzugsweise stufenlosen Verstellung der Breite des Schleifwerkzeuges ist es theoretisch möglich, dass bei jedem Abrichten eine Verstellung bzw. Nachstellung erfolgt, wobei die Einstellbarkeit von der Genauigkeit der Einstellbarkeit des Verstellmechanismus abhängt. Damit kann mit der Nachjustierung der Breite des Schleifwerkzeuges jede mögliche Konfiguration an einem Werkzeug wie beispielsweise einer Lagerwelle bzw. Kurbelwelle erzielt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zusätzlich zum am Umfangsbereich unterbrochen ausgebildeten Schleifbereich der Schleifscheiben-artige Körper, d.h. das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug an zumindest einer vorzugsweise jedoch an beiden seiner äußeren Seitenflächen eine Schleiffläche vorgesehen ist. Eine derartige Schleiffläche kann beispielsweise dadurch vorgesehen sein, dass ein Schleifbelag auf der Umfangsseite des Schleifwerkzeuges aufgebracht und um die Außenkanten des Umfangsbereichs herum zumindest teilweise in die Seitenflächen hinein geführt ist. Zum Schleifen von Lagerstellen mit Planschultern erfolgt der Schleifvorgang im Sinne eines Einstechvorganges damit an drei Schleifbereichen gleichzeitig, nämlich der eigentlichen Lagerstelle und den beiden Planseiten, welche seitlich die Lagerfläche begrenzen.
Mit einem derartigen, zumindest zwei Schleifflächen (am Umfangsbereich und an einer äußeren Seitenfläche) aufweisenden Schleifwerkzeug oder mit einem Schleifwerkzeug, welches sogar drei Schleifflächen aufweist, nämlich am Umfangsbereich und an beiden äußeren Seitenflächen, können vorteilhafterweise beispielsweise beim Einstechschleifen ein Umfangsbereich und eine Planschulter im Falle von zwei Schleifflächen am Schleifwerkzeug oder beispielsweise bei einer Lagerstelle ein Umfangsbereich und zwei voneinander beabstandete Planflächen geschliffen werden. In einem solchen Fall ist es aufgrund der Breitenanpassbarkeit des Schleifwerkzeuges möglich, das Schleifwerkzeug um das Maß nachzustellen, welches zur Kompensation des Schleifscheibenverschleißes durch die Schleifoperationen für das Abrichten erforderlich ist.
Vorzugsweise weist das Schleifwerkzeug mit seinen zwei Teilen Schleifmittel in Form von CBN/DIA-Belag auf, wobei die beiden Teile des Schleifwerkzeuges entweder komplett oder teilweise bzw. bereichsweise mit Schleifbelag beschichtet sind.
Vorzugsweise weisen die beiden, den Schleifscheiben-artigen Körper bildenden Teile auf ihren inneren, d.h. einander zuweisenden axialen Seiten jeweils formkongruente Verzahnungen auf, welche auch als Planverzahnungen bezeichnet werden. Um beispielsweise eine verschleißbedingte Verringerung der Breitenabmessung des Schleifwerkzeuges kompensieren oder eine bestimmte zu schleifende Breite verändern zu können, können bei dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug die beiden lösbar miteinander verbundenen Teile relativ zueinander verstellt werden, wodurch die mit dem Schleifwerkzeug zu schleifende mögliche Schleifbreite verändert wird. Um eine zuverlässige Verstellung gewährleisten zu können, sind die beiden Teile aneinander so geführt, dass sie zueinander zentriert bleiben und gleichzeitig ein während des Schleifprozesses zu vermeidendes Bewegen gegeneinander ausschließen. Dazu ist vorzugsweise eine zylindrische Führung außerhalb der Einstell-/Verstell-Einheiten vorgesehen, wobei diesbezüglich auftretende Kräfte von Stellschrauben-bedingten Anpresskräften übernommen werden.
Die Verzahnungen, welche einen Eingriff der beiden den geteilten Schleifscheiben-artigen Körper ausbildenden Teile realisieren, besitzen des Weiteren Oberflächen, welche vorzugsweise in im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Schleifwerkzeuges verlaufenden Ebenen angeordnet sind. Das bedeutet, dass diese Oberflächen Kanten ausbilden, welche sich in Umfangsrichtung auf dem Schleifwerkzeug über eine bestimmte Entfernung, jedoch nicht über den Gesamtumfang erstrecken. Bevorzugt ist es, wenn diese Oberflächen der Verzahnungen in Ebenen angeordnet sind, welche geneigt zur Drehachse des Schleifwerkzeuges verlaufen. In einem solchen Fall liegen diese zueinander liegenden, die Teilung des Schleifwerkzeuges darstellenden Teilungskanten bei Draufsicht auf die Umfangsfläche des Schleifwerkzeuges schräg zur Umfangsrichtung, ohne jedoch von einer Seitenkante des Schleifwerkzeuges zu dessen gegenüberliegender, in dem anderen Teil liegenden Außenkante zu reichen. Bei derartig schräg angeordneten Trennkanten ist gewährleistet, dass beim SchleifVorgang der freie Spalt zwischen den beiden Schleifscheibenteilen, d.h. die Trennfuge, an welchem bzw. an welcher keine Schleifkörner angeordnet sind, hinsichtlich dessen bzw. deren Erstreckung auf den Umfang minimiert sind. Aufgrund der schrägen Anordnung dieser Kanten an den Trennfugen ist deren Entfernung zueinander in Umfangsrichtung relativ gering, so dass die an der Kante liegenden Körner beim SchleifVorgang in dem Moment, in welchem sie wieder am SchleifVorgang teilnehmen, im Vergleich zu den anderen Körnern nur geringfügig erhöhte Belastungen aufzunehmen haben. Gleichgültig, ob diese Trennkanten der beiden Teile in Umfangsrichtung oder schräg dazu verlaufen, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges die Trennkante beziehungsweise sind die formkongruent zueinander ausgebildeten Trennkanten der beiden Teile des Schleifwerkzeuges bezüglich einer gedachten Umfangslinie im Umfangsbereich mit wechselseitigen Übergreifungen dieser Umfangslinie versehen. Unter wechselseitigen Übergreifungen soll verstanden werden, dass bezüglich dieser Umfangslinie jedes der Teile des Schleifwerkzeuges einen Bereich hat, in welchem die Verzahnung diese gedachte Umfangslinie übergreift, gefolgt von einem Bereich, in welchem die Umfangslinie Untergriffen wird. D.h. die Verzahnungen erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte radiale Erstreckung der Planflächen des Schleifwerkzeuges bis zu dessen Außenumfang. In dem Bereich, in dem das eine Teil die Umfangslinie untergreift, hat das andere Teil eine entsprechend ausgebildete übergreifende Verzahnung, welche formkongruent zu der Untergreifung ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, dass bei Verstellung der beiden Teile des Schleifwerkzeuges relativ zueinander zur Erzielung einer größeren Breite bis zu etwa 175% der ursprünglichen, geringst möglichen Breite, welche mit dem Schleifwerkzeug geschliffen werden kann, im Schleifeinsatz über die gesamte Breite stets Schleifmittel mit der zu schleifenden Oberfläche in Eingriff gebracht wird, und zwar selbst in den Bereichen, in welchen die eigentliche Trennfuge ausgebildet ist. Denn die Trennfuge verläuft allenfalls abschnittsweise in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des S chleifwerkzeuges .
