DE112009002390T5

DE112009002390T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Wellen

Info

Publication number: DE112009002390T5
Application number: DE112009002390T
Authority: DE
Inventors: Tom Cvjetkovic; Stefan Hambel; Erich Ostermeyer; Stefan Eisinger
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2012-05-16
Also published as: JP2012507408A; US20110207384A1; US9033768B2; JP5377659B2; KR20110076991A; CN102176998A; CN102176998B; KR101620500B1; WO2010053665A3; WO2010053665A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Bearbeitung einer vorzugsweise abgesetzten Welle (2) mit einer Werkstückauflage (6); mit einer Scheibenanordnung (3), die eine Schleifscheibe (4) und eine Regelscheibe (5) aufweist; und mit einer axialen Anschlaganordnung (7), wobei die axiale Anschlaganordnung (7) einen Anlageadapter (8) aufweist; der mit einem Stirnflächenabschnitt (9) der Welle (2) temporär verbindbar ist, und der eine punktförmige Anlagefläche (10) zur Anlage an einem Anschlagteil (11) der Anschlaganordnung (7) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von abgesetzten Wellen gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 3.
Stand der Technik für eine Bearbeitung einer abgesetzten Welle ist das Schleifen mit Hilfe von Zentrierbohrungen. Dies ergibt jedoch den Nachteil, dass die Produktivität gering ist und die Fertigungstoleranzen durch die Einspannung der Welle und der damit verbundenen Verformungen relativ groß sind. Ebenso bekannt ist die Bearbeitung von absatzlosen Wellen mittels dem sog. Spitzenlosschleifen ohne die Verwendung von Zentrierbohrungen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Bearbeitung einer Welle, insbesondere einer abgesetzten Welle, zu schaffen, die eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Produktivität ermöglichen und die eine Verbesserung der Herstellungsgenauigkeit erlauben.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 3.
Dadurch, dass erfindungsgemäß zur axialen Führung der Welle während der Bearbeitung eine Punktanlage verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, dass Planlauffehler der Welle und Winkelfehler des Anschlages sich nicht in axial oszillierende Wellenbewegungen, die die Fertigungstoleranzen der axialen Wellenabsätze erhöhen, auswirken und wenn überhaupt, nur äußerst geringe Auswirkungen auