DE102015206565B4

DE102015206565B4 - VERFAHREN UND SYSTEM ZUM AUßENSCHLEIFEN VON WELLENTEILEN ZWISCHEN SPITZEN

Info

Publication number: DE102015206565B4
Application number: DE102015206565.0A
Authority: DE
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Erwin Junker Grinding Technology AS
Current assignee: Erwin Junker Grinding Technology AS
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2024-02-08
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: EP3283257B1; ES2930675T3; DE102015206565A1; WO2016166036A1; JP2018513025A; CN107530857A; US20180085881A1; EP3283257A1; CN107530857B; US10766114B2

Abstract

Verfahren zum Außenschleifen eines Wellenteiles (10) mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen, in welchen Zentrierbohrungen eingebracht sind, welche eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils (10) definieren, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schleifens bis zum Ende des Fertigschleifens mittels einer Schleifscheibe (1) das Wellenteil (10) zwischen in die Zentrierbohrungen eingreifenden Spitzen (11; 14) gehalten wird und mittels einer Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung an allen geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitten ohne einen Einsatz von Lünetten abgestützt wird, wobei eine Messeinrichtung (21) eine In-Prozess-Messeinrichtung ist und Durchmesserwerte der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils (10) misst, diese Messwerte an eine Steuereinrichtung übermittelt und diese Steuereinrichtung auf Basis dieser Messwerte die Zustellung der Schleifscheibe und gleichzeitig die der Stützeinrichtung, die rotationssymmetrischen Abschnitte fortlaufend abstützend, den gemessenen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellenteiles (10) aktiv nachführt und dass die Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) als die erste und die zweite Stützvorrichtung eine Stützscheibe (2, 2') und ein Auflagelineal (3; 35) oder eine erste und eine zweite Auflageschiene aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Außenschleifen eines Wellenteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Zentrierbohrungen aufweisenden Stirnflächen sowie ein System aus Schleifmaschine und einem derartigen Wellenteil.
In der Schleiftechnologie existieren grundsätzlich zwei unterschiedliche Technologien, welche auch unterschiedliche Schleifmaschinen benötigen und deren Schleifverfahren grundsätzlich voneinander abweichen. Dies ist zum einen das Schleifen zwischen Spitzen, bei dem ein zu schleifendes Werkstück während des Schleifens üblicherweise zwischen einer am Werkstückspindelstock angeordneten Spitze und einer am gegenüberliegenden Reitstock angeordneten Spitze gehalten ist. Das Werkstück kann entweder durch die Reibung der werkstückspindelstockseitigen Spitze im Zentrum oder durch separate Mitnehmer oder durch ein Spannfutter mit ausgleichenden Spannbacken zur Rotation angetrieben werden. Für ein derartiges Schleifen zwischen den Spitzen ist es insbesondere bei längeren und hinsichtlich einer möglichen Durchbiegung eine gewisse Flexibilität aufweisenden Werkstücken erforderlich, diese während des Schleifens an einer oder an mehreren Stellen des Werkstückes mittels Lünetten abzustützen, um beim Schleifen eine angemessen gute Qualität des Schleifergebnisses zu erhalten.
Ein zweites grundsätzliches Schleifverfahren stellt das so genannte Centerless-Schleifen dar. Beim Centerless-Schleifen wird das Werkstück nicht zwischen Spitzen gehalten; es wird vielmehr mittels einer Schleifscheibe und dieser gegenüberliegend einer Regelscheibe zum Schleifen bzw. während des Schleifens in Rotation versetzt, wobei im Schleifspalt zwischen der Schleifscheibe und der Regelscheibe unter dem Werkstück ein so genanntes Stützlineal vorgesehen ist, auf welchem das Werkstück während des Schleifens abgestützt ist. Ein derartiges Centerless-Schleifverfahren ist besonders geeignet für das Außenschleifen von rotationssymmetrischen oder rotationssymmetrische Abschnitte aufweisenden Werkstücken, welche für eine Massenfertigung in großen Stückzahlen vorgesehen sind. Der Nachteil beim Centerless-Schleifen besteht darin, dass der Bezug zu einer Zentrierung beim spitzenlosen Schleifen nicht mehr gegeben ist.
In DE 10 2008 045 842 B4 sind ein Verfahren und eine Schleifmaschine zum Schleifen von langgestreckten Werkstücken bekannt. Mit dieser bekannten Schleifmaschine bzw. diesem bekannten Verfahren werden langgestreckte rotationssymmetrische Werkstücke durch zwei gegenüberliegende, gleichzeitig angreifende Schleifscheiben geschliffen, wobei durch deren gegenläufige Rotation das Werkstück gegen eine seitlich im Schleifspalt zwischen den Schleifscheiben angeordnete Stützeinrichtung gedrückt wird. Das Werkstück ist dabei zwischen Spitzen eingespannt, was möglich ist, da sich die Schleifkräfte der gegenüberliegenden Schleifscheiben aufheben. Das Werkstück wird durch die beim Zerspanen auftretenden Kräfte gegen das Stützelement gepresst. Es handelt sich somit um eine passive Abstützung, weil sowohl die Schleifscheiben als auch das Stützelement gleichförmig zugestellt werden, damit sich die in tangentialer Richtung auf das Werkstück einwirkenden Kräfte gegenseitig aufheben. Die gleichförmige Zustellung von Schleifscheiben und Stützelement ermöglicht keine Reaktion des Systems auf Abweichungen zwischen Soll- und Istdurchmesser. Dadurch sind der erzielbaren Genauigkeit Grenzen gesetzt.
In JP 2002 120 147 A ist eine Schleifvorrichtung beschrieben, mittels welcher ein Werkstück zwar zwischen Spitzen geschliffen wird, bei welcher aber nur eine einzige lokal wirkende Stützeinrichtung vorgesehen ist, welche zur Aufnahme der Schleifkräfte gegenüber dem Eingriffsbereich der Schleifscheibe angeordnet ist. Bei der bekannten Vorrichtung muss das Werkstück axial bewegt werden. Auflageschienen oder Stützlineale, welche sich schienenartig längs der Längsachse des zu schleifenden Werkstückes erstrecken, sind bei dieser bekannten Vorrichtung nicht vorhanden.
In US 4 205 492 A ist eine Schleifmaschine beschrieben, welche zwei Stützeinrichtungen in Form eines oberen und eines unteren Schuhs aufweist, mit denen jedoch nur eine einzige lokale Abstützung gewährleistet wird. Auflagelineale oder eine Kombination aus Stützscheibe und Auflagelineal bzw. Auflageschiene sind dagegen bei dieser bekannten Schleifmaschine nicht beschrieben.
In dem Online-Artikel der Firma mav ist eine Rundschleifmaschine zum Schleifen zwischen Spitzen und zum spitzenlosen Schleifen beschrieben. Die Kombination von einem Schleifen zwischen Spitzen und einem Centerless-Schleifen soll zur erheblichen Reduzierung der Bearbeitungszeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Qualität gegenüber einem Schleifen nur zwischen den Spitzen führen. In der bekannten Maschine wird zunächst beim Schleifen zwischen den Spitzen ein vorgegebener Materialabtrag geschliffen. Um daran anschließend centerless zu schleifen, wird die Einspannung des Werkstückes zwischen den Spitzen freigegeben und anschließend der Centerless-Schleifprozess durchgeführt. In bekannter Weise wird dabei das Werkstück von der Regelscheibe angetrieben und an jedem Sitz abgestützt. Wenn sich die Zentrierspitzen zum Zwecke des Lösens der Spitzen vom Werkstück zurückziehen, senkt sich das Werkstück auf die im Schleifspalt angeordnete Auflageschiene ab. Auch dabei ist nicht sichergestellt, dass der Bezug zur Zentrierung, welche durch das Aufspannen zwischen den Spitzen vorgegeben ist, erhalten bleibt oder nur innerhalb geringer Toleranzen erhalten bleibt, da während des Schleifprozesses ein Bezugswechsel stattfindet.
Des Weiteren ist in einer Pressemitteilung vom 22. Februar 2006 im Internet ein Artikel bezüglich einer Schleifmaschine „Kronos L dual“ beschrieben, bei welcher ebenfalls sowohl das Centerless-Schleifen als auch das Schleifen zwischen Spitzen in einer Maschine möglich ist. Dabei wird jedoch auch das Werkstück zuerst zwischen den Spitzen geschliffen, wonach das Werkstück aus der Aufspannung zwischen den Spitzen gelöst wird, und das Fertigschleifen mittels konventionellem Centeless-Schleifen durchgeführt wird. Auch dabei wird der Bezug zur Zentrierung beim Übergang vom Schleifen zwischen den Spitzen in ein Centerless-Schleifen aufgegeben, wodurch Genauigkeitseinbußen verbunden sind, da der oben genannte Bezugswechsel beim Schleifen stattfindet.
Die bekannte Schleifmaschine Kronos L dual wendet beide Schleifverfahren, d.h. das Schleifen zwischen den Spitzen und das Centerless-Schleifen, auf einer Maschine an. Dabei erfolgt das Vorschleifen zwischen den Spitzen, bei welchem eine saubere zylindrische Außenfläche an den rotationssymmetrischen Abschnitten erzeugt wird. Nach Beendigung des Vorschleifens zwischen den Spitzen werden die Spitzen gelöst, und es schließt sich ein Centerless-Schleifen an. Beim Centerless-Schleifen entsteht dadurch ein neuer Bezug des so genannten Zentrums, und zwar über die beim Vorschleifen erzeugten sauberen zylindrischen Flächen der rotationssymmetrischen Abschnitte. Es wird also ein gewisser Erhalt des Zentrums des Werkstückes erreicht, für höchste Qualitätsansprüche reicht dies jedoch nicht, weil das so genannte Zentrum nur insoweit beibehalten wird, als es die beim Vorschleifen erzeugte Genauigkeit der sauberen zylindrischen Flächen der rotationssymmetrischen Abschnitte des Werkstückes ermöglicht.
Mit der bekannten Maschine wird auf jeden Fall nach dem Vorschleifen und dem daran sich anschließenden Lösen der Aufspannung zwischen den Spitzen der Schleifprozess unterbrochen, wenn die Spitzenspannung am Werkstück gelöst wird. Daran schließt sich das dann neu begonnene Centerless-Schleifen an. Das bedeutet, dass neben dem Bezugswechsel der Bezugslängsachse des Werkstückes die Schleifzeit verlängert wird.
Andererseits besteht der Nachteil darin, dass durch die klare technologische Trennung zwischen dem Schleifen zwischen den Spitzen und dem Centerless-Schleifen die Werkstücke während des Schleifens zwischen den Spitzen weder durch das Auflagelineal noch durch die beim Centerless-Schleifen in der Regel vorhandene Regelscheibe sicher abgestützt sind. Daher können insbesondere bei langen, dünnen Wellen, welche relativ biegsam und labil sind, Schwierigkeiten beim Schleifen auftreten.
Wenn des Weiteren insbesondere bei langen und dünneren Werkstücken zwischen den Spitzen geschliffen werden soll, ist es üblich, Lünetten zu einer zusätzlichen Abstützung vorzusehen. Dafür ist es jedoch erforderlich, dass entsprechende Lünettensitze angeschliffen werden müssen, bevor die Lünetten an das Werkstück angestellt werden können. Das Anschleifen der Lünettensitze erfordert einen zusätzlichen Zeitaufwand, der umso höher ist, je länger die zu schleifenden Werkstücke sind, weil bei längeren Werkstücken in der Regel mehrere Lünettensitze angeschliffen werden müssen. Selbstzentrierende Lünetten haben die Eigenschaft, dass das Werkstück in den drei Lünettenbacken zentrierend eingespannt wird. Diese Einspannung bei der Abstützung hat den Nachteil, dass an der Stützstelle der Lünette optische Laufspuren am fertiggeschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitt erhalten bleiben.
Ein zusätzliches Problem beim Schleifen zwischen den Spitzen erwächst aus der Tatsache, dass beim Anstellen von mehreren Lünetten diese jeweils einen, wenn auch nur im µm-Bereich liegenden, unterschiedlichen Wärmegang besitzen. Durch diesen unterschiedlichen Wärmegang können zusätzlich Ungenauigkeiten in den Schleifprozess eingetragen werden.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Aussenschleifen eines rotationssymmetrische Abschnitte aufweisenden Wellenteils sowie ein System aus das Verfahren realisierender Schleifmaschine und einem derartigen Wellenteil bereitzustellen, mittels welcher die Vorteile des Schleifens zwischen den Spitzen, wobei dabei insbesondere die Aufrechterhaltung einer exakten Bezugsachse beim Schleifen eine Rolle spielt, genutzt werden können, um eine hohe Qualität des Schleifergebnisses am geschliffenen Werkstück realisieren zu können, ohne dass selbst bei bezüglich ihrer Längsachse eine gewisse Flexibilität aufweisenden Werkstücken zusätzliche Lünetten eingesetzt werden müssen, und auch die Vorteile des spitzenlosen Rundschleifens gleichermaßen genutzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein aus Schleifmaschine und Wellenteil bestehendes System mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 realisiert. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Aussenschleifen eines Wellenteils, welches rotationssymmetrische Abschnitte und Stirnflächen aufweist, in welchen Zentrierbohrungen eingebracht sind, realisiert. Die Zentrierbohrungen definieren eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils, welche für eine hohe Genauigkeit des Wellenteils nach dem Schleifen noch vorhanden sein muss oder für nachfolgende Bearbeitungsprozesse von entscheidender Bedeutung ist. Dies bedeutet, dass die durch die Zentrierbohrungen definierte Bezugsachse des Wellenteils während der Schleifbearbeitung erhalten bleibt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass während des Schleifens bis zum Ende des Fertigschleifens mittels einer Schleifscheibe das Wellenteil zwischen in die Zentrierbohrungen eingreifenden Spitzen gehalten wird und mittels Stützeinrichtung mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung an allen geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitten ohne Einsatz von Lünetten abgestützt wird. Eine als In-Prozess-Messeinrichtung ausgebildete Messeinrichtung erfasst Durchmesserwerte der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils. Diese Messwerte werden an eine Steuereinrichtung übermittelt, welche die Stützeinrichtung unter permanentem fortlaufenden Abstützen der rotationssymmetrischen Abschnitte den gemessenen tatsächlichen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellenteils aktiv nachführt, wobei die Stützeinrichtung mit der ersten und der zweiten Stützvorrichtung eine Stützscheibe und ein Auflagelineal oder eine erste und eine zweite Auflageschiene ist. Dies stellt eine aktive Anstellung der Stützeinrichtung an den aktuellen Durchmesser des gerade geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitts des Wellenteils dar. Schleifbearbeitung ist vorzugsweise im Wesentlichen die gesamte Schleifbearbeitung. Eingeschlossen ist dabei aber auch ein gewisses Anschleifen des Werkstückes bei dessen noch nicht erfolgtem Aufspannen zwischen den Spitzen. Auf jeden Fall wird aber ein wesentlicher Teil des Schleifens einschließlich bis zum Ende des Fertigschleifens zwischen den Spitzen und mit angestellter und dem Schleiffortschritt nachgeführter Stützeinrichtung ausgeführt.