Vorzugsweise ist die Form der die Übergreifungen ausbildenden Verzahnung am Außenumfang treppenförmig, trapezförmig, sägezahnartig, spitzzahnartig oder eine Kombination davon bezüglich der gedachten Umfangslinie. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Verzahnungen wellenförmig ausgebildet, wobei unterschiedliche Wellenforrnen möglich sind. Es muss lediglich dafür Sorge getragen werden, dass die beiden miteinander zu dem Schleifwerkzeug verbundenen Teile selbst bei oder nach ihrer Verstellung relativ zueinander zuverlässig zentriert und befestigt sind.
Wenn gemäß einer vorzugsmäßigen Ausbildung des Schleifwerkzeuges der Schleifscheiben-artige Körper vorzugsweise als geteilte Schleifscheibe ausgebildet ist und wenn diese Schleifscheibe sowohl am Umfangsbereich als auch an ihren beiden Seitenbereichen Schleifbereiche aufweist, so kann aufgrund der Einstellbarkeit ein gewünschtes zu schleifendes Breitenmaß in einem Einstech-Schleifvorgang geschliffen werden. Der höhere Verschleiß an den Planflächen, welcher zu einem Unterschreiten eines vorgegebenen Sollmaßes führt, kann nachgestellt bzw. kompensiert werden, so dass das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug wieder bei Einhaltung der geforderten Längenabmessung beispielsweise zwischen den Planschultern einer derartigen Lagerstelle einsetzbar ist. Dadurch kann mit einem derartigen geteilten Schleifwerkzeug eine längere Werkzeug-Standzeit bei gleicher Schleifzeit erreicht werden. Die Werkzeug-Kosten des Schleifvorganges können damit erheblich reduziert werden. Letzteres trifft vor allen Dingen deshalb zu, weil CBN/DIA-bestückte Schleifscheiben immer noch einen wesentlichen Kostenfaktor darstellen.
Vorzugsweise weist bei dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug der Verstellmechanismus zum Verstellen und Fixieren der zwei Teile relativ zueinander zumindest drei Einstell-/Verstell-Einheiten auf, welche umfangsmäßig an dem Schleifwerkzeug an dessen einer Seite mit im Wesentlichen gleichem Winkel beabstandet angeordnet sind. Vorzugsweise ist eines der beiden das Schleifwerkzeug - ausbildenden Teile fest auf einer Antriebsspindel angeordnet, wohingegen das zweite Teil, an welchem die Einstell-/Verstell-Einheiten angeordnet sind, gegen das fest an der Spindel montierte erste Teil verschieblich bzw. verstellbar befestigt ist. Zur Sicherstellung einer lagefixierten Position des beweglichen der zwei Teile relativ zu der Position des festen der zwei Teile ist vorzugsweise eine Zentriereinrichtung, insbesondere ein Zentrierbund vorgesehen, mittels welcher bzw. welchem in jeder Breiteneinstellposition eine zuverlässige Zentrierung beider Teile des Schleifwerkzeuges zueinander gewährleistet ist. Des Weiteren ist eine Zentrierung des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges auf der Spindelnase erforderlich. Diese kann durch unterschiedliche Systeme, die bereits bekannt sind, erfolgen. Hier kann beispielsweise diese Zentrierung durch einen Konus, eine Dreipunktaufiiahme gemäß DE 33 22 258 AI bzw. DE 34 05 556 Cl oder eine Bohrung mit "enger" Passung erfolgen.
Die Einstell-/Verstell-Einheiten sind dabei vorzugsweise soweit wie möglich außen in Richtung auf den Außenumfang des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges angeordnet, so dass bei einem Einstellen der zu schleifenden Schleifbreite und der nach erfolgter Einstellung vorgenommenen Verspannung der beiden Schleifscheibenteile zueinander eine Spreizung dieser Teile vermieden wird. Sofern bei einem Verspannen dennoch gewisse Feinstabweichungen der Rundlaufeigenschaften der beiden Schleifscheibenteile zueinander auftreten sollten, so werden diese durch einen in jedem Fall nach erfolgter Einstellung vorgenommenen Abrichtvorgang zuverlässig ausgeglichen. Das Abrichten dient also nicht nur der Erzeugung einer schnittfreudigen Schleifscheibe, wie es allgemein üblich und bekannt ist, sondern dient auch der Erzeugung möglichst idealer Maß- und Rundlaufeigenschaften nach erfolgter Einstellung und Verspannung der beiden Schleifscheibenteile zueinander, so dass sich nach einer Verstellung und erfolgter Abrichtung das erfindungsgemäß breitenverstellbare, d.h. geteilte Schleifwerkzeug hinsichtlich seiner Schleifeigenschaften im Wesentlichen genauso verhält wie eine ungeteilte Schleifscheibe.
Bei vorzugsweise kraftschlüssig wirkenden Spanneinrichtungen, welche nach Einstellung der zu schleifenden Breite die relative Lage der beiden Schleifscheibenteile zueinander fixieren, sind die Verzahnungen zueinander vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich mit ihren im Wesentlichen radial verlaufenden Seitenflanken nicht berühren. Es ist jedoch auch möglich, dass an einigen der Seitenflächen der Verzahnungen die gegenüberliegenden Zähne aneinander angelegt sind. Die kraftschlüssige Verbindung der beiden Schleifscheibenteile ist jedenfalls so ausgelegt, dass eine zuverlässige Drehmomentübertragung möglich ist, ohne dass eine Relativbewegung zueinander in oder gegen die Drehrichtung möglich ist. Ein weiterer Vorteil einer kraftschlüssigen Verspannung der beiden Schleifscheibenteile miteinander besteht darin, dass die Herstellgenauigkeit der Verzahnungen relativ gering sein kann, da sie keine Führungsflächen der Teile bei ihrer Verstellung relativ zueinander bilden und auch zur Drehmomentübertragung nicht beitragen.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Verstellmechanismus bzw. sind die Einstell-/Verstell-Einheiten mechanisch manuell betätigbar. Die mechanische Ausbildung und manuelle Einstellbarkeit hat den Vorteil, dass der Aufbau des Verstellmechanismus dadurch relativ einfach und kostengünstig ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Einstell-/Verstell- Einheiten automatisch betätigbar sind. In einem solchen Fall wird die Komplexität des Schleifwerkzeuges und damit dessen Kosten erhöht. Die automatische Betätigung bietet jedoch wesentliche Vorteile, verschleißbedingte Schleifbreitenabweichungen des Schleifwerkzeuges während der Nebenzeiten im Bearbeitungsprozess zu kompensieren. In diesen Nebenzeiten befindet sich die Schleifscheibe nicht im aktiven SchleifVorgang.
Die automatische Betätigung der Einstell-/Verstelleinheiten hat entscheidende Vorteile bei einer komplexen Automatisierung des Schleifvorganges.
Dafür sind vorzugsweise Messsensoren vorhanden, welche eine permanente Überwachung der zu schleifenden Breite am Werkstück vornehmen und ein diesbezügliches Signal erzeugen, was aufzeichenbar und auswertbar ist. Auf Basis dieser Aufzeichnungen erfolgt dann eine Breitennachjustierung des Breiten-verstellbaren Schleifwerkzeuges. Insbesondere für einen EinstechschleifVorgang, bei welchem Schleifflächen auch an den jeweiligen äußeren Seitenflächen vorhanden sind, ist damit eine Verbesserung der Genauigkeit der Werkstückes sowie der Standzeit bzw. der Verwendbarkeit eines derartigen erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges gegeben.
Sowohl für eine automatische Betätigung als auch für eine mechanische manuelle Betätigung der Einstell-/Verstell-Einheiten ist vorzugsweise eine Skala vorgesehen, über welche ablesbar ist, wie weit die beiden das Schleifwerkzeug bildenden Teile voneinander verstellt sind. Mit einer derartigen Breiten-einstellbaren Schleifscheibe ist damit eine Möglichkeit gegeben, bei hoher Flexibilität und moderaten Kosten eine gleichbleibend hohe Qualität insbesondere von im Einstechverfahren zu schleifenden Lagerstellen zu erreichen.
Aufgrund der Tatsache, dass die Verzahnungen in ihren radial ausgebildeten Ebenen zueinander keine Führungsfunktion aufweisen und die beiden Schleifscheibenteile so ausgebildet sind, dass bei deren relativer Verstellung zueinander in die geringst mögliche Breite des Schleifwerkzeuges immer noch im Innern Zwischenräume zwischen den beiden Schleifscheibenteilen gebildet werden, sind im Innern des geteilten Schleifscheibenwerkzeuges Kanäle vorhanden, welche im Wesentlichen vom Bereich der Befestigung des Schleifwerkzeuges an der Spindel bis unmittelbar in den Schleifbereich am Schleifbelag verlaufen. Vorzugsweise wird durch diese Zwischenräume bzw. Kanäle Kühlflüssigkeit direkt in den unmittelbaren Schleifbereich geleitet. Dies kann dadurch erfolgen, dass im Bereich der Aufspannung des Schleifwerkzeuges zunächst in axialer Richtung Kühlmittel in das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug vorzugsweise unter Druck eingeführt wird und im Innern in die Zwischenräume umgelenkt wird und dort entweder unter Druck oder durch die in Folge der Rotation des Schleifwerkzeuges herrschende Zentrifugalwirkung oder auch in Folge beider Effekte im Innern des geteilten Schleifwerkzeuges in Richtung auf den Außenumfang und damit direkt auf den unmittelbaren Schleifbereich geleitet wird. Dazu ist die Zentrierung der beiden Schleifscheibenteile, welche einer zentrierten Ausrichtung der beiden Schleifscheibenteile zueinander dient, umfangsmäßig vorzugsweise an einem Bund nur abschnittsweise ausgebildet, so dass sich ausreichend große Kanäle bzw. Zwischenräume zum Transport der Kühlflüssigkeit im Innern des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges ergeben.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand einer detaillierten Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Schleifwerkzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Schnittansicht gemäß einer Schnittlinie A-A in Fig. 2;
Figur 2 eine Seitenansicht des Schleifwerkzeuges gemäß Fig. 1 mit Blickrichtung auf die Eü stell-/Verstell-Einheiten;
Figur 3 eine Teilschnittansicht einer kraftschlüssig wirkenden Einstell-/ Verstell-Einrichtung in verspanntem (lagefixiertem) Zustand;
Figur 4 das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in Blickrichtung auf den Umfangsbereich des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges;
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Blickrichtung auf den Umfangsbereich des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges mit schräg verlaufenden Trennfugen der Verzahnungen;
Figur 6 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel in Blickrichtung auf den Umfangsbereich des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges mit wellenförmig ausgebildeter Trennfuge; Figur 7 eine schematische Darstellung des Abrichtvorganges einer herkömmlichen einteiligen Schleifscheibe mit einem topfförmigen Abrichtrad;
Figur 8a) die Abrichtbedingungen gemäß Figur 7 in vergrößerter Ansicht;
Figur 8b) die Abrichtbedingungen für ein Breiten-verstellbares erfindungsgemäßes Schleifwerkzeug in gleicher Größendarstellung wie Figur 8 a);
Figur 9 eine prinzipielle Darstellung der Eingriffsbedingungen beim Einstechvorgang an einer Planschulter; und
Figur 10 ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem gemäß Figur 1, bei welchem Kühlflüssigkeit über innere Kanäle zwischen den beiden Schleifscheibenteilen bis in den unmittelbaren Schleifbereich geführt wird.
