WO2019057238A1 - Fertigungsvorrichtung zur fertigung eines gekrümmten verlaufs an mindestens einer stirnfläche einer rolle und verfahren zur fertigung eines gekrümmten verlaufs an der mindestens einen stirnfläche mit der fertigungsvorrichtung - Google Patents

Fertigungsvorrichtung zur fertigung eines gekrümmten verlaufs an mindestens einer stirnfläche einer rolle und verfahren zur fertigung eines gekrümmten verlaufs an der mindestens einen stirnfläche mit der fertigungsvorrichtung Download PDF

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Alexander Weidner
Horst Gredy
Stephan Woiwode
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/37—Single-purpose machines or devices for grinding rolls, e.g. barrel-shaped rolls

Definitions

  • Manufacturing device for producing a curved course on at least one end face of a roll and method for producing a curved course at the at least one end face with the manufacturing device
  • the invention relates to a manufacturing device for producing a curved course on at least one end face of a roller.
  • the manufacturing apparatus has a grinding device for grinding the curved course and a holding device for holding the roller between the holding device and the grinding device.
  • the invention also relates to a method for producing a curved course on the at least one end face of the roller with the production device.
  • Rolling elements with curved surfaces are well known from the prior art. Often, the curved surfaces are ground with suitable devices to provide them with a curved course.
  • the document DE 19 531 965 A1 describes a roller body for roller bearings, which has rounded areas at the boundaries between a rolling surface and two end surfaces of a roller.
  • a grinding tool is used which comprises an outer grinding area for grinding the rolling surface, an end grinding area for grinding the end area and a rounded grinding area for grinding the rounded area.
  • the invention has for its object to provide a manufacturing apparatus for the cost-effective production of curved end faces of a roll.
  • This object is achieved by a manufacturing apparatus for producing a curved course on at least one end face of a roll having the features of claim 1 and by a method for producing a curved course on the at least one end face of the roll with the manufacturing apparatus having the features of claim 8.
  • Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims of the following description and / or the accompanying figures.
  • the roller is designed as a rolling element for a rolling bearing.
  • the roller is designed as a cylindrical roller. But it can also be a needle roller or barrel roll.
  • the roller has a diameter of 5 millimeters, preferably 6 millimeters and / or up to 8 millimeters.
  • a length of the roller is preferably at least 4 millimeters, in particular at least 20 millimeters, in particular at least 40 millimeters and / or a maximum of 70 millimeters.
  • the at least one end face is arranged axially to a rotation axis of the roll.
  • the roller has a lateral surface which extends radially about the axis of rotation of the roller.
  • the roller has first and second end surfaces disposed axially opposite each other to the rotation axis.
  • the manufacturing device has a grinding device.
  • the grinding device is designed to grind the curved course on the at least one end face of the roller.
  • the grinding device is designed as a cuboid jaw, in particular with a significantly greater length than height.
  • the manufacturing device comprises a holding device.
  • the holding device is designed to hold the roller between the holding device and the grinding device.
  • the holding device is designed as a further block-shaped jaw whose length is in particular significantly greater than its height.
  • the grinding device and the holding device preferably have the same dimensions, in particular the same length and / or height.
  • the grinding device and the holding device are formed from a steel alloy.
  • the holding device is linearly movable relative to the grinding device.
  • the holding device is rectified and / or movable parallel to the grinding device.
  • the manufacturing device comprises an actuator, for example a linear motor, for linear drive of the holding device relative to the grinding device.
  • the holding device is driven by the actuator to move linearly, in particular rectified and / or parallel to the grinding device.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the grinding device is arranged stationary. It is preferred that the grinding device is integrated in a rolling machine as a grinding machine and anchored therein fixed. In particular, the holding device is integrated in the grinding machine and there linearly movable at a defined distance from the grinding device and rectified and / or parallel to this movable.
  • the roller between the grinding device and the holding device can preferably be arranged in a form-fitting manner.
  • the roller is arranged in a transition fit or press fit between the grinding device and the holding device.
  • the grinding device and the holding device contact the roller.
  • the holding device has a holding surface, with which it holds the roller and presses against the grinding device, so that the role can not solve this.
  • the holding surface be provided with a coating or material layer or a surface structuring such as e.g. a knurl, provided, which increases a coefficient of friction of the holding surface.
  • the grinding device has an abrasive channel with a channel opening.
  • the grinding channel comprises an upper grinding profile and a lower grinding profile.
  • the upper and lower abrasive profiles run along the channel opening and / or frame along the grinding channel.
  • the upper abrasive profile for grinding the curved course is formed on the first end face of the roller.
  • the lower abrasive profile is designed for grinding the curved course of the second end face of the roller.
  • the upper and lower abrasive profile have an abrasion-resistant coating, for example of boron nitride (CBN), in order to avoid or delay wear during and / or during grinding.