Vorteilhafterweise wird bei diesem Schleifen zwischen den Spitzen durch die Abstützungen und das zeitgleiche Schleifen erreicht, dass Werkstücke mit hoher Qualität in Bezug auf die Maß-, Form- und Lagetoleranzen hergestellt werden.
Zudem werden am Werkstück keine Laufspuren von Lünetten an der Oberfläche zu sehen sein, da die Abstützung am Werkstück in einer entsprechenden Breite ausgeführt ist und keine „Einspannkräfte“ wie bei selbstzentrierenden Lünetten auf den Stützsitz wirken.
Das bedeutet, dass der gesamte Schleifprozess ein Schleifen zwischen Spitzen ist und - anders als beim Stand der Technik - gerade kein Centerless-Schleifen sich daran anschließt. Vielmehr wird während des gesamten Schleifens zwischen den Spitzen eine Stützvorrichtung an die rotationssymmetrischen Abschnitte angestellt und beim Abtrag an der Schleifstelle dem jeweils aktuellen Durchmesser nachgeführt. Die Stützvorrichtung ist zwar in der Art ausgebildet, wie dies beim Centerless-Schleifen bekannt ist. Gleichwohl handelt es sich bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch nicht um einen Verfahrensschritt des Centerless-Schleifens. Der Einsatz der Stützvorrichtung sichert bei Beibehaltung der Bezugsebene durch permanentes Schleifen zwischen den Spitzen, dass Lünetten nicht mehr erforderlich sind und dass sowohl die Vorteile des Schleifens zwischen Spitzen als auch die Vorteile einer Abstützung, wie sie zumindest dem Grunde nach an das Centerless-Schleifen erinnert, genutzt werden können. Ein Lösen der Aufspannung des Wellenteils zwischen den Spitzen ist jedoch gemäß der Erfindung während keiner Phase des gesamten Schleifvorgangs vorgesehen.
Die Stützeinrichtung ist in Form der ersten und der zweiten Stützvorrichtung als eine Stützscheibe bzw. ein Auflagelineal ausgebildet. Die Hauptaufgabe der Stützscheibe besteht darin, dass beim Schleifen zwischen den Spitzen nach Möglichkeit an allen Teilen des Wellenteils eine Abstützung erfolgt, an denen rotationssymmetrische Abschnitte vorhanden sind. Das Wellenteil befindet sich zwischen Schleifscheibe und Stützscheibe, wobei der dadurch entstehende Schleifspalt nach unten durch ein Auflagelineal geschlossen wird, auf welchem das Wellenteil während des Schleifens zwischen den Spitzen abgestützt ist. Dadurch erfährt das Wellenteil eine Abstützung zumindest an mittleren Bereichen seiner Länge, bleibt aber während des gesamten Schleifens stets zwischen den Spitzen aufgespannt.
Vorzugsweise ist das Wellenteil rotatorisch angetrieben. Dies erfolgt vorzugsweise durch in die Zentrierbohrungen eingreifende Spitzen oder spezielle Mitnehmer oder ein Spannfutter, die an die Geometrie des Werkstückes angepasst sind.
Die Stützscheibe ist nun so ausgebildet, dass, wenn diese an das Wellenteil angestellt ist, zwischen der Stützscheibe und dem Wellenteil kein Schlupf auftritt, d. h., dass Stützscheibe und Wellenteil im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufen.
Um optimale Stütz- und Schleifbedingungen während des Schleifens zu erhalten, ist weiter vorzugsweise vorgesehen, dass die Schleifscheibe, das Wellenteil und die Stützscheibe hinsichtlich ihrer jeweiligen Drehzahl geregelt werden. Die Drehzahlregelung kann dazu eingesetzt werden, dass sichergestellt wird, dass zwischen Stützscheibe und Wellenteil kein Schlupf auftritt, andererseits aber die Schleifscheibe optimale Schleifeingriffsbedingungen am Wellenteil erzeugt. Es kann vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass das Wellenteil während des Fertigschleifens sowohl durch die Schleifscheibe als auch durch die Stützscheibe angetrieben bzw. gebremst wird. Weiter vorzugsweise ist die Stützscheibe mit einem Belag versehen, welcher in der Art für eine Schleifscheibe ausgebildet ist, wobei die Stützscheibe gegenüber der Schleifscheibe angeordnet ist und dort ihre Stützfunktion ausübt, nämlich das Wellenteil stützt, nicht aber schleift.
Eine weitere Ausführungsform ist, dass die Stützscheibe aus Metall beispielsweise aus Stahl oder Hartmetall hergestellt ist. Dadurch kann die Stützscheibe extrem verschleißfest ausgebildet sein.
Damit die Stützeinrichtung, wie es die Erfindung vorschreibt, den jeweils aktuell gemessenen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellenteils nachgeführt werden kann, erfolgt das Messen der Durchmesserwerte im Wege einer In-Prozess-Messung. Dadurch kann bei jedem aktuell gemessenen Durchmesser sofort korrigierend auf den Schleifvorgang und damit auf das Schleifergebnis eingewirkt werden.
Um den Durchmesser des Wellenteiles bzw. Werkstückes fortlaufend zu messen, wird der Durchmesser an zumindest einem Ende des Wellenteiles gemessen. Mit diesem Durchmesser-Messwert wird dann der Zustellwert der Schleifscheibe, der Stützscheibe und des Auflagelineals geregelt.
Üblicherweise wird das Werkstück an deren Durchmessern an beiden Wellenenden gemessen. Hierdurch ist es möglich, dass zum einen an beiden Wellenenden der Durchmesser des Werkstückes fortlaufend gemessen werden kann und somit auch durch die Differenz der Messwerte die Konizitätsabweichung am Werkstück ermittelt werden kann.
Um eine exakte Zylinderform oder eine gezielte Konizität am Werkstück herstellen zu können, sind die Schleifscheibe und die Stützscheibe in bevorzugter Ausführungsform bezüglich ihrer Achsen in horizontaler Ebene jeweils CNC-gesteuert automatisch schwenkbar ausgeführt. Um die Stützeinrichtung (Auflagelineal) an das Werkstück anzulegen, weist diese bzw. das Auflagelineal an seinen beiden Enden Zustelleinrichtungen zur Zustellung an das Werkstück auf, so dass durch unterschiedliche Zustellbeträge das Auflagelineal zur Mittelachse gezielt geneigt werden kann. Somit ist es möglich, dass durch unterschiedliche Zustellbeträge an den Enden das Auflagelineal exakt flüchtend zur Mittelachse des Werkstückes oder gezielt schräg an das Werkstück angestellt werden kann.
Die Stützeinrichtung weist zwei Auflagelineale auf, welche relativ zueinander verstellt werden und vorzugsweise in Form eines Prismas ausgebildet sind. Die beiden Auflagelineale stellen in diesem Fall die erste Stützvorrichtung und die zweite Stützvorrichtung dar. Als weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Schleifscheibe und das Wellenteil relativ zueinander axial bewegt werden und das Wellenteil dabei zumindest teilweise zeitparallel am rotationssymmetrischen Abschnitt wie auch an einer Planseite neben einem rotationssymmetrischen Abschnitt geschliffen wird.
Des Weiteren wird mittels eines Verfahrens zum Außenschleifen eines Wellenteiles mit rotationssymmetrischen Abschnitten und mit an dessen Stirnflächen angebrachten, eine Bezugslängs- und Rotationsachse definierenden Zentrierungen sichergestellt, dass während der Schleifbearbeitung des Wellenteils bis einschließlich zum Ende des Fertigschleifens das mit einer Schleifscheibe geschliffene Wellenteil zwischen die Zentrierungen ergreifenden Spitzen gespannt gehalten wird, und gleichzeitig werden sowohl eine Auflageschiene als auch eine Regelscheibe oder alternativ eine weitere Auflageschiene anstelle der Regelscheibe im steten Eingriff mit dem Wellenteil einem jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser nachgeführt. im Grunde genommen wird das Wellenteil bzw. Werkstück zumindest während des wesentlichen Teils des Schleifvorganges mit der Schleifscheibe zwischen Spitzen gehalten. Damit die Bezugslängsachse und die Rotationsachse unverändert während des Schleifvorganges bis zum Ende des Fertigschleifens erhalten bleiben, bleibt das Werkstück bzw. Wellenteil permanent zwischen den Spitzen gespannt gehalten. Das Vorsehen einer Regelscheibe und einer Auflageschiene entspricht dem Grunde nach einer Anordnung für ein Centerless-Schleifen. Es erfolgt jedoch kein Centerless-Schleifen, da das Wellenteil während des Schleifens zwischen Spitzen gespannt gehalten wird. Dennoch sind eine Regelscheibe und eine Auflageschiene vorgesehen, um das Wellenteil während des Schleifens auf Spitzen entsprechend abzustützen. Damit ist es möglich, selbst für relativ biegsame bzw. flexible Werkstücke ohne das Vorsehen von Stützlünetten ein Schleifergebnis hoher Genauigkeit zu erreichen. Dies stellt ein überraschendes Ergebnis dar, weil die beiden grundsätzlichen technologischen Schleifverfahren, nämlich das Schleifen zwischen Spitzen und das Centerless-Schleifen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nämlich so vereinigt werden, dass beim Schleifen bis hin zum Ende des Fertigschleifens ein Schleifen zwischen Spitzen erfolgt, ohne dass die Spitzen gelöst werden und es - zu einem Übergang zum im Stand der Technik an und für sich bekannten Centerless-Schleifen kommt.
Damit ist ein völlig neuer Weg beim Außenschleifen von Wellenteilen mit rotationssymmetrischen Abschnitten gezeichnet worden. Der prinzipielle Grundaufbau bzw. grundlegende Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Regelscheibe oder weiterer Auflageschiene anstelle der Regelscheibe und einer Auflageschiene erinnert zwar dem Grunde nach an ein Centerless-Schleifen, ein solches findet jedoch gemäß der Erfindung nicht statt, weil das Werkstück während des Schleifens bis zum Ende des Fertigschleifens zwischen Spitzen gespannt gehalten wird. Durch das Vorsehen von einer Auflageschiene und einer Regelscheibe bzw. einer weiteren Auflageschiene anstelle der Regelscheibe ist es möglich, auf Stützlünetten selbst für relativ flexible lange Werkstücke zu verzichten und dennoch eine hohe Genauigkeit derartiger Werkstücke zu erzielen.
Vorzugsweise sind die Regelscheibe und das insbesondere rotatorisch angetriebene Wellenteil im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufend. Durch den schlupffreien Lauf wird vor allen Dingen erreicht, dass die Regelscheibe eine zuverlässige Abstützfunktion gegenüber den durch die Schleifscheibe in das Wellenteil beim Schleifen eingeleiteten Schleifkräften darstellt und dass damit die Regelscheibe keinerlei Oberflächenmarkierungen hinterlassen kann, wie dies bei Stützlünetten in der Regel der Fall ist. Denn die Regelscheibe greift an exakt den Stellen an, an denen geschliffen wird.
Um optimale Schleifergebnisse, d.h. eine hohe Qualität der geschliffenen Wellenteile zu erreichen, werden vorzugsweise die Schleifscheibe, das Wellenteil und die Regelscheibe drehzahlgeregelt. Damit können optimale Drehzahlverhältnisse bezogen auf den Schleifprozess eingestellt werden.
Weiter vorzugsweise wird das Wellenteil beim Fertigschleifen durch die Schleifscheibe und durch die Regelscheibe angetrieben, wobei die Schleifscheibe und die Regelscheibe einen Schleifspalt bilden, in welchem das Wellenteil auf der Auflageschiene abgestützt angeordnet ist. Dieser grundsätzliche Aufbau bzw. das damit realisierte Verfahren ist dem beim Centerless-Schleifen ähnlich, wobei gemäß der Erfindung ein Centerless-Schleifen überhaupt nicht stattfindet.
Gemäß einer Weiterbildung dieses Aspekts der Erfindung werden die Auflageschiene sowie die anstelle der Regelscheibe vorgesehene weitere Auflageschiene relativ zueinander verstellt, wobei beide Auflageschienen ein Prisma bilden, welches dem jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser als Stützeinrichtung nachgeführt wird.
Vorzugsweise wird der jeweilige aktuelle geschliffene Durchmesser der rotationssymmetrischen Abschnitte mittels einer In-Prozess-Messung gemessen und dabei insbesondere über eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Nachführung an dem geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitt des Wellenteils verwendet. Bei der In-Prozess-Messung kann an einem oder an mehreren Durchmessern des geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnittes gemessen werden. Die so gewonnenen Messwerte werden für die Steuerung der Nachführung eingesetzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das erfindungsgemäße System, welches aus Schleifmaschine und Wellenteil besteht und zum Außenschleifen des Wellenteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen sowie darin eingebrachten, eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils definierenden Zentrierbohrungen versehen ist, eine auf einer Schleifspindel angeordnete, über eine CNC-Achse rotatorisch angetriebene Schleifscheibe, einen Werkstückspindelstock mit einer ersten Spitze und einen Reitstock mit einer zweiten Spitze auf. Das Wellenteil wird mittels der ersten und der zweiten Spitze während des Schleifens aufgespannt bzw. gehalten und um eine damit definierte Bezugslängsachse drehbar angetrieben. Während des gesamten Schleifens ist das Wellenteil permanent gehalten bzw. aufgespannt. Eine Stützeinrichtung mit relativ zueinander verstellbarer erster und zweiter Stützvorrichtung, welche das Werkstück über dessen Länge abstützen und relativ zueinander verstellbar sind, sowie eine Messvorrichtung zur Messung aktueller Durchmesser rotationssymmetrischer Abschnitte des Wellenteils sind im erfindungsgemäßen System vorgesehen. Mittels der Messvorrichtung werden Messsignale vom aktuellen Durchmesser der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils an eine Steuereinrichtung weitergeleitet bzw. sind durch diese weiterleitbar, wobei auf Basis dieser Messwerte die erste und die zweite Stützvorrichtung stets dem aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Abschnittes, an welchem der aktuelle Durchmesser gerade durch die Messvorrichtung ermittelt worden ist, bis auf Fertigmaß so nachfahrbar sind, dass das Wellenteil durch die der Schleifscheibe gegenüberliegende Stützvorrichtung und bei in Eingriff befindlichen Spitzen doppelt abgestützt ist, wobei die zweite Stützvorrichtung ein Auflagelineal und die erste Stützvorrichtung eine Stützscheibe oder ein weiteres Auflagelineal ist.
Das bedeutet, dass während des gesamten Schleifens auch die erste und die zweite Stützvorrichtung nicht nur stets in Kontakt mit dem jeweiligen rotationssymmetrischen Abschnitt des Wellenteils sind, sondern die erste und die zweite Stützvorrichtung dem jeweiligen aktuellen Durchmesser des jeweiligen rotationssymmetrischen Abschnitts nachführbar sind. Unter Nachführen soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass die jeweilige Stützvorrichtung so an den jeweiligen rotationssymmetrischen Abschnitt angestellt wird und diesbezüglich so gesteuert wird, dass eine optimale Abstützfunktion am Wellenteil gewährleistet ist, der Abstützdruck andererseits aber nicht so hoch ist, dass ein zu großer Reibungswiderstand sich nachteilig auf die einzubringenden Schleifkräfte bzw. das Schleifergebnis insgesamt auswirken würde. Damit die Reibungskräfte von vornherein niedrig sind bzw. bezüglich des Abstützvorgangs optimiert sind, ist weiter vorgesehen, dass vorzugsweise reibungsvermindernde Oberflächenbeläge auf den Stützvorrichtungen angeordnet bzw. vorgesehen sind, die das Werkstück über deren Länge abstützen oder diese teilweise so gestaltet sind, dass nur bestimmte Bereiche der Stützscheibe das Werkstück abstützen.
Vorzugsweise ist die erste Stützvorrichtung eine Stützscheibe, wohingegen die zweite Stützvorrichtung ein Auflagelineal ist. Das Auflagelineal ist dabei so ausgebildet, wie es dem Grunde nach beim Centerless-Schleifen eingesetzt wird.
Gemäß einer Weiterbildung des Systems ist vorgesehen, dass die Schleifscheibe, die Stützscheibe und der das Wellenteil zusammen mit dem Reitstock aufspannende Werkstückspindelstock jeweils einen eigenständigen CNC-Antrieb aufweisen, auf Basis welchen die jeweilige Drehzahl CNC-gesteuert regelbar ist.
Weiter vorzugsweise sitzt die Stützscheibe auf einer Spindel und ist vorzugsweise geteilt ausgebildet, wobei jeder Teil dem aktuellen Durchmesser entsprechender rotationssymmetrischer Abschnitte des Wellenteils unter gleichzeitiger Abstützung dieser rotationssymmetrischen Abschnitte nachführbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist es auch möglich, dass sowohl die erste als auch die zweite Stützvorrichtung jeweils ein Auflagelineal ist, welche Auflagelineale relativ zueinander bei Ausbildung eines prismenartigen Abstützbereiches am rotationsymmetrischen Abschnitt des Wellenteils bewegbar sind.
Und schließlich ist vorzugsweise die Messvorrichtung als eine In-Prozess-Messvorrichtung ausgebildet, mittels welcher aktuelle Durchmesser während des laufenden Schleifens gemessen werden können.
Weitere Vorteile und Details der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die nachfolgende Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1: eine prinzipielle Seitenansicht des aus Schleifmaschine und Wellenteil bestehenden Systems;
2: eine Draufsicht auf die Schleifmaschine mit Wellenteil gemäß der Erfindung in Blickrichtung X gemäß 1;
3: eine Ansicht der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit Wellenteil entlang der Schnittebene A-A gemäß 2;
4: eine Ansicht wie gemäß 3, jedoch mit zurückgezogenen Mitnehmern;
5: eine erfindungsgemäße Schleifmaschine mit gegenüber 2 modifiziertem Wellenteil und daran entsprechend angepasster Schleifscheibe in derselben Ansicht wie 2;
6: eine Seitenansicht wie in 1 mit einer aus zwei Auflagelinealen bestehender Stützeinrichtung; und
7: eine Ansicht gemäß der Schnittebene B-B gemäß 6.

In 1 ist in prinzipieller Seitenansicht das erfindungsgemäße System der Schleifmaschine und des Wellenteils bzw. Werkstücks 10 in Seitenansicht dargestellt. Eine in X1-Richtung zustellbare Schleifscheibe 1 ist im Eingriff mit dem Wellenteil 10. Der Schleifscheibe 1 gegenüberliegend ist eine Stützscheibe 2 vorgesehen, welche entlang einer X2-Zustellachse an das Wellenteil 10 zustellbar und mit diesem in Eingriff ist. Die Stützscheibe 2 stellt eine erste Stützvorrichtung dar. Das Wellenteil 10 seinerseits ist auf einer zweiten Stützvorrichtung in Form eines Stützlineals 3 abgestützt. Das Stützlineal 3 ist ebenfalls über eine CNC-Achse an den jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser des Wellenteils 10 anstellbar. Das bedeutet, dass das Stützlineal 3 dem aktuell geschliffenen Durchmesser stets nachführbar ist.
Dieser grundsätzliche Aufbau gemäß 1 sieht zwar auf den ersten Blick einer Anordnung für ein Centerless-Schleifen ähnlich. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch auf der zum erfindungsgemäßen System gehörigen Schleifmaschine kein Centerless-Schleifen ausgeführt, da während des gesamten in 1 dargestellten Schleifvorgangs das Wellenteil 10 zwischen Spitzen - in 1 nicht dargestellt - gehalten ist.
Die Schleifscheibe 1 ist auf einer Schleifspindel 4 (nicht dargestellt) montiert, welche von einem ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmotor rotatorisch angetrieben ist. Der Schleifspindelantrieb ist mit einer Drehzahlregelung ausgestattet, welche von einer in 1 der Einfachheit halber ebenfalls nicht dargestellten CNC-Steuerung der Schleifmaschine des erfindungsgemäßen Systems angesteuert wird. Die Zustellachsen X1 für die Schleifscheibe 1 und X2 für die als Stützscheibe 2 ausgebildete erste Stützvorrichtung sind jeweils als CNC-Achsen ausgebildet. Die Stützscheibe 2 ist auf einer Stützspindel 5 (nicht dargestellt), welche ihrerseits von einem ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmotor drehzahlgeregelt angetrieben wird, aufgesetzt, wobei die Stützspindel 5 auf einem Stützspindelstock (nicht gezeigt) montiert ist, welcher entlang der dargestellten CNC-gesteuerten X2-Achse verfahrbar ist.