In Figur 1 ist eine Halbschnittansicht des erfindungsgemäßen Schleifwerk- zeuges 1 gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Als Antrieb für das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug 1 in Form einer geteilten Schleifscheibe ist in an sich bekannter Weise eine drehangetriebene
Schleifspindel 2 vorgesehen, an dessen einem Ende, welches auch als
Spindelnase bezeichnet wird, ein erstes Teil 5, auch als Grundkörper bezeichnet, aufgesteckt und lagefixiert ist. Die Lagefixierung dieses Teiles 5 erfolgt ebenfalls in an sich bekannter Weise mittels eines Spannflansches. Ein derartiger Spannflansch 3 sichert über mehrere umfangsmäßig verteilt angeordnete Spannschrauben 4 ein kraftschlüssiges Lagefixieren des Teiles 5 auf der Schleif spindel 2. Das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug 1 weist ein weiteres Teil 7 auf, welches als verschiebbarer Körper ausgebildet ist und bezüglich des Teiles 5 mittels eines Verstellmechanismus so verstellbar ist, dass die wirksame Schleifbreite, welche mit dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug erzielbar ist, einstellbar ist.
Sowohl das Teil 5 als auch das Teil 7 weisen an ihrer Umfangsrichtung einen CBN-Schleifbelag 6 auf. Beide nach außen gewandten Seitenflächen 9, 10 des erfindungsgemäßen Schleifkörpers, d. h. in Figur 1 die linke Seitenfläche 9 des auf der Spindel 2 feststehenden Teiles 5 und die rechte Außenseite 10 des relativ dazu beweglichen Teiles 7, sind ebenfalls mit . einem derartigen Schleifbelag versehen. Aufgrund der Teilung des Schleifwerkzeuges in Breitenrichtung sind Schleifbereiche 6A und 6B der beiden Teile 5 bzw. 7 in Umfangsrichtung sowie Schleifbereiche 6C bzw. 6D der beiden Teile 5 bzw. 7 in den Seitenflächen 9, 10 vorgesehen. Das Teil 7 ist mittels dreier Einstell-/ Verstell-Einheiten 11, 23, versehen, welche in Umfangsrichtung mit einem gleichen Winkel, vorzugsweise mit 120 Grad, bezogen auf eine Stellschraube 23, voneinander beabstandet angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einstell-/Verstell-Einheiten 11, 23 mechanisch mittels einer Stellschraube 23 verstellbar. Durch Verstellen der Stellschraube 23 und damit der Skala 11 kann die Breite, mit welcher das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug im EinstechschleifVerfahren beispielsweise eine Lagerstelle schleifen kann, an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.
Das Teil 7 ist an einer äußeren Zentrierschulter 8, welche auch als Zentrierbund bezeichnet wird, so zentriert, dass die Schleifflächen 6A und 6B an der Umfangsseite des Schleifwerkzeuges stets auf gleichem Umfangsniveau angeordnet sind. Diese radial möglichst weit außen liegende Führungszentrierung wird über ein Passungsspiel von wenigen Mikrometern realisiert, über welches gute Rundlaufeigenschaften des im Schleifvorgang mit hohen Geschwindigkeiten rotierenden erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges erreicht werden. Aufgrund der relativ hohen Fliehkräfte des rotierenden Schleifwerkzeuges ist diese äußere Zentrierschulter 8 außerhalb der Einstell-/ Verstell-Einheiten 11, 23 angeordnet. Bei einer derartigen außenliegenden Zentrierung ist an dem innenliegendem Bund, d.h. dem inneren Zentrierbund 14 ein Spiel von beispielsweise 0,3 mm vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, die Zentrierung an der inneren Zentrierschulter 14 vorzunehmen, in welchem Fall ein entsprechendes Spiel an der äußeren Zentrierschulter 8 vorgesehen ist.
Die Stellschrauben 23 der Einstell-/Verstell-Einheiten 11, 23 stützen sich jeweils auf einer Widerlagefläche bzw. Planfläche 24 des Teiles 5 des Schleifwerkzeuges ab. Um einerseits eine exakte Einstellung der zumindest drei Einstell- Verstell-Einheiten 11, 23 zu erreichen und um andererseits die zu schleifende bzw. nachzustellende Schleifbreite exakt einstellen zu können, ist die Stellschraube 23 mit einer Skala 11 versehen. Die Stellschraube 23 wird zur Einstellung für jede der Einstell-/Verstell-Einheiten auf den gleichen Skalenwert eingestellt, um die Schleifscheibe auf die gewünschte Breite einzustellen und um damit sicherzustellen, dass das Schleifwerkzeug zentriert und massenmäßig bei jeder Verstellung ausgewuchtet bleibt. Wenn beispielsweise beim Einstechschleifen nach wiederholtem Schleifen von Lagerstellen die Schleifflächen 6C und 6D einen außerhalb des Schleiftoleranzmaßes liegenden Verschleiß erfahren haben, kann durch Nachstellung der Stellschraube 23 um einen bestimmten Skalenwert auf der Skala 11 das Schleifwerkzeug in seiner Breite nachgestellt werden. Dadurch wird das Schleifwerkzeug erneut voll einsetzbar für weitere Schleifoperationen, ohne dass eine neue Schleifscheibe zum Einsatz kommen muss oder Teile davon ausgetauscht werden müssen, wobei in der Regel anschließend abgerichtet wird. Die Verspannung des Teiles 7 an dem Schleifwerkzeug gegenüber dem Teil 5 erfolgt durch Festziehen einer Spannschraube 12, welche sich im Innern der Stellschraube 23 auf gleicher Mittelachse befindet.