  • the grinding channel has a channel wall, which is arranged opposite to the channel opening.
  • the roller can be arranged at least in sections in the grinding channel.
  • the production device preferably comprises a feed device, which is designed to supply the roller to the grinding device, in particular into the grinding channel.
  • the feeder places the roller in a channel access that forms an inlet to the grinding channel.
  • the feeder may be e.g. to act a gripper of a robot arm.
  • the axis of rotation of the roller preferably extends vertically, vertically and / or vertically between the two grinding profiles and / or rectified and / or parallel to the channel wall.
  • the roller can be arranged in the grinding channel, in particular in the channel access, such that the first end face contacts the upper grinding profile of the grinding channel and / or that the second end face contacts the lower grinding profile of the grinding channel.
  • the holding surface of the holding device bears against the lateral surface of the roller when the roller is arranged in the grinding channel, in particular in the channel access.
  • the holding device thereby holds or pushes the roller in the direction of the grinding channel and positions the end surfaces on the respective grinding profiles.
  • the roller is drivable by the relative to the grinding device directed linear movement of the holding device to roll on the grinding device and to pass through the grinding channel in a direction of passage.
  • the holding device drives the roller arranged in the grinding channel by its linear movement to move about its axis of rotation in a rotating manner along the grinding channel.
  • the roller passes through the grinding channel from the channel access to a channel end at which ejection of the finished roll preferably takes place.
  • the upper grinding profile and the lower grinding profile are arranged obliquely, at an angle and / or in a radius or radius curve to the channel wall.
  • the curved profile can be produced on the at least one end face of the roller, in particular on the first end face through the upper grinding profile and on the second end face through the lower grinding profile, during and / or during the passage of the grinding channel.
  • a special surface topography has arisen on the finished roll, which can only be produced by the production device according to the invention and / or by the method according to the invention.
  • the grinding channel is tapered in the direction of passage of the roller.
  • the grinding channel narrows in the direction of passage.
  • the channel access has a greater width than the channel end. Since grinding of the at least one end face during and / or during the passage of the roller through the grinding channel axial length adjustment of the roller, the taper and / or increasing narrowing of the grinding channel is preferred and advantageous to the continuous contact of the at least one end face to ensure with the appropriate grinding profile of the grinding channel.
  • a further subject of the invention is a method for producing a curved course on at least one end face of a roll with the production device according to the previous description and / or according to claims 1 to 7.
  • the holding device is driven in particular by the actuator to to move linearly relative to the grinder.
  • the roller is arranged in the grinding channel, so that the lateral surface abuts against the holding device, so that the first end face contacts the upper grinding profile and the second end face contacts the lower grinding profile.
  • the roller is driven by a linear movement of the holding device relative to the grinding device, in particular to rotate through the first and second grinding channel.
  • the curved profile at the first end face is ground by the upper grinding profile and the curved course of the second end face by the lower grinding profile, while the roller passes through the grinding channel in a rotating manner.
  • FIG. 1 shows a manufacturing device for producing a curved course on at least one end face of a roller with a grinding device and with a holding device;
  • Figure 2 is a plan view and side view of a grinding channel inserted in the grinding device;
  • Figure 3 shows the grinding channel of Figure 2, wherein in the grinding channel, the roller is arranged;
  • Figure 4 is a plan view of a channel access of the grinding channel and a
  • FIG. 1 shows a production apparatus 1 which is designed for production, preferably for cost-effective mass production, of a curved course on at least one end face 3a, 3b of a roll 2.
  • the production device 1 comprises a grinding device 4 and a holding device 5.
  • the roller 2 is arranged between the grinding device 4 and the holding device 5, in particular held in a form-fitting manner between these, in particular clamped.
  • the roller 2 is formed as a rolling element, in particular as a cylindrical roller, as a needle roller or barrel roller, for a rolling bearing. It has a diameter of e.g. 5 mm, preferably 6 mm and / or up to 8 mm.
  • a length of the roller 2 is preferably at least 4 millimeters, in particular at least 20 millimeters, in particular at least 40 millimeters and / or a maximum of 70 millimeters.
  • the roller 2 has a lateral surface 3 c, which is arranged radially to a rotation axis X of the roller 2.
  • the roller 2 comprises a first and a second end face 3a, 3b, which are arranged axially opposite to each other.
  • the grinding device 4 and the holding device 5 of the manufacturing device 1 are formed as shown in Figure 1 as cuboid steel jaws. They are in one Rolling machine can be integrated as a grinding machine. It can also be used another machine tool. In the grinding machine, the grinding device 4 is stationary and immovably fixed.
  • the holding device 5 is linearly movable relative to the grinding device 4.
  • the manufacturing device 1 comprises an actuator, not shown, for example, a linear motor, which can move the holding device 5 linear.
  • the grinding device 4 has a grinding channel 6 which comprises a channel opening, a channel wall 7 and an upper grinding profile 8a and a lower grinding profile 8b.
  • the upper and lower abrasive profiles 8a, 8b extend along the channel opening, which is opposite to the channel wall 7.
  • the upper grinding profile 8a is designed to grind the first end face 3a of the roller 2, so that the curved, in particular convex, course is formed thereon.
  • the lower abrasive profile 8b is designed to grind the second end face 3b of the roller 2, so that here too the curved, in particular convex, course is formed.
  • the holding device 5 has a holding surface 9 for holding the roller 2 in the grinding channel 6.
  • the holding surface 9 is optionally provided with a coefficient of friction coating, so that a secure hold of the roller 2 between the grinding device 4 and the holding device 5 is ensured and slipping of the roller 2 can be avoided.
  • FIG. 2 shows a plan view and a side view of the grinding channel 6 of the grinding device 4.
  • Figure 3 shows a detailed view of the roller 2, which is arranged in sections in the grinding channel 6.
  • the roller 2 is arranged in sections in the grinding channel 6, that the axis of rotation X is perpendicular, vertical or vertical and rectified to the Channel wall 7 extends. With the two end faces 3a, 3b, the roller 2 contacts the sanding profiles 8a, 8b. By the holding device 5 shown in Figure 1, the roller 2 is held in this position, in particular pressed into the grinding channel 2.
  • the roller 2 is set in rotation in a direction of passage D about the rotation axis X, so that the roller 2 moves in the direction of passage D through the grinding channel 6.
  • the curved course on the first end face 3a of the roll 2 is ground by the upper sanding profile 8a and the curved course on the second end face 3b by the lower sanding profile 8b.
  • Figure 4 shows a plan view of a channel access 10 of the grinding channel 6 and a side view of the channel access 10.
  • the roller 2 is inserted through the channel access 10 in the grinding channel 6, so that the end surfaces 3a, 3b then by the rotational movement in the direction of passage D with the curved curves can be provided.
  • the manufacturing apparatus 1 (Fig. 1) comprises a feed device (not shown), e.g. is designed as a robot arm and / or gripper. After completely passing through the grinding channel 6, the roll 2 is ejected at a channel end 12 and e.g. transported away by a conveyor belt.
  • the channel access 10 has a greater width W than the grinding channel 6 in the further course in the direction of passage D.
  • the grinding channel 6 tapers or narrows in the direction D. This is necessary because the role of 2 in the insertion into the channel access 10 and
  • the grinding H has a greater height H in the axial direction than during or after grinding in the grinding channel 6.
  • the height H (FIG. 3) of the roller 2 decreases during and / or during the grinding of the curved course at the end faces 3a , 3b, so that the grinding channel 6 is adapted thereto by the taper and / or constriction.
  • the upper and lower abrasive profiles 8a, 8b are provided with an abrasion-resistant coating, for example made of boron nitride (CBN), so that a lifetime increases and a Dulling can be delayed.
  • the sanding profiles 8a, 8b extend transversely, at an angle or in a radius or radius profile to the channel wall 7 (see also FIG. 3).
  • the sanding profiles 8a, 8b are formed by a gradation and / or a radius or radius profile 11, which is / are designed such that the curved course of the end faces 3a, 3b can be ground.

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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
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Abstract

Fertigungsvorrichtung 1 zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche 3a, 3b einer Rolle 2, mit einer Schleifeinrichtung 4 zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs an der mindestens einen Stirnfläche 3a, 3b der Rolle 2 und mit einer Halteeinrichtung 5 zum Halten der Rolle 2 zwischen der Halteeinrichtung 5 und der Schleifeinrichtung 4, wobei die Halteeinrichtung (5) relativ zu der Schleifeinrichtung (4) linearbeweglich ist.

Description

Fertigungsvorrichtung zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche einer Rolle und Verfahren zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an der mindestens einen Stirnfläche mit der Fertigungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Fertigungsvorrichtung zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche einer Rolle. Die Fertigungsvorrichtung weist eine Schleifeinrichtung zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs und eine Halteeinrichtung zum Halten der Rolle zwischen der Halteeinrichtung und der Schleifeinrichtung auf. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an der mindestens einen Stirnfläche der Rolle mit der Fertigungsvorrichtung.
Wälzkörper mit gekrümmten Flächen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Oftmals werden die gekrümmten Flächen mit geeigneten Vorrichtungen geschliffen, um sie mit einem gekrümmten Verlauf zu versehen.
Beispielsweise beschreibt die Druckschrift DE 19 531 965 A1 einen Wälzkörper für Rollenlager, der an den Grenzen zwischen einer Rollfläche und zweier Endflächen einer Rolle jeweils abgerundete Bereiche aufweist. Hierfür wird ein Schleifwerkzeug verwendet, das einen äußeren Schleifbereich zum Schleifen der Rollfläche, eine Endschleifbereich zum Schleifen der Endfläche und einen gerundeten Schleifbereich zum Schleifen des abgerundeten Bereichs umfasst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fertigungsvorrichtung zur kosteneffektiven Fertigung von gekrümmten Stirnflächen einer Rolle bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Fertigungsvorrichtung zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche einer Rolle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an der mindestens einen Stirnfläche der Rolle mit der Fertigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Es wird eine Fertigungsvorrichtung vorgeschlagen, die zur Fertigung eines gekrümmten, insbesondere balligen Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche einer Rolle ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Rolle als ein Wälzkörper für ein Wälzlager ausgebildet. Beispielsweise ist die Rolle als eine Zylinderrolle ausgebildet. Sie kann aber auch eine Nadelrolle oder Tonnenrolle sein. Beispielsweise weist die Rolle einen Durchmesser von 5 Millimeter, vorzugsweise von 6 Millimeter und/oder von bis zu 8 Millimeter auf. Eine Länge der Rolle beträgt vorzugsweise mindestens 4 Millimeter, insbesondere mindestens 20 Millimeter, im Speziellen mindestens 40 Millimeter und/oder maximal 70 Millimeter.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Stirnfläche axial zu einer Drehachse der Rolle angeordnet. Insbesondere weist die Rolle eine Mantelfläche auf, die sich radial um die Drehachse der Rolle erstreckt. Im Speziellen weist die Rolle eine erste und zweite Stirnfläche auf, die axial zu der Drehachse gegenüberliegend zueinander angeordnet sind.
Die Fertigungsvorrichtung weist eine Schleifeinrichtung auf. Die Schleifeinrichtung ist dazu ausgebildet, den gekrümmten Verlauf an der mindestens einen Stirnfläche der Rolle zu schleifen. Beispielsweise ist die Schleifeinrichtung als ein quaderförmiger Backen, insbesondere mit einer deutlich größeren Länge als Höhe ausgebildet.
Die Fertigungsvorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung. Die Halteeinrichtung ist dazu ausgebildet, die Rolle zwischen der Halteeinrichtung und der Schleifeinrichtung zu halten. Zum Beispiel ist die Halteeinrichtung als ein weiterer quaderförmiger Backen ausgebildet, dessen Länge insbesondere deutlich größer ist als dessen Höhe ist. Bevorzugt weisen die Schleifeinrichtung und die Halteeinrichtung gleiche Abmaße, insbesondere eine gleiche Länge und/oder Höhe, auf. Bevorzugt sind die Schleifeinrichtung und die Halteeinrichtung aus einer Stahllegierung gebildet. Erfindungsgemäß ist die Halteeinrichtung relativ zu der Schleifeinrichtung linear beweglich. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung gleichgerichtet und/oder parallel zu der Schleifeinrichtung bewegbar. Insbesondere umfasst die Fertigungsvorrichtung einen Aktor, zum Beispiel einen Linearmotor, zum linearen Antrieb der Halteeinrichtung relativ zu der Schleifeinrichtung. Im Speziellen wird die Halteeirichtung durch den Aktor dazu angetrieben, sich linear, insbesondere gleichgerichtet und/oder parallel zu der Schleifeinrichtung zu bewegen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schleifeinrichtung ortsfest angeordnet ist. Bevorzugt ist, dass die Schleifeinrichtung in einer Walzmaschine als Schleifmaschine integriert und darin ortsfest verankert ist. Insbesondere ist auch die Halteeinrichtung in der Schleifmaschine integriert und dort linear beweglich in einem definierten Abstand zu der Schleifeinrichtung und gleichgerichtet und/oder parallel zu dieser bewegbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rolle zwischen der Schleifeinrichtung und der Halteeinrichtung bevorzugt formschlüssig anordbar. Optional ist die Rolle in einer Übergangspassung oder Presspassung zwischen der Schleifeinrichtung und der Halteeinrichtung angeordnet. Vorzugsweise kontaktieren die Schleifeinrichtung und die Halteeinrichtung die Rolle. Insbesondere weist die Halteeinrichtung eine Haltefläche auf, mit der sie die Rolle hält und gegen die Schleifeinrichtung drückt, sodass sich die Rolle nicht von dieser lösen kann. Besonders bevorzugt ist, dass die Haltefläche mit einer Beschichtung oder einer Materiallage oder eine Oberflächenstrukturierung, wie z.B. eine Rändelung, versehen ist, die einen Reibbeiwert der Haltefläche erhöht. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein sicherer Halt der Rolle zwischen der Schleifeinrichtung und der Halteeinrichtung gewährleistet werden. Insbesondere kann dadurch ein Durchrutschen der Rolle zwischen der Schleifeinrichtung und der Halteeinrichtung verhindert werden, im Speziellen bei und/oder während der Linearbewegung der Halteeinrichtung.
Eine bevorzugte konstruktive Umsetzung der Schleifeinrichtung sieht vor, dass die Schleifeinrichtung einen Schleifkanal mit einer Kanalöffnung aufweist. Beispielsweise umfasst der Schleifkanal ein oberes Schleifprofil und ein unteres Schleifprofil. Bevorzugt verlaufen das obere und untere Schleifprofil entlang der Kanalöffnung und/oder Rahmen diese entlang des Schleifkanals ein. Vorzugsweise ist das obere Schleifprofil zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs an der ersten Stirnfläche der Rolle ausgebildet. Insbesondere ist das untere Schleifprofil zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs der zweiten Stirnfläche der Rolle ausgebildet. Besonders bevorzugt ist, dass das obere und untere Schleifprofil einen abriebfesten Belag, zum Beispiel aus Bornitrit (CBN) aufweist, um eine Abnutzung bei und/oder während des Schleifens zu vermeiden oder hinauszuzögern. Optional weist der Schleifkanal eine Kanalwand auf, die gegenüberliegend zu der Kanalöffnung angeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Rolle zumindest abschnittsweise in dem Schleifkanal anordbar ist. Bevorzugt umfasst die Fertigungsvorrichtung hierfür eine Zuführeinrichtung, die zur Zuführung der Rolle zu der Schleifeinrichtung, insbesondere in den Schleifkanal, ausgebildet ist. Optional legt die Zuführeinrichtung die Rolle in einen Kanalzugang, der einen Einlass zu dem Schleifkanal bildet. Bei der Zuführeinrichtung kann es sich z.B. um einen Greifer eines Roboterarms handeln.
Wenn die Rolle in dem Schleifkanal, insbesondere in dem Kanalzugang, angeordnet ist, erstreckt sich die Drehachse der Rolle bevorzugt vertikal, senkrecht und/oder lotrecht zwischen den beiden Schleifprofilen und/oder gleichgerichtet und/oder parallel zu der Kanalwand. Insbesondere ist die Rolle so in dem Schleifkanal, insbesondere in dem Kanalzugang, anordbar, dass die erste Stirnfläche das obere Schleifprofil des Schleifkanals kontaktiert und/oder dass die zweite Stirnfläche das untere Schleifprofil des Schleifkanals kontaktiert. Insbesondere liegt die Haltefläche der Halteeinrichtung an der Mantelfläche der Rolle an, wenn die Rolle in dem Schleifkanal, insbesondere in dem Kanalzugang, angeordnet ist. Im Speziellen hält oder drückt die Halteeinrichtung die Rolle dadurch in Richtung des Schleifkanals und positioniert die Stirnflächen an den jeweiligen Schleifprofilen. ln einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rolle durch die relativ zu der Schleifeinrichtung gerichtete Linearbewegung der Halteeinrichtung dazu antreibbar, sich an der Schleifeinrichtung abzuwälzen und den Schleifkanal in einer Durchlaufrichtung zu durchlaufen. Vorzugsweise treibt die Halteeinrichtung die in dem Schleifkanal angeordnete Rolle durch ihre Linearbewegung dazu an, sich um ihre Drehachse rotierend entlang des Schleifkanals fortzubewegen. Insbesondere durchläuft die Rolle den Schleifkanal von dem Kanalzugang bis zu einem Kanalende, an dem bevorzugt ein Auswurf der fertig bearbeiteten Rolle erfolgt. Durch den Kontakt der Stirnflächen mit dem jeweiligen Schleifprofil erfolgt das Schleifen des gekrümmten Verlaufs der ersten und zweiten Stirnfläche bei und/oder während der Rotation der Rolle und des Durchlaufens des Schleifkanals.
Bevorzugt ist, dass das obere Schleifprofil und das untere Schleifprofil schräg, winklig und/oder in einem Radius oder Radienverlauf zu der Kanalwand angeordnet sind. Dadurch kann der gekrümmte Verlauf an der mindestens einen Stirnfläche der Rolle, insbesondere an der ersten Stirnfläche durch das obere Schleifprofil und an der zweiten Stirnfläche durch das untere Schleifprofil, bei und/oder während des Durchlaufens des Schleifkanals gefertigt werden. Optional ist an der fertig bearbeiteten Rolle eine besondere Oberflächentopographie entstanden, die nur durch die erfindungsgemäße Fertigungsvorrichtung und/oder durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schleifkanal in Durchlaufrichtung der Rolle verjüngt ausgebildet. Vorzugsweise verengt sich der Schleifkanal in Durchlaufrichtung. Insbesondere weist der Kanalzugang eine größere Weite auf als das Kanalende. Da durch das Schleifen der mindestens einen Stirnfläche bei und/oder während des Durchlaufens der Rolle durch den Schleifkanal eine axiale Längenanpassung der Rolle erfolgt, ist die Verjüngung und/oder zunehmende Verengung des Schleifkanals bevorzugt und von Vorteil, um den fortlaufenden Kontakt der mindestens einen Stirnfläche mit dem entsprechenden Schleifprofil der Schleifkanals zu gewährleisten. Durch die Fertigungsvorrichtung kann eine effektive und kostengünstige Fertigung, insbesondere Massenfertigung, gekrümmter Stirnflächen an Rollen bereitgestellt werden. Insbesondere kann in vorteilhafter Weise eine Taktzahl fertig bearbeiteter Rollen gegenüber herkömmlichen Fertigungsvorrichtungen erhöht werden.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche einer Rolle mit der Fertigungsvorrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach den Ansprüchen 1 bis 7. Im Rahmen des Verfahrens wird die Halteeinrichtung insbesondere durch den Aktor dazu angetrieben, sich relativ zu der Schleifeinrichtung linear zu bewegen.
In einem bevorzugten Verfahrensschritt wird die Rolle in dem Schleifkanal angeordnet, sodass die Mantelfläche an der Halteeinrichtung anliegt, sodass die erste Stirnfläche das obere Schleifprofil kontaktiert und sodass die zweite Stirnfläche das untere Schleifprofil kontaktiert. Vorzugsweise wird die Rolle durch eine Linearbewegung der Halteeinrichtung relativ zu der Schleifeinrichtung dazu angetrieben, den ersten und zweiten Schleifkanal insbesondere rotierend zu durchlaufen.
In einem weiteren bevorzugten Verfahrensschritt werden der gekrümmte Verlauf an der ersten Stirnfläche durch das obere Schleifprofil und der gekrümmte Verlauf der zweiten Stirnfläche durch das untere Schleifprofil geschliffen, während die Rolle den Schleifkanal rotierend durchläuft.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Fertigungsvorrichtung zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche einer Rolle mit einer Schleifeinrichtung und mit einer Halteeinrichtung; Figur 2 eine Draufsicht und Seitenansicht eines Schleifkanals, der in der Schleifeinrichtung eingebracht ist;
Figur 3 der Schleifkanal aus Figur 2, wobei in dem Schleifkanal die Rolle angeordnet ist;
Figur 4 eine Draufsicht auf einen Kanalzugang des Schleifkanals und eine
Seitenansicht des Kanalzugangs.
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine Fertigungsvorrichtung 1 , die zur Fertigung, bevorzugt zur kosteneffektiven Massenfertigung, eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche 3a, 3b einer Rolle 2 ausgebildet ist. Die Fertigungsvorrichtung 1 umfasst eine Schleifeinrichtung 4 und eine Halteeinrichtung 5. Die Rolle 2 ist zwischen der Schleifeinrichtung 4 und der Halteeinrichtung 5 angeordnet, insbesondere zwischen diesen formschlüssig gehalten, insbesondere eingeklemmt.
Die Rolle 2 ist als ein Wälzkörper, insbesondere als eine Zylinderrolle, als eine Nadelrolle oder Tonnenrolle, für ein Wälzlager ausgebildet. Sie weist einen Durchmesser von z.B. 5 Millimeter, vorzugsweise von 6 Millimeter und/oder von bis zu 8 Millimeter auf. Eine Länge der Rolle 2 beträgt vorzugsweise mindestens 4 Millimeter, insbesondere mindestens 20 Millimeter, im Speziellen mindestens 40 Millimeter und/oder maximal 70 Millimeter.
Wie in Figur 3 genauer gezeigt, weist die Rolle 2 eine Mantelfläche 3c auf, die radial zu einer Drehachse X der Rolle 2 angeordnet ist. Die Rolle 2 umfasst eine erste und eine zweite Stirnfläche 3a, 3b auf, die axial einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Die Schleifeinrichtung 4 und die Halteeinrichtung 5 der Fertigungsvorrichtung 1 sind wie in Figur 1 gezeigt als quaderförmige Stahlbacken ausgebildet. Sie sind in einer Walzmaschine als Schleifmaschine integrierbar. Es kann auch eine andere Werkzeugmaschine verwendet werden. In der Schleifmaschine ist die Schleifeinrichtung 4 ortsfest und unbeweglich fixiert. Die Halteeinrichtung 5 ist relativ zu der Schleifeinrichtung 4 linear bewegbar. Hierfür umfasst die Fertigungsvorrichtung 1 einen nicht gezeigten Aktor, z.B. einen Linearmotor, der die Halteeinrichtung 5 linear bewegen kann.
Bei einer Linearbewegung L der Halteeinrichtung 5 bewegt sich diese beabstandet zu der Schleifeinrichtung 4 und gleichgerichtet und/oder parallel zu der Schleifeinrichtung 4.
Die Schleifeinrichtung 4 weist einen Schleifkanal 6 auf, der eine Kanalöffnung, eine Kanalwand 7 und ein oberes Schleifprofil 8a und ein unteres Schleifprofil 8b umfasst. Das obere und untere Schleifprofil 8a, 8b erstreckt sich entlang der Kanalöffnung, die der Kanalwand 7 gegenüberliegt. Das obere Schleifprofil 8a ist dazu ausgebildet, die erste Stirnfläche 3a der Rolle 2 zu schleifen, sodass daran der gekrümmte, insbesondere ballige, Verlauf entsteht. Das untere Schleifprofil 8b ist dazu ausgebildet, die zweite Stirnfläche 3b der Rolle 2 zu schleifen, sodass auch hier der gekrümmte, insbesondere ballige, Verlauf gebildet wird.
Die Halteeinrichtung 5 weist eine Haltefläche 9 zum Halten der Rolle 2 in dem Schleifkanal 6 auf. Die Haltefläche 9 ist optional mit einer reibbeiwerterhöhenden Beschichtung versehen, sodass ein sicherer Halt der Rolle 2 zwischen der Schleifeinrichtung 4 und der Halteeinrichtung 5 gewährleistet ist und ein Abrutschen der Rolle 2 vermieden werden kann.
In Figur 2 sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Schleifkanals 6 der Schleifeinrichtung 4 gezeigt. Figur 3 zeigt eine Detaildarstellung der Rolle 2, die in dem Schleifkanal 6 abschnittsweise angeordnet ist.
Die Rolle 2 ist abschnittsweise so in dem Schleifkanal 6 angeordnet, dass die Drehachse X senkrecht, lotrecht oder vertikal verläuft und sich gleichgerichtet zu der Kanalwand 7 erstreckt. Mit den beiden Stirnflächen 3a, 3b kontaktiert die Rolle 2 die Schleifprofilen 8a, 8b. Durch die in Figur 1 gezeigte Halteeinrichtung 5 wird die Rolle 2 in dieser Position gehalten, insbesondere in den Schleifkanal 2 hineingedrückt.
Die Halteeinrichtung 5 führt, aktiviert durch den Aktor, die Linearbewegung L aus. Dadurch wird die Rolle 2 in einer Durchlaufrichtung D um die Drehachse X in Rotation versetzt, sodass sich die Rolle 2 in Durchlaufrichtung D durch den Schleifkanal 6 bewegt. Dabei oder währenddessen wird der gekrümmte Verlauf an der ersten Stirnfläche 3a der Rolle 2 durch das obere Schleifprofil 8a und der gekrümmte Verlauf an der zweiten Stirnfläche 3b durch das untere Schleifprofil 8b geschliffen.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Kanalzugang 10 des Schleifkanals 6 und eine Seitenansicht des Kanalzugangs 10. Die Rolle 2 wird durch den Kanalzugang 10 in den Schleifkanal 6 eingesetzt, sodass die Stirnflächen 3a, 3b anschließend durch die Rotationsbewegung in Durchlaufrichtung D mit den gekrümmten Verläufen versehen werden können. Zum Einsetzen der Rolle 2 in den Schleifkanal 6 umfasst die Fertigungsvorrichtung 1 (Fig. 1 ) eine nicht gezeigte Zuführeinrichtung, die z.B. als ein Roboterarm und/oder Greifer ausgebildet ist. Nach dem vollständigen Durchlaufen des Schleifkanals 6 wird die Rolle 2 an einem Kanalende 12 ausgeworfen und z.B. durch ein Transportband abtransportiert.
Der Kanalzugang 10 weist eine größere Weite W auf, als der Schleifkanal 6 im weiteren Verlauf in Durchlaufrichtung D. Insbesondere verjüngt oder verengt sich der Schleifkanal 6 in Durchlaufrichtung D. Dies ist notwendig, da die Rolle 2 bei dem Einsetzen in den Kanalzugang 10 und vor dem Schleifen eine größere Höhe H in axialer Richtung aufweist, als während oder nach dem Schleifen in dem Schleifkanal 6. Insbesondere verringert sich die Höhe H (Fig. 3) der Rolle 2 bei und/oder während des Schleifens des gekrümmten Verlaufs an den Stirnflächen 3a, 3b, sodass der Schleifkanal 6 durch die Verjüngung und/oder Verengung daran angepasst ist.
Das obere und untere Schleifprofil 8a, 8b sind mit einem abriebfesten Belag, zum Beispiel aus Bornitrit (CBN) versehen, sodass eine Lebensdauer erhöht und eine Abstumpfung verzögert werden kann. Die Schleifprofile 8a, 8b verlaufen quer, winklig oder in einem Radius oder Radienverlauf zu der Kanalwand 7 (siehe auch Fig.3). Insbesondere sind die Schleifprofile 8a, 8b durch eine Abstufung und/oder einen Radius bzw. Radienverlauf 1 1 gebildet, die/der so gestaltet ist/sind, dass der gekrümmte Verlauf der Stirnflächen 3a, 3b geschliffen werden kann.
Durch die Fertigungsvorrichtung 1 gemäß Figur 1 kann in vorteilhafter Weise eine Taktzahl gegenüber herkömmlichen Fertigungsvorrichtungen zum Schleifen von gekrümmten Stirnflächen an Wälzkörpern erhöht werden. Dadurch können die Rollen 2 mit den gekrümmten Stirnflächen 3a, 3b kosteneffektiv gefertigt werden.
Bezuqszeichenliste
1 Fertigungsvorrichtung
2 Rolle
3a erste Stirnfläche
3b zweite Stirnfläche
3c Mantelfläche
4 Schleifeinrichtung
5 Halteeinrichtung
6 Schleifkanal
7 Kanalwand
8a oberes Schleifprofil
8b unteres Schleifprofil
9 Haltefläche
10 Kanalzugang
1 1 Abstufung und/oder Radius
D Durchlaufrichtung
H Höhe
L Linearbewegung
W Weite
X Drehachse

Claims

Patentansprüche
1 . Fertigungsvorrichtung (1 ) zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche (3a, 3b) einer Rolle (2), mit einer Schleifeinrichtung (4) zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs an der mindestens einen Stirnfläche (3a, 3b) der Rolle (2) und mit einer Halteeinrichtung (5) zum Halten der Rolle (2) zwischen der Halteeinrichtung (5) und der Schleifeinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (5) relativ zu der Schleifeinrichtung (4) linearbeweglich ist.
2. Fertigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinrichtung (4) ortsfest angeordnet ist.
3. Fertigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2) formschlüssig zwischen der Schleifeinrichtung (4) und der Halteeinrichtung (5) anordbar und/oder angeordnet ist.
4. Fertigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinrichtung (4) einen Schleifkanal (6) aufweist, wobei der Schleifkanal (6) ein oberes Schleifprofil (8a) zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs an einer ersten Stirnfläche (3a) der Rolle (2) und ein unteres Schleifprofil (8b) zum Schleifen des gekrümmten Verlaufs an einer zweiten Stirnfläche (3b) der Rolle (2) umfasst.
5. Fertigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2) in dem Schleifkanal (6) anordbar ist, sodass eine Mantelfläche (3c) der Rolle (2) an der Halteeinrichtung (5) anliegt, sodass die erste Stirnfläche (3a) das obere Schleifprofil (8a) des Schleifkanals (6) kontaktiert und sodass die zweite Stirnfläche (3b) das untere Schleifprofil (8b) des Schleifkanals (6) kontaktiert.
6. Fertigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2) durch eine relativ zu der Schleifeinrichtung (4) gerichtete Linearbewegung (L) der Halteeinrichtung (5) dazu antreibbar ist, sich an der Schleifeinrichtung (4) abzuwälzen und den Schleifkanal (6) in einer Durchlaufrichtung (D) zu durchlaufen.
7. Fertigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkanal (6) in der Durchlaufrichtung (D) der Rolle (2) verjüngt ausgebildet ist und/oder sich in Durchlaufrichtung (D) verengt.
8. Verfahren zur Fertigung eines gekrümmten Verlaufs an mindestens einer Stirnfläche (3a, 3b) einer Rolle (2) mit der Fertigungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (5) dazu angetrieben wird, sich relativ zu der Schleifeinrichtung (4) linear zu bewegen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (2) in dem Schleifkanal (6) so angeordnet wird, dass die erste Stirnfläche (3a) das obere Schleifprofil (8a) und die zweite Stirnfläche (3b) das untere Schleifprofil (8b) kontaktieren und dass die Halteeinrichtung (5) an der Mantelfläche (3c) der Rolle (2) anliegt und/oder gegen diese drückt, wobei die Rolle (2) durch die Linearbewegung (L) der Halteeinrichtung (5) in Rotation versetzt wird und den Schleifkanal (6) in Durchlaufrichtung (D) durchläuft.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Verlauf an der ersten Stirnfläche (3a) durch das obere Schleifprofil (8a) geschliffen wird und dass der gekrümmte Verlauf an der zweiten Stirnfläche (3b) durch das untere Schleifprofil (8b) geschliffen wird, während die Rolle (2) den Schleifkanal (6) rotierend durchläuft.
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