2 stellt die prinzipielle Anordnung des die Schleifmaschine und das Wellenteil umfassenden erfindungsgemäßen Systems in einer Blickrichtung X gemäß 1 dar. Aus 2 ist ersichtlich, dass das Wellenteil 10 zwischen einer Spitze 11 eines Werkstückspindelstocks 13 und einer Spitze 14 eines Reitstocks 15 eingespannt ist. Die rotatorische Mitnahme des Wellenteils 10 erfolgt durch einen Mitnehmer 12. Während des gesamten Schleifvorgangs bleibt das Werkstück 10 zwischen den Spitzen 11, 14 eingespannt. Die Spitze 11 und der Mitnehmer 12 des Werkstückspindelstocks 13 sind durch einen CNC-gesteuerten Motor rotatorisch und drehzahlregelbar angetrieben. Der Mitnehmer 12 sichert nach dem Einspannen des Wellenteils 10 zwischen den Spitzen 11, 14 durch einen formschlüssigen Eingriff mit dem Wellenteil 10 dessen rotatorische Mitnahme. Gleichzeitig werden die Schleifscheibe 1 des Schleifspindelstocks sowie die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 3 (nicht gezeigt) über entsprechende CNC-gesteuerte Achsen zugestellt. Auf der Stützspindel 5 sind zwei Stützscheiben 2, 2' angeordnet und am Wellenteil 10 in dessen mittlerem Bereich angestellt, sodass dieses an zwei Stellen zwischen den Spitzen 11 und 14 abgestützt ist. Die Stützscheiben 2, 2' übernehmen im mittleren Bereich am Wellenteil 10 sozusagen partiell eine Stützfunktion. Gegenüber dem bekannten Centerless-Schleifen bzw. der das Centerless-Schleifen realisierenden Anordnung, bei welcher die dabei vorhandene Regelscheibe über die komplette Werkstücklänge angeordnet ist, da die Regelscheibe beim Centerless-Schleifen auch eine antreibende oder bremsende Funktion für das Werkstück beim Schleifen übernimmt, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Antrieb des Wellenteils 10 über die an der Werkstückspindel 13 angeordneten Mitnehmer realisiert. Die in 2 dargestellte Stützfunktion der Stützscheiben 2, 2' sichert ein zuverlässiges Schleifen der rotationssymmetrischen Abschnitte bei permanenter Aufspannung zwischen den Spitzen 11, 14, und zwar ohne dass Lünetten vorgesehen werden müssen. Die Stützscheiben 2, 2' sind dabei insbesondere als verschleißarme Scheiben aus gehärtetem Stahl oder aus Hartmetall ausgebildet. An die Stützscheibe werden qualitativ hohe Anforderungen gestellt vor allen Dingen dergestalt, dass sie einen besonders geringen Rundlauffehler aufweist. Andernfalls könnte der Rundlauffehler zu einem verschlechterten Schleifergebnis führen, und zwar trotz der permanenten Aufspannung des Werkstückes bzw. Wellenteils 10 zwischen den Spitzen 11, 14. Die Aufnahme des Wellenteils 10 zwischen den Spitzen 11, 14 bietet ausreichende Steifigkeit, sodass im Bereich der Spitzen 11, 14 das Wellenteil 10 nicht noch gesondert abgestützt werden muss.
Um eine gezielte Konizität am Werkstück bzw. Wellenteil mittels der Schleifscheibe und/oder der Stützscheibe während des Schleifens automatisch einstellen bzw. realisieren zu können, sind die Schleifspindel 4 mit der Schleifscheibe 1 und die Stützspindel 5 mit den Stützscheiben 2, 2' jeweils auf einer Schwenkachse montiert, so dass die Spindeln in horizontaler Ebene verschwenkt werden können. Die jeweiligen Schwenkbewegungen bzw. Schwenkachsen sind durch B1 bzw. B2 gekennzeichnet.
Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, dass am Werkstück eine exakte Zylinderform oder eine gezielte Konizität geschliffen werden kann. Diese Ausführungsform mit den beiden Schwenkachsen ist eine bevorzugte , nicht zwingende Ausführungsform (nicht dargestellt).
In 3 ist eine Ansicht entlang der Schnittebene A-A gemäß 2 gezeigt. Die in 2 nicht dargestellte zweite Stützvorrichtung ist in 3 in Form des Stützlineals 16 gezeigt. Dieses als Stützschiene ausgebildete Stütz- bzw. Auflagelineal 16 weist gesonderte Stützbereiche 17, 17' auf und wird durch zwei jeweils CNC-gesteuerte Antriebe an den jeweiligen aktuellen, gerade geschliffenen Durchmesser am Wellenteil 10 angestellt. Das Wellenteil 10 liegt während seiner Aufspannung zwischen den Spitzen 11, 14 auf dem Stützlineal 16 an dessen Stützbereichen 17, 17' partiell auf. Der nicht dargestellte Schleifspindelstock, der ebenfalls nicht dargestellte Stützspindelstock, der Werkstückspindelstock 13, der Reitstock 15 und das Stützlineal bzw. die Stützschiene 16 mit den Antrieben 18, 19 sind sämtlich auf einem gemeinsamen Maschinenbett 20 montiert. Damit ist die notwendige Steifigkeit gewährleistet, sodass bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen, aus Schleifmaschine und Wellenteil bestehenden Systems die höchstmögliche Genauigkeit für das Wellenteil erzielt werden kann. Um die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 16 genau an das Wellenteil 10 entsprechend dem jeweiligen aktuellen Durchmesser anstellen zu können, ist an mindestens einem der beiden Enden des Wellenteils 10 ein In-Prozess-Durchmesser-Messkopf 21 angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß 3 sind an beiden Wellenenden In-Prozess-Messköpfe 21, 22 angeordnet. Mit diesen Messköpfen 21, 22 ist der jeweilige aktuelle Durchmesser des Wellenteils während des Schleifens fortlaufend erfassbar. Die damit aufgenommenen Durchmesser-Messwerte werden an eine nicht dargestellte Maschinensteuerung übertragen. Auf Basis dieser Messwerte steuert die Maschinensteuerung die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 16 fortlaufend entsprechend den aktuellen Messwerten an das Wellenteil 10 an, und zwar während des kompletten Schleifprozesses, bis das Fertigmaß, d. h. das Endmaß, erreicht ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. mittels des erfindungsgemäßen Systems ist es möglich, sowohl glatte Wellen als auch sogenannte abgesetzte, d. h. gestufte Wellen zu schleifen. Die Anzahl der die jeweiligen unmittelbaren partiellen Stützstellen definierenden Stützscheiben sowie die entsprechende Ausbildung des Stützlineals kann flexibel je nach Werkstückform, Werkstückabmessungen und Ähnlichem festgelegt werden. Die Drehzahlen der Stützscheiben 2, 2' und des Werkstückspindelstocks 13 müssen fortlaufend überwacht und gegebenenfalls nachgeregelt werden, da sich während des Schleifens der aktuelle Durchmesser des Wellenteils 10 fortlaufend ändert und zwischen dem Wellenteil 10 und den Stützscheiben 2, 2' kein Schlupf auftreten soll. Da die Durchmesser von Schleifscheibe und Stützscheiben 2, 2' in der Regel unterschiedlich sind, müssen die entsprechenden Umfangsgeschwindigkeiten der Stützscheiben und der Schleifscheibe bezogen auf die Mantelfläche des Wellenteils 10 fortlaufend nachgeregelt werden.