Spanngewindestifte 13 dienen dazu, dass das Teil 7 des Schleifwerkzeuges, welches gegenüber dem Teil 5 relativ verschiebbar angeordnet ist, und zwar in
Richtung der Drehachse 22, auf der Gewindeflanke der Stellschraube 23 radial nach außen gedrückt wird, nachdem die Spannschraube 12 festgezogen worden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass das Teil 7 mit dem Teil 5 kraftschlüssig und spielfrei verspannt ist (siehe auch Fig. 3 sowie zugehörige Beschreibung).
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht auf das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug von der Seite des Teiles 7 auf die Einstell-/Verstell-Einheiten 11, 23. Darin eingezeichnet ist die Schnittlinie A-A, welche die Grundlage für die Halbschnittansicht von Figur 1 bildet. Umfangsmäßig im Winkel von 120° sind drei Einstell-/Verstell-Einheiten 11, 23 angeordnet, welche in ihrem Innern eine Spannschraube zur Lagefixierung der jeweils eingestellten Breite des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges aufweisen. Auf gleicher Umfangslinie befinden sich Spanngewindestifte 13, welche der Beseitigung von in der Stellschraube 23 gegenüber dem Teil 7 im Gewinde vorhandenem Spiel dient. D.h. mittels der Spanngewindestifte 13 wird letztlich Spielfreiheit in den Gewinden der Einstell-/Verstell-Einheiten erzielt. Im inneren Bereich der Seitenansicht sind ebenfalls umfangsmäßig in einem Winkel von 120° beabstandet drei Spannschrauben 4 dargestellt, welche den Spannflansch 3 zur Sicherung der Aufnahme des erfindungsgemäßen Schleifscheibenwerkzeuges auf der Spindel 2 ermöglicht. Es ist jedoch auch möglich, mehr als drei Spannschrauben umfangsmäßig mit gleichem Winkel beabstandet vorzusehen.
In Figur 3 ist eine Teilschnittansicht in vergrößerter Darstellung der Einstell-/ Verstell-Einheit dargestellt. Mittels der Stellschraube 23 wird der Abstand der relativ zueinander beweglichen Schleifscheibenteile 5 und 7 eingestellt. Um eine feine Einstellung zu erreichen, ist das Einstellgewinde als Feingewinde mit geringen Steigungen ausgebildet, so dass eine sehr genaue Einstellung der jeweiligen Schleifscheibenbreite möglich ist. Diese Gewinde sind zumindest gedreht oder geschliffen. An der Stellschraube 23 ist eine Skala 11 vorgesehen, über welche die tatsächlich eingestellte Breite der Schleifscheibe exakt ablesbar ist. Um eine Verstellung der Schleifscheibenteile 7 und 5 zueinander zu bewirken, stützt sich die Stellschraube 23 auf der in Fig. 3 nicht dargestellten Widerlagefläche 24 ab. D.h. durch Drehen der Stellschraube 23 wird die Entfernung der beiden Teile 7 und 5 zueinander und damit die Schleifscheibenbreite einstellbar geregelt. Mittels der Spannschraube 12 wird die auf die gewünschte exakte Schleifscheibenbreite gewählte Verstellung der Schleifscheibenteile 7 und 5 zueinander so fixiert, dass eine kraftschlüssige Verbindung der Stellschraube 23 an der Widerlagefläche 24 erfolgt. Über diese kraftschlüssige Verbindung erfolgt auch die Drehmomentübertragung auf den beweglichen Schleifscheibenteil 7. Damit das in dem Feingewinde der Stellschraube 23 vorhandene Flankenspiel restlos aufgehoben wird, werden anschließend die zusätzlich vorhandenen Spanngewindestifte 13 angezogen, welche sich ebenfalls an der Widerlagefläche 24 abstützen. Durch Verspannen dieser Spanngewindestifte 13 wird somit erreicht, dass sämtliche Gewinde in dem Einstell-/Verstell-Mechanismus 11, 23 spielfrei wird.
Damit eine über den Umfang gleichmäßige Verspannung in den einzelnen Einstell-/Verstell-Einheiten erfolgt, werden sämtliche Spannelemente 12, 13 mittels exakt einstellbarer Drehmomentenschlüssel so angezogen, dass überall im Wesentlichen die gleiche Anpresskraft der Spannelemente bzw. der Stellschraube an der Widerlagefläche 24 vorhanden ist. Damit wird eine über den Umfang des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges gleichmäßige Lagefixierung der beiden Schleifscheibenteile 5, 7 zueinander erreicht. Zwischen den Schleifscheibenteilen 7 und 5 ist im Innern ein Zwischenraum 25 ausgebildet, durch welchen Kühlmittel in den unmittelbaren Schleifbereich geleitet werden kann (siehe Figur 10).
