[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Aus der DE-PS 885 527 ist eine Vorrichtung zum Feinziehschleifen von Wellenteilen
bekannt, wobei die zu bearbeitende Welle in einer Haltevorrichtung drehbar geführt
ist und ein Werkzeughalter mit darauf befestigten Schleifwerkzeugen zur Schleifzugabe
radial zu der Welle bewegbar ist. Nachteilig an einer derartigen Schleifvorrichtung
ist es daß zum Ändern der Schleifgüte, die durch die Körnungswerte der Schleifsteine
bestimmt ist, der komplette Werkzeughalter mit den Schleifsteinen gewechselt werden
muß. Demzufolge muß während eines kompletten Schleifbearbeitungsvorgangs einer Welle
die Werkzeugmaschine mehrfach stillgesetzt werden, um die Welle mit Schleifsteinen
unterschiedlicher Schleifgüte bearbeiten zu können.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der es möglich
ist, das Schleifwerkzeug während eines fortlaufenden Bearbeitungsvorgangs zu wechseln.
[0004] Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch,
daß das Schleifwerkzeug als Flachschleifstein ausgebildet ist, wird ein Wechsel des
Schleifwerkzeugs durch ein tangentiales Verschieben des Werkzeughalters mit dem Flachschleifstein
zu dem zu bearbeitenden Rotationskörperteil erreicht.
[0005] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Flachschleifstein aus aufeinander
folgenden Segmenten zusammengesetzt. Dabei weisen die aufeinander folgenden Segmente
vorteilhaft unterschiedliche Körnungswerte auf. Somit kann während eines einzigen
Bearbeitungsvorgangs, ohne die Schleifmaschine zu einem Werkzeugwechsel stillzusetzen,
die Bearbeitungsgüte des zu bearbeitenden Rotationskörperteils geändert werden.
[0006] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, die unterschiedlichen
Körnungswerte der einzelnen Segmente eines Flachschleifsteins sortiert aufeinander
folgen zu lassen. Das heißt also, daß als erstes Endsegment auf dem Werkzeughalter
ein Segment mit dem gröbsten zu verwendenden Körnungswert angeordnet ist, und daran
anschließend die Körnungswerte der folgenden Segmente bis zu einem feinsten Körnungswert
immer verfeinert werden, wobei dieses Segment als zweites Endsegment verwendet wird.
[0007] Nach einer Weiterbildung ist der aus Segmenten zusammengesetzte Flachschleifstein
keilförmig ausgebildet. Dabei weist das Segment mit der gröbsten Körnung mit seinem
von dem nächst feineren Segment abgewandten Ende das spitze Ende des Keils auf, während
das auf dem Werkzeugträger gegenüberliegende Segment mit den feinsten Körnungswerten
endseitig das stumpfe Ende des Keils bildet. Durch diese Ausbildung wird erreicht,
daß bei einer tangentialen Bewegung des Flachschleifsteins zu dem zu bearbeitenden
Rotationskörperteil ausgehend von dem spitzen Keilende der sich durch den Schleifvorgang
verringernde Durchmesser des Rotationskörperteils durch die sich keilförmig erweiternde
Dicke des Flachschleifsteins ausgeglichen wird. Somit ist sichergestellt, daß, ohne
das der Werkzeugträger radial zu dem zu bearbeitenden Rotationskörperteil nachgestellt
werden muß, alle Segmente des Flachschleifsteins an dem zu bearbeitenden Rotationskörperteil
Schleifarbeit verrichten. Der gleiche Vorteil wie mit der keilförmigen Ausbildung
des Flachschleifsteins wird erreicht, wenn der mit Segmenten gleicher Dicke ausgestattete
Werkzeugträger mit einem Anstellwinkel zu dem zu bearbeitenden Rotationskörperteil
tangential bewegt wird. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, daß die Segmente
alle mit der gleichen Dicke gefertigt werden können. Damit wird sowohl ein gleichmäßiger
Verschleiß der einzelnen Segmente erreicht, als auch bei der Grundzusammenstellung
der einzelnen Segmente unterschiedlicher Körnung zu einem Flachschleifstein die
Auswahl des jeweils hinsichtlich der Anschlußhöhe zu dem vorangegangenen Segment
passenden Folgesegments erleichtert. Weiterhin ist es durch einen einstellbaren
tangentialen Anstellwinkel des Werkzeugträgers zu dem zu bearbeitenden Rotationskörperteil
auch leicht möglich, unterschiedliche Werkstückfestigkeiten zu berücksichtigen, die
sich in einer schnelleren oder langsamen Materialabnahme während des Schleifvorgangs
äußern. Dadurch, daß die dem Rotationskörper zugewandte Seite des Flachschleifsteins
eine sich über dessen tangentiale Erstreckung ändernde Oberflächenkontur aufweist,
ist es in Weiterbildung der Erfindung möglich, das zu bearbeitende Rotationskörperteil
mit einer speziellen Oberflächenkontur zu schleifen. So können beispielsweise Nuten
oder Vertiefungen in einfacher Weise in einen Rotationskörperteil eingeschliffen
werden.
[0008] In dem Anspruch 8 wird ein vorteilhaftes Verfahren bezüglich eines Schleifablaufs
für eine Vorrichtung nach einem der vorangengangenen Ansprüche aufgezeigt. Dabei wird
der aus Segmenten zusammengesetzte Flachschleifstein mit einer derartigen Geschwindigkeit
ausgehend von einer ersten Endstellung des Flachschleifsteins tangential an dem zu
barbeitenden Rotationskörperteil vorbeigeführt, daß beim Erreichen der zweiten Endstellung
des Flachschleifsteins der Bearbeitungsvorgang des Rotationskörperteils abgeschlossen
ist. Dabei ist es gleichgültig, ob der Bearbeitungsvorgang das Ziel hat, das zu bearbeitende
Rotationskörperteil auf ein vorgegebenenes Maß abzuschleifen, eine vorgegebene Schleifgüte
des Rotationskörperteils zu erreichen oder beide Ziele erfüllt werden sollen. Bei
speziellen Schleifvorgängen ist es aber auch sinnvoll, mehrere Bearbeitungsvorgänge
aufeinander folgen zu lassen.
[0009] In Weiterbildung des Verfahrens wird die Drehgeschwindigkeit des zu bearbeitenden
Rotationskörperteils insbesondere bei feinerwerdenden Körnungswerten der aufeinander
folgenden Segmente des Flachschleifsteins erhöht. Dadurch wird die Schleifgüte des
Rotationskörperteils weiter verbessert.
[0010] Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorteilhaft, neben dem tangentialen
Vorschub des Werkzeugträgers einen radialen Vorschub des Werkzeugträgers zu dem zu
bearbeitendem Rotationskörperteil hin vorzunehmen, wo bei die beiden Bewegungen so
aufeinander abgestimmt sind, daß eine fortlaufende Bearbeitung des Rotationskörperteils
in der Form gewährleistet ist, daß:
a) die beiden Vorschubgeschwindigkeiten so eingeregelt werden, daß eine unzuzlässig
hohe Beanspruchung von Werkstück und Werkzeug vermieden wird,
b) bei einem einmaligen Überfahren des Rotationskörperteils mit dem Flachschleifstein
die vorgegebene Bearbeitungsgüte bzw. das vorgegebene Schleifmaß erreicht ist.
[0011] Je nach den Erfordernissen bezüglich Schleifgüte und Temperaturentwicklung während
des Schleifvorgangs ist es vorteilhaft, zumindest während eines zeitlichen Abschnitts
des Schleifverfahrens der Schleifstelle Kühlmittel zuzuführen. Dies erfolgt vorteilhaft
über eine an der Schleifmaschine fest installierte Zuführeinrichtung, die entweder
manuell oder programmgesteuert mit Kühlflüssigkeit beschickt wird.
[0012] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungswesentlichen Teils einer Schleifvorrichtung
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Schleifvorrichtung gemäß Fig. 1
Fig. 3 zeigt eine Ansicht nach Schnitt A-A gemäß Fig. 1 und
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Lagerkörpers, der die Welle in dem zu bearbeitenden
Wellenteil trägt.
[0013] Das zu bearbeitende Rotationskörperteil 1 a ist in den Ausführungsbeispielen das
Grundlager einer Kurbelwelle 1. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Kurbelwelle
1 in zu dem Wellenteil 1 a benachbarten Grundlagerwellenteilen 1 b und 1 c in nicht
näher dargestellten Lagern 2 b und 2 c drehbar gelagert. Die Lager 2 b, 2 c sind wiederum
an der Schleifmaschine befestigt. Auf dem freien Grundlagerwellenteil 1 c der Kurbelwelle
1 ist ein Zahnrad 3 befestigt. Über dieses Zahnrad 3 wird die Kurbelwelle 1 von einem
in die Schleifmaschine integrierten Motor regelbar angetrieben.
[0014] Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind auf einem Werkzeughalter vier Segmente
5, 6, 7 und 8 eines Flachschleifsteins 26 befestigt. Die Flachschleifsteinsegmente
5 bis 8 weisen unterschiedliche Körnungswerte auf. Das Segment 5 hat die gröbste Körnung,
die Flachschleifsteinsegmente 6 und 7 werden in ihrer Körnung jeweils stufenweise
feiner und das Flachschleifsteinsegment 8 weist die feinste Körnung auf. Die einzelnen
Segmente 5 bis 8 haben alle im Neuzustand identische Abmessungen.
[0015] Stirnseitige Endstücke 9 und 10 des Werkzeughalters 4 fixieren einmal die Segmente
5 bis 8, zum anderen sind sie mit Einrichtungen versehen, die eine Verstellung des
Anstellwinkels des Werkzeughalters 4 zu der tangentialen Bewegungsrichtung a des
Werkzeughalters 4 ermöglichen. Dazu ist der Werkzeughalter 4 in seiner Querachse 11,
die in dem stirnseitigen Endstück 10 liegt, drehbar gelagert. In dem gegenüberliegenden
stirnseitigen Endstück 9 ist ein Gewinde 12 eingearbeitet, in das eine Spindel 13
eingeschraubt ist. Die Spindel 13 kann über nicht dargestellte Einrichtungen fernbedienbar
von dem Steuerpult der Schleifmaschine verdreht werden. Mit dieser Einrichtung ist
es möglich, einen Anstellwinkel des Werkzeughalters 4 zu der Bewegungsrichtung a fest
oder variierbar während des tangentialen Bewegungsvorgangs einzustellen. Somit ist
es jederzeit möglich, den Schleifdruck der Flachschleifsteinsegmente 5 bis 8 auf
den Wellenteil 1 a den Erfordernissen anzupassen. Weiterhin ist eine zusätzliche
Verstelleinrichtung vorgesehen, die den gesamten Werkzeughalter 4 radial zu dem
Wellenteil 1 a in der Bewegungsrichtung b verstellt. Diese Einrichtung ist notwendig,
um die Grundeinstellung der Schleifmaschine zu dem zu bearbeitenden Wellenteil vorzunehmen.
[0016] In der Fig. 3 ist die Befestigung der Segmente 5 bis 8 auf dem Werkzeughalter 4 dargestellt.
Der Werkzeugträger 4 besteht aus einer Grundplatte 14, zwei Seitenwänden 15 und 16
sowie den aus Fig. 1 ersichtlichen stirnseitigen Endstücken 9 und 10. Mit diesen
Befestigungsteilen werden die einzelnen Segmente 5 bis 8 auf der Grundplatte 14 festgeklemmt.
Dabei sind die Seitenwände 15 und 16 sowie die stirnseitigen Endstücke 9 und 10 lösbar
mit der Grundplatte 14, beispielsweise über Schraubverbindungen verbunden. Zusätzlich
sind in die Segmente 5 bis 8 jeweils Gewindebuchsen 17 und 18 jeweils in die Bodenseite
der Segmente eingelassen. Durch entsprechende Öffnungen in der Grundplatte 14, die
zu den Gewindebuchsen 17 und 18 fluchten, werden die Segmente 5 bis 8 zusätzlich an
der Grundplatte 14 verschraubt. Die Breite der Segmente 5 bis 8 ist so bemessen, daß
das zu bearbeitende Grundlager-Wellenteil 1 ohne Axialbewegung a bei einmaligem Überfahren
mit dem Flachschleifstein bearbeitet ist. Über eine Düse 19 wird der Schleifstelle
in ihrer gesamten Breite Kühlflüssigkeit zugeführt.
[0017] Fig. 4 zeigt eine Haltevorrichtung 20, die die Kurbelwelle 1 zusätzlich in dem zu
bearbeitenden Grundlager-Wellenteil 1 a trägt. Die Haltevorrichtung 20 besteht aus
einem zu Montage- und Demontagezwecken teilbaren Bügel 21, der den Wellenteil 1 a
zu etwa 3/4 umfaßt. Dabei ist der Bügel 21 so zu dem Werkzeughalter 4 bzw. zu den
auf dem Werkzeughalter 4 angeordneten Flachschleifsteinsegmenten ausgerichtet, daß
diese ungehindert an der Schleifstelle vorbeigeführt werden können. Der Bügel 21
weist zur Lagerung des Wellenteils 1 a Rollen 22, 23 und 24 auf. Die Rollen 22 und
23 sind nicht verstellbar an dem Bügel 21 befestigt, während die Rolle 24 über eine
Nachstelleinrichtung 25 auf den Außendurchmesser der zu bearbeitenden Welle abgesenkt
bzw. angehoben werden kann. Die Haltevorrichtung 20 wird dann eingesetzt, wenn bei
der Schleifbearbeitung einer Welle die Gefahr besteht, daß der zu bearbeitende Wellenteil
durch Flieh- oder sonstige Kräfte durchgebogen werden kann. Bei kleinen Wellenteilen
kann die Haltevorrichtung 20 auch zur alleinigen Führung für die zu bearbeitende Welle
genutzt werden. Bei einer derartigen Nutzung ist beispielsweise die Rolle 24 über
geeignete Vorrichtungen antreibbar, so daß von dieser Rolle 24 die zu bearbeitende
Welle in Drehbewegungen versetzt wird.
1. Vorrichtung zur Schleifbearbeitung von Rotationskörpern (1), insbesondere Wellen
(1) mit Wellenzapfen (1 a, 1 b, 1 c,) wobei der Rotationskörper (1) in einer Haltevorrichtung
(2 b, 2 c, 20) geführt um die Mittellängsachse des zu bearbeitenden Rotationskörperteils
(1 a) drehbar ist und wobei das Schleifwerkzeug in einem Werkzeughalter (4) eingespannt
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug als Flachschleifstein (26) ausgebildet
ist und daß der Werkzeughalter (4) mit dem eingespannten Flachschleifstein (26) tangential
zu dem zu bearbeitenden Wellenteil (1 a) bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flachschleifstein (26) aus in der tangentialen Bewegungsrichtung
(a) aufeinander folgenden Segmenten (5, 6, 7, 8) zusammengesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander folgenden Segmente (5, 6, 7, 8) des Flachschleifsteins
(26) unterschiedliche Körnungswerte aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Körnungswerte aufeinander folgender Segmente (5, 6,
7, 8) des Flachschleifsteins (26) beginnend mit einem groben Körnungswert (5) über
mindestens einem mittleren Körnungswert (6, 7) zu einem feinen Körnungswert (8) verändert
werden.
5. Vorrichtung nach einem der Anspürche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rotationskörper zugewandte Seite des Flachschleifsteins
(26) eine sich über die tangentiale Erstreckung des Flachschleifsteins (26) ändernde
Oberflächenkontur aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flachschleifstein (26) keilförmig in bezug auf die
tangentiale Bewegungsrichtung (a) ausgebildet ist, wobei das spitze Ende der keilförmigen
Ausbildung dem stirnseitigen Ende des Segmentes (5) mit dem groben Körnungswert und
das stumpfe Ende der keilförmigen Ausbildung dem stirnseitigen Ende des Segmentes
(8) mit dem feinen Körnungswert zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifstelle während des Schleifvorgangs über eine
Düse (19) Kühlmittel zuführbar ist.
8. Verfahren für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flachschleifstein (26) mit einer derartigen Geschwindigkeit,
ausgehend von einer ersten Endstellung C des Flachschleifsteins (26) tangential an
dem zu bearbeitenden Rotationskörperteil (1a) vorbeigeführt wird, das beim Erreichen
einer zweiten Endstellung D des Flachschleifsteins (26) der Bearbeitungsvorgangs des
Rotationskörperteils (1a) abgeschlossen ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Rotationskörperteils
(1a) bei feinerwerdenden Körnungswerten des Flachschleifsteins (26) erhöht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flachschleifstein (26) während der tangentialen Bewegung
(a) entlang des zu bearbeitenden Rotationskörperteils (1a) ausgehend von einer ersten
Endstellung C des Flachschleifsteins (26) bis zum Erreichen einer zweiten Endstellung
D an das zu bearbeitenden Rotationskörperteil (1a) radial (b, b1) herangeführt wird.