In 4 ist eine Ansicht wie gemäß 3 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass die Mitnehmer 12 für den rotatorischen Antrieb des Wellenteils 10 beim in 4 dargestellten Fertigschleifen zurückgezogen sind. Dabei bleiben erfindungsgemäß die Spitzen 11, 14 und die beiden Stützscheiben 2, 2' sowie das Stützlineal 16 am Wellenteil 10 permanent angestellt, d.h. sie berühren das Wellenteil 10 und stützen es ab. In diesem Fall erfolgt der Antrieb nicht über den Werkstückspindelstock 13, sondern durch die Schleifscheibe 1 (nicht dargestellt) und die Stützscheiben 2, 2', wobei das Wellenteil 10 dennoch auch während dieser Phase vollständig zwischen den Spitzen 11, 14 eingespannt bleibt. Auch in diesem Fall sind die beiden Messköpfe 21, 22 am Wellenteil anliegend, so dass der aktuelle Wellenteildurchmesser im Prozess fortlaufend gemessen werden kann und auf Basis dieser Messwerte für die jeweiligen aktuellen Durchmesser die Stützscheiben 2, 2' und das Stützlineal 16 fortlaufend an die exakte Sollposition angestellt werden können.
Lediglich zum Beladen und Entladen von Wellenteilen bzw. Werkstücken 10 aus der Schleifmaschine des erfindungsgemäßen Systems werden die Spitzen 11, 14 zurückgezogen, und zwar längs der Verschiebeachsen 23 bzw. 24, so dass ein fertiggeschliffenes Wellenteil 10 aus der Schleifmaschine entnommen werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5, deren prinzipielle Anordnung derjenigen gemäß 2 entspricht, ist wiederum während des gesamten Schleifprozesses das Wellenteil 10 zwischen den Spitzen 11, 14 eingespannt, wobei die Mitnehmer 12 am Werkstückspindelstock 13 dafür sorgen, dass das Wellenteil 10 während des Schleifprozesses rotatorisch angetrieben ist. Auf der Stützspindel 5 sind wiederum zwei Stützscheiben 2, 2' angeordnet, welche das Wellenteil 10 in dessen mittlerem Bereich auf der dem Schleifscheibeneingriff gegenüberliegenden Seite abstützen. Bei dem Wellenteil gemäß 2 ist lediglich ein über die gesamte Länge des Wellenteils durchgängiger rotationssymmetrischer Abschnitt vorgesehen. Demgegenüber weist das Wellenteil 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 einen Bund in dessen mittlerem Bereich auf. Dieser Bund weist zusätzlich Planflächen 25 auf, welche ebenfalls mit der Schleifscheibe geschliffen werden. Wegen der Anordnung eines Bundes im mittleren Bereich des Wellenteils 10 ist die Schleifscheibe in zwei Teilschleifscheiben 30, 30' aufgeteilt. Der Abstand zwischen den Teilschleifscheiben, welche beide auf der Schleifspindel 4 angeordnet sind, ist geringfügig größer als die Breite des die Planflächen 25 aufweisenden Bundes des Wellenteils 10. Die Teilschleifscheibe 30 weist einen Schleifbelag 31 auf, wohingegen die Teilschleifscheibe 30' einen Schleifbelag 32 aufweist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Teilschleifscheibe 30 zusätzlich einen Schleifbelag an ihrer Stirnseite auf, welche auf die Teilschleifscheibe 30 weist. Der dort vorgesehene Stirnseitenschleifbelag 33 dient dazu, den am Wellenteil 10 in dessen mittlerem Bereich angeordneten Bund bezüglich seiner Planfläche 25 zu schleifen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass auch die Teilschleifscheibe 30' einen derartigen Stirnseitenschleifbelag aufweist, welcher dann an der Stirnseite der Teilschleifscheibe 30' angeordnet ist, welche auf die Teilschleifscheibe 30 weist. Damit die Planfläche 25 an dem Bund des Wellenteils 10 geschliffen werden kann, ist es vorgesehen, dass die Schleifscheibe 30, 31 und das Werkstück 10 bzw. das Wellenteil 10 eine Relativbewegung zueinander in Längsrichtung des Wellenteils 10 ausführen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 5 sind der Werkstückspindelstock 13 mit dessen Spitze 11 sowie der Reitstock 15 mit dessen Spitze 14 CNC-gesteuert automatisch axial verfahrbar. Dadurch wird erreicht, dass das Wellenteil 10 mit seiner Planseite 25 an den Schleifbelag 33 der Teilschleifscheibe 30 axial zugestellt und dadurch die Planseite 25 geschliffen werden kann. Das Schleifen der Planseite erfolgt dabei zumindest teilweise zeitparallel. Es ist jedoch auch möglich, dass sowohl die rotationssymmetrischen Umfangsabschnitte wie auch die Planseite 25 komplett zeitparallel geschliffen werden. Bei in axialer Richtung nicht verstellbarem Werkstückspindelstock 13 bzw. Reitstock 15 kann dagegen gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform auch die Schleifspindel 4 mit ihren Teilschleifscheiben 30, 30' axial verschoben werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 wird die axiale Verschiebung des Werkstückspindelstockes durch eine CNC-gesteuerte Z2-Achse und des Reitstockes 15 durch eine ebenfalls CNC-gesteuerte Z1-Achse bewirkt. Für das Schleifen der Planseiten wird vorzugsweise als Belag CBN eingesetzt.
In 6 ist in prinzipieller Darstellung, welche der gemäß 1 entspricht, ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Wellenteil 10 wiederum durch die Schleifscheibe 1 geschliffen. Anstelle der ersten Stützvorrichtung in Form einer Stützscheibe ist ein Stützlineal 35 vorgesehen, so dass die Abstützung des Wellenteils 10 während des Schleifens bei permanenter Aufspannung zwischen den Spitzen durch zwei Stützlineale, das Stützlineal 3 (zweite Stützvorrichtung) und das Stützlineal 35 (erste Stützvorrichtung) zuverlässig abgestützt ist. Sowohl das Stützlineal 3 als auch das Stützlineal 35 sind über jeweilige CNC-gesteuerte Zustellachsen 36, 37 nicht nur an das Wellenteil 10 anstellbar, sondern dem aktuellen gemessenen aktiv nachführbar. Beide Stützlineale 3, 35 sind an ihrer Abstützfläche verschleißfest ausgeführt, was insbesondere mittels einer PKD (polykristallinen Diamant)-Beschichtung realisiert wird. Die Zustellung bzw. Nachführung der Stützlineale 3, 35 an den jeweiligen aktuellen Durchmesser des Wellenteils 10 erfolgt in einer Abhängigkeit voneinander, damit eine zuverlässige Abstützung des Werkstückes 10 während des gesamten Schleifprozesses bei permanenter Aufspannung zwischen den Spitzen realisiert werden kann. Beide Stützlineale 3, 35 bilden durch ihre in Abhängigkeit zueinander erfolgende Anstellung bzw. Nachführung zu dem aktuellen Durchmesser des Wellenteils 10 ein einer V-Form angenähertes Prisma. Die nicht eingezeichneten Mitnehmer 12 müssen zum Erreichen des Fertigmaßes bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls am Werkstück mit eingreifen, so dass während des gesamten Schleifvorganges eine rotatorische Mitnahme des Wellenteils 10 gewährleistet ist.