In Figur 4 ist eine Draufsicht auf den Umfangsbereich des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges gezeigt, bei welchem das Teil 7 mit dem Teil 5 durch ineinander greifende Verzahnungen ein einheitliches Schleifwerkzeug bilden. Bezüglich der gedachten Umfangslinie 17 übergreifen die jeweiligen Teile 5 bzw. 7 diese gedachte Umfangslinie 17 mit Übergreifungen 15,16 in Bereichen, wo das eine der beiden Teile 5,7 eine bezüglich der gedachten Umfangslinie 17 vorhandene Übergreifung und das andere der beiden Teile 5,7 eine entsprechende Untergreifung aufweist. Die Verzahnungen sind dabei so ausgebildet, dass sie formkongruent ineinander passen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind an den in einer Ebene senkrecht zur Drehachse 22 verlaufenden Trennkanten Oberflächen 18,19 ausgebildet, welche in Umfangsrichtung verlaufen. Bei der Schleifoperation werden die jeweils an der in Schleifrichtung vorderen Kante liegenden Schleifkörner relativ stark belastet, weil entlang der Trennfuge bei einer entsprechenden Auseinanderverstellung der Teile 5,7 kein Schleifbelag vorhanden ist. Dieser ist jedoch bei den jeweils benachbarten Übergreifungen vorhanden, so dass sichergestellt ist, dass im Schleifprozess über die gesamte zu schleifende Breite Schleifmittel in Eingriff gelangt.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt, bei welchem die Trennfugen, welche an den Flächen 20,21 der Verzahnungen ausgebildet sind, in Ebenen verlaufen, welche geneigt zu einer Achse senkrecht zur Drehachse 22 angeordnet sind. Bei derart geneigten Trennfugen wird gewährleistet, dass die an der Vorderkante in Drehrichtung angeordneten Schleifkömer nur moderat belastet werden, weil beim Schleifvorgang damit ständig andere hintereinander liegende Schleifkörner in Eingriff gebracht werden.
In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges dargestellt, bei welchem die Trennfugen zwischen den Teilen 7 und 5 wellenförmig ausgebildet sind. Die Bezeichnungen sind mit denen gemäß Fig. 4 und 5 identisch.
In Figur 7 ist der prinzipielle Vorgang beim Abrichten einer in der Breite nicht nachstellbaren Schleifscheibe gemäß dem Stand der Technik mittels einer topfförmig ausgebildeten Abrichtscheibe 27 mit Diamantbelag 28 gezeigt. Diese Schleifscheibe weist einen Schleifbelag 6 auf, welcher sowohl an der Stirnseite als auch in einem Teilbereich der Seitenfläche 9 angeordnet ist. Zum Schleifen von Lagerstellen im Wege des Einstechschleifens weist diese Schleifscheibe hinsichtlich ihrer Breite genau das Maß auf, welches den Abstand zwischen den Planschultern an der Lagerstelle darstellt. Daher ist ein Abrichten des Schleifbelages 6 an der Seitenfläche 9 nicht möglich. Ein Abrichten würde schließlich dazu führen, dass das Stichmaß zwischen den Planschultern einer Lagerfläche nicht mehr erzielbar wäre. Daher wird bei derartigen Schleifscheiben ein Abrichten im Wesentlichen nur an der Umfangsseite durchgeführt. Die strichpunktierte Linie 29 stellt die Kontur der Schleifscheibe vor dem Abrichtvorgang dar. Beim Abrichten wird das Maß zwischen der ursprünglichen Kontur 29 und der Kontur nach dem Abrichten entfernt. Dabei muss eine solche Abrichttiefe erzeugt werden, dass die Körner nach dem Abrichten neben der Herstellung der möglichst idealen Rundlaufeigenschaften der Schleifscheibe wieder geschärft, nicht jedoch geglättet sind. Dadurch entsteht wieder eine schnittfreudige Schleifscheibe. In Figur 7 ist des Weiteren dargestellt, dass die Abrichtscheibe 27 mit der Diamantbeschichtung 28 um den Radius im Übergangsbereich vom Umfangsbereich zum Seitenbereich der Schleifscheibe herumgeführt wird. Zur Beibehaltung der Breite der einteiligen Schleifscheibe läuft jedoch das Abrichtmaß zum Ende des Radius der Schleifscheibe hin auf Null aus. Je geringer das Abrichtmaß ist, umso stärker wird in diesem Bereich von dem Ziel, die Körner zu brechen, um eine schnittfreudige Schleifscheibe zu erzielen, abgewichen und in eine Glättung der Oberfläche übergegangen. Beim Einstechschleifen ist es jedoch gerade dieser Bereich des Übergangs des Radius in die Seitenflächen, welcher an den Planschultern der Lagerfläche die maximale Schleifarbeit zu leisten hat. Im Gegensatz zu dem Umfangsschleifbereich, bei welchem ein linienfδrmiger Kontakt mit dem zu schleifenden Werkstück vorhanden ist, ist in dem Bereich des Eintauchens der Übergangsbereiche zu der Seite 9 bzw. 10 der Schleifscheibe ein flächenförmiger Eingriff vorhanden (siehe Fig. 9). Die gesamte Schleifarbeit ist nur von den vorderen Schleifkörnern zu leisten; die dahinterliegenden, unmittelbar in der Seitenfläche liegenden Schleifkörner tragen zum eigentlichen SchleifVorgang nicht oder nur unwesentlich bei. Damit die volle Breite der Schleifscheibe beibehalten werden kann, läuft das Abrichtaufmaß um den Radius nicht um volle 90° in Richtung auf die Seitenflächen aus, sondern erreicht den Wert 0 bereits bei einem Winkel von beispielsweise 87°. Ein Abrichten auf der seitlichen Flanke wird somit nicht durchgeführt.
Dies ist in Figur 8a) in etwas vergrößerter Ansicht nochmals dargestellt. Der Winkel α von beispielsweise 3° (Komplementärwinkel zum Winkel ß) zeigt den Punkt an, bei dem im äußeren Radius-Übergang der Schleifscheibe das Abrichtaufmaß 29 auf 0 reduziert ist. Damit jedoch die Formverhältnisse am Radiusübergang der Lagerstelle zu den Planschultern eingehalten werden können, muss bei einer einteiligen Schleifscheibe im Umfangsbereich relativ viel Schleifmittel beim Abrichten entfernt werden. Ansonsten würde das "Profil zusarnrnenberechen".
Anders sind die Verhältnisse beim Abrichten einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe. Dies ist in Figur 8b) dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass das Abrichtrad 27 um die gesamte abzurichtende Kontur der Schleifscheibe vom Umfangsbereich über den Radiusbereich bis einschließlich in den Seitenbereich herumgeführt wird und ein gleichmäßiges Abrichtaufmaß entfernt. Denn bei der erfindungsgemäßen Schleifscheibe kann das beim Abrichten entfernte Aufmaß durch die Breitenverstellung kompensiert werden. Damit ist es möglich, gerade nur soviel Schleifmittel beim Abrichten zu entfernen, dass die Schleifscheibe wieder schleiffreudig wird, ein Glätten in sämtlichen Schleifbereichen der Schleifscheibe mitbin vermieden werden kann. Dadurch, dass nur das dafür mimmale Aufmaß beim Abrichten zu entfernen ist, kann die erfindungsgemäße Schleifscheibe wesentlich öfters abgerichtet werden, bis der Schleifscheibenbelag der Schleifscheibe im Wesentlichen vollständig aufgebraucht ist und damit die Schleifscheibe unbrauchbar wird.
Figur 9 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges. Darin sind die SchleifVerhältnisse in dem Moment dargestellt, in welchem das Schleifwerkzeug mit seiner Schleifflächen- Seitenfläche 6C im Planschulterbereich des zu schleifenden Werkstückes 30 im Sinne eines Einstechvorganges mit dem Schleifen der Planschulter gerade beginnt. Dargestellt ist nur der Teil 5 des Schleifwerkzeuges mit dessen Schleifbelag 6A im Umfangsbereich und 6C im Seitenbereich der äußeren Seitenfläche 9 des Schleifscheiben-artigen Körpers. Dargestellt ist des Weiteren die Rohkontur 31 des Werkstückes 30, welche mittels des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges auf die Werkstück-Endkontur 32, welche als gestrichelte Linie dargestellt ist, geschliffen wird. Wenn eine derartige Lagerstelle mit gegenüberliegenden Planschultern geschliffen wird, so erfolgt dies - wie in Figur 9 dargestellt - im EinstechschleifVerfahren, wobei der Einfachheit halber die gegenüberliegende Planschulter weggelassen ist. Da die Schleifscheibe so abgerichtet ist, dass ihre Kontur nach dem Abrichten der zu schleifenden Werkstück-Endkontur 32 entspricht, kann die Lagerstelle komplett sowohl am Umfangsbereich als auch an den Planflächen durch einen einzigen Einstechschleifvorgang an drei Schleifbereichen gleichzeitig geschliffen werden. Dies ist möglich, weil einerseits durch das Abrichten und andererseits durch den Verschleiß der Schleifscheibe bedingte insbesondere Breitenabweichungen der Schleifscheibe durch die Breitenverstellbarkeit des Schleifwerkzeuges kompensiert werden können.
Der durch eine dicke Linie gekennzeichnete Bereich im Übergang vom Kantenradius der Schleifscheibe auf die Schleifflächen-Seitenfläche 6C stellt eine Schleifzone 33 dar, in welcher aufgrund der Tatsache, dass das Schleifwerkzeug und das Werkstück rotationssynimetrische Teile sind, das die Entfernung des größten Schleifaufmaßes, d.h. das Aufmaß an der Planseite der Lagerstelle, nur von wenigen Schleifkörnern geleistet werden muss. Diese Schleifkörner in dieser seitlichen Zone an dem Schleifwerkzeug sind während des Schleifprozesses dadurch am höchsten belastet. Die in radialer Richtung des Schleifwerkzeuges (also entgegen der Einstechrichtung in das Werkstück 30) dahinterliegenden Schleifkörner nehmen am eigentlichen Schleifprozeß faktisch nicht teil. Die Abrichtzyklen richten sich also im Wesentlichen nach dem Verschleiß an dieser Stelle. Da jedoch gemäß der Figur 8b) bei dem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug ein gleichmäßiges Abrichten sowohl an der Umfangsfläche 6B (nicht dargestellt), 6A als auch 6C erfolgen kann, kann die Schleifscheibe immer wieder so abgerichtet und um das Abrichtmaß in der Breite nachgestellt werden, dass die zu schleifende Werkstück-Endkontur 32 immer wieder erzielbar ist. Damit kann die Standzeit des Werkzeuges erheblich vergrößert werden. Andererseits kann das Schleifwerkzeug durch das Abrichten in dem gesamten Schleifbereich wieder so hergestellt werden, dass eine stets "scharfe" und schleiffreudige Schleifscheibe nach dem Abrichten entsteht. Dadurch werden durch Wärmeeinwirkung am Werkstück ansonsten gegebenenfalls entstehende Gefügeveränderungen vermieden.
Figur 10 zeigt ein Schleifwerkzeug gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, bei welchem die Zwischenräume 25 zwischen den Schleifscheibenteilen 5 und 7 von einem Kühlmittel 26 durchströmt werden. Das Kühlmittel wird vorzugsweise in axialer Richtung dem Schleifwerkzeug zugeführt, was vorzugsweise unter Druck erfolgen kann. Innerhalb der Zwischenräume 25 wird einerseits durch den Druck andererseits durch die Zentrifugalwirkung, welcher das Kühlmittel durch die Rotation des Schleifwerkzeuges ausgesetzt ist, nach außen transportiert und kann so in der Trennfuge zwischen dem Teil 5 und dem Teil 7 an der Umfangsfläche, mithin direkt im unmittelbaren Schleifbereich, austreten. Ein derartiges Schleifwerkzeug mit Irmenkühlung kann zusätzlich selbstverständlich noch im Einsatz eine Außenkühlung erfahren, so dass es möglich ist, eine optimale Kü mittelzuführung in die gesamten Schleifbereiche zu erhalten.
Ein weiterer Vorteil eines derartigen Schleifwerkzeuges mit Irmenkühlung besteht darin, dass durch den permanenten Fluss an Kühlmittel 26 die Trennfugen zwischen den Teilen 5 und 7 permanent gereinigt werden und sich keine Schleifrückstände in diesen Trennfugen sammeln können. Der übrige Aufbau des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuges entspricht im Wesentlichen dem gemäß Figur 1.