7 schließlich stellt eine zu den 3 und 4 analoge Darstellung dar, welche eine Ansicht gemäß der Schnittebene B-B gemäß 6 zeigt. In dieser 7 ist dargestellt, dass beide Stützlineale 3, 35 jeweils eine partielle Abstützung für das Wellenteil 10 bilden. Die prinzipielle Funktion, bei welcher die Spitzen 11, 14 während des gesamten Schleifprozesses das Werkstück aufspannen, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel realisiert.
Bezugszeichenliste

1: Schleifscheibe
2, 2': Stützscheibe
3: Auflagelineal
4: Schleifspindel
5: Stützspindel
10: Wellenteil/Werkstück
11: Spitze Werkstückspindelstock
12: Mitnehmer
13: Werkstückspindelstock
14: Spitze Reitstock
15: Reitstock
16: Auflageschiene
17, 17': Stützbereich
18, 19: Antrieb
20: Maschinenbett
21, 22: In-Prozess-Durchmesser-Messkopf
23: Verschiebeachse
24: Verschiebeachse
30, 30': Teilschleifscheibe
31: Schleifbelag Teilschleifscheibe 30
32: Schleifbelag Teilschleifscheibe 30'
33: Stirnseitenschleifbelag
35: Auflageschiene
36: CNC-Achse
37: CNC-Achse

Claims

Verfahren zum Außenschleifen eines Wellenteiles (10) mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen, in welchen Zentrierbohrungen eingebracht sind, welche eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils (10) definieren, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schleifens bis zum Ende des Fertigschleifens mittels einer Schleifscheibe (1) das Wellenteil (10) zwischen in die Zentrierbohrungen eingreifenden Spitzen (11; 14) gehalten wird und mittels einer Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung an allen geschliffenen rotationssymmetrischen Abschnitten ohne einen Einsatz von Lünetten abgestützt wird, wobei eine Messeinrichtung (21) eine In-Prozess-Messeinrichtung ist und Durchmesserwerte der rotationssymmetrischen Abschnitte des Wellenteils (10) misst, diese Messwerte an eine Steuereinrichtung übermittelt und diese Steuereinrichtung auf Basis dieser Messwerte die Zustellung der Schleifscheibe und gleichzeitig die der Stützeinrichtung, die rotationssymmetrischen Abschnitte fortlaufend abstützend, den gemessenen Durchmesserwerten bis auf Fertigmaß des Wellenteiles (10) aktiv nachführt und dass die Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) als die erste und die zweite Stützvorrichtung eine Stützscheibe (2, 2') und ein Auflagelineal (3; 35) oder eine erste und eine zweite Auflageschiene aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil (10) rotatorisch angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2, 2') und das Wellenteil (10) im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1), das Wellenteil (10) und die Stützscheibe (2, 2') hinsichtlich ihrer jeweiligen Drehzahl geregelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil beim Fertigschleifen durch die Schleifscheibe (1) und die Stützscheibe (2, 2') angetrieben/gebremst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2, 2') mit einem Belag in der Art einer Schleifscheibe ausgebildet ist, gegenüber der Schleifscheibe (1) angeordnet ist und dort das Wellenteil (10) stützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Durchmesserwerte mittels zumindest zweier Messeinrichtungen (21; 22) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Auflageschienen relativ zueinander verstellt werden und in Form eines Prismas ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1) und das Wellenteil (10) relativ zueinander axial bewegt werden und das Wellenteil (10) dabei zumindest teilweise zeitparallel am rotationssymmetrischen Abschnitt und an einer Planseite (25) geschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2; 2') als Regelscheibe ausgebildet ist und das rotatorisch angetriebene Wellenteil (10) im Wesentlichen schlupffrei zueinander laufen, wobei insbesondere die Schleifscheibe (1), das Wellenteil (10) und die Regelscheibe drehzahlgeregelt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenteil (10) beim Fertigschleifen durch die Schleifscheibe (1) und die Regelscheibe angetrieben wird, wobei die Schleifscheibe (1) und die Regelscheibe einen Schleifspalt bilden, in welchem das Wellenteil auf der Auflageschiene abgestützt angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beide Auflageschienen relativ zueinander verstellt werden und ein Prisma als dem jeweiligen aktuellen geschliffenen Durchmesser nachgeführte Stützeinrichtung bilden.
System aus Schleifmaschine und Wellenteil (10) zum Außenschleifen des Wellenteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten und Stirnflächen mit darin eingebrachten, eine Bezugslängsachse und Rotationsachse des Wellenteils (10) definierenden Zentrierbohrungen, mit einer auf einer Schleifspindel (4) angeordneten, über eine CNC-Achse rotatorisch angetriebenen Schleifscheibe (1), mit einem Werkstückspindelstock (13) mit einer ersten Spitze (11) und mit einem Reitstock (15) mit einer zweiten Spitze (14), wobei mittels der ersten und der zweiten Spitze (11; 14) das Wellenteil (10) während des Schleifens um eine damit definierte Bezugslängsachse drehbar angetrieben und permanent gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützeinrichtung (2, 2'; 3; 35) mit einer ersten und einer zweiten Stützvorrichtung, welche das Werkstück über dessen Länge abstützen und relativ zueinander verstellbar sind, und eine Messvorrichtung vorgesehen sind, mittels welcher Messsignale vom aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Abschnittes des Wellenteils (10) an eine Steuereinrichtung weiterleitbar sind und auf Basis welcher die erste und die zweite Stützvorrichtung stets dem aktuellen Durchmesser des rotationssymmetrischen Abschnittes bis auf Fertigmaß so nachfahrbar sind, dass das Wellenteil (10) durch die der Schleifscheibe (1) gegenüberliegenden Stützvorrichtungen (2, 2'; 3; 35) und bei während des gesamten Schleifprozesses in Eingriff befindlichen Spitzen (11; 14) doppelt abgestützt ist, wobei die zweite Stützvorrichtung ein Auflagelineal (3) und die erste Stützvorrichtung eine Stützscheibe (2; 2') oder ein weiteres Auflagelineal (35) ist.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (1), die Stützscheibe (2, 2') und das Wellenteil (10) jeweils CNC-gesteuert drehzahlregelbar sind.
System nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (2, 2') auf einer Spindel (5) sitzt und geteilt ist und jeder Teil dem aktuellen Durchmesser entsprechender rotationssymmetrischer Abschnitte des Wellenteils (10), diese abstützend, nachfahrbar ist.
System nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stützvorrichtung ein weiteres Auflagelineal (35) ist, welches relativ zum Auflagelineal (3) unter Ausbildung eines prisma-artigen Abstützbereiches am rotationssymmetrischen Abschnitt des Wellenteils (10) bewegbar ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine In-Prozess-Messvorrichtung ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkstückspindelstock (13) Mitnehmer (12) vorhanden sind, mittels welcher das Wellenteil (10) rotatorisch mitnehmbar ist und welche vom Eingriff am Wellenteil (10) lösbar sind.