Bezugsziffernliste
I Schleifwerkzeug 2 Schleifspindel
3 Spannflansch
4 Spannschraube
5 (Schleifwerkzeug-)Teil
6 Schleifflächen 6A,B Schleifflächen-Umfangsbereich
6C,D Schleifflächen-Seitenflächen
7 (Schleifwerkzeug)-Teil
8 äußere Zentrierschulter/Zentrierbund
9 äußere Seitenfläche des Schleifscheiben-artigen Körpers 10 äußere Seitenfläche des Schleifscheiben-artigen Körpers
I I Skala für Verstellmechanismus
12 Spannschraube für Verstellmechanismus
13 Spanngewindestift
14 Innere Zentrierschulter/Zentrierbund 15 Übergreifung
16 Übergreifung
17 Umfangslinie
18 Oberfläche senkrecht zur Drehachse
19 Oberfläche senkrecht zur Drehachse 20 Oberfläche geneigt zur Drehachse
21 Oberfläche geneigt zur Drehachse
22 Drehachse
23 Stellschraube
24 Widerlagefläche 25 Zwischenraum
26 Kühlmittel
27 Abrichtrad
28 Diamantbelag Schleifscheiben-Kontur vor dem Abrichten Werkstück Werkstück-Rohkontur Werkstück-Endkontur Schleiffläche

Claims

Patentansprüche
1. Schleifwerkzeug (1), welches aus zumindest zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen (5, 7) besteht, welche einen Schleifscheiben-artigen, einen Belag aus CBN- oder Diamant-Schleifmittel aufweisenden Körper mit einer am Umfangsbereich unterbrochen ausgebildeten Schleiffläche (6) ausbilden, wobei die Teile (5, 7) mit einem Verstellmechanismus so relativ zueinander verstellbar und in der jeweiligen Verstellung mittels einer derartig angeordneten Zentriereinrichtung fixierbar sind, dass der Schleifscheiben-artige Körper bezüglich seiner Schleifbreite einstellbar und nach erfolgter Fixierung im Wesentlichen nicht gespreizt ist.
2. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Verstellmechanismus zum Verstellen und Fixieren der zwei Teile (5, 7) relativ zueinander zumindest drei Einstell-/Verstell-Einheiten (11, 23) aufweist, welche umfangsmäßig mit im Wesentlichen gleichem Winkel beabstandet angeordnet sind, wobei die Zentriereinrichtung insbesondere als Zentrierbund ausgebildet ist.
3. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 2, bei welchem der Zentrierbund einen radial außenliegenden Zentrierbund (8) und/oder einen radial innenliegenden Zentrierbund (14) aufweist.
4. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die Einstell-/Verstell-Einheiten (11, 23) in radialer Richtung so weit wie möglich außen in Richtung auf den Außenumfang des Schleifwerkzeuges (1) angeordnet sind, wobei der Zentrierbund radial außerhalb der Einstell-/Verstell-Einheiten (11, 23) angeordnet ist.
5. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem eines (5) der das Schleifwerkzeug ausbildenden Teile (5, 7) fest auf einer Schleifspindel (2) und das andere (7) der Teile (5, 7), an welchen die Einstell-/Verstell-Einheiten angeordnet sind, relativ zu dem festen Teil (5) verstellbar bzw. verschieblich befestigt ist.
6. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Teil (7) mit dem Teil (5) mittels Spanngewindestiften und einer festgezogenen Spannschraube (12) kraftschlüssig und spielfrei verspannt ist.
7. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem zusätzlich eine Zentrierung auf einer Spindelnase auf einer Schleifspindel (2) vorgesehen ist.
8. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Schleifbreite mittels des Verstellmechanismus stufenlos einstellbar ist.
9. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Teile (5, 7) auf ihren einander zuweisenden axialen Seiten jeweils formkongruente Verzahnungen aufweisen.
10. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 9, bei welchem die Verzahnungen bezüglich einer gedachten Umfangslinie (17) im Umfangsbereich wechselseitige Übergreifungen (15, 16) dieser Umfangslinie (17) ausbilden.
11. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem die Verzahnungen an ihren einander zuweisenden axialen Seiten Oberflächen (18, 19 bzw. 20, 21) aufweisen, welche in im Wesentlichen senkrecht (18, 19) oder geneigt (20, 21) zu dessen Drehachse (22) verlaufenden Ebenen angeordnet sind.
12. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 10, bei welchem die Form von durch die Übergreifungen gebildeten Eingriffskanten der zwei Teile (5, 7) am Außenumfang bezüglich der gedachten Umfangslinie (17) treppenförmig, trapezförmig, sägezahnartig, wellenförmig oder spitzzahnförmig oder eine Kombination davon ist.
13. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem der Schleifscheiben-artige Körper zumindest an einer seiner äußeren Seitenflächen (9, 10) eine Schleiffläche aufweist.
14. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem der Schleifscheiben-artige Körper eine aus zwei umfangsmäßig geteilten scheibenartigen Hälften bestehende Schleifscheibe ausbildet, welche an beiden Seitenbereichen Schleifbereiche (6C, 6D) aufweist, mit welchen ein gewünschtes zu schleifendes Breitenmaß in einem Einstech- SchleifVorgang schleifbar ist.
15. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem dessen Teile (5, 6) so ausgebildet sind, dass bei jeder einstellbaren Schleifbreite beim Schleifen Schleifmittel in jeden Bereich der Breite des zu schleifenden Schleifbereiches gelangt.
16. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die Einstell-/Verstell-Einheiten (11, 23) mechanisch manuell betätigbar sind.
17. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 2 oder 3, bei welchem die Einstell-/Verstell-Einheiten automatisch betätigbar sind.
18. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dessen eingestellte Breite über eine Skala (11) ablesbar bzw. einstellbar ist.
19. Schleifwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei welchem zwischen den Teilen (5, 7) in jeder Breiteneinstellung Zwischenräume (25) ausgebildet sind, über welche Kühlmittel (26) bis unmittelbar in die Schleiffläche (6) führbar ist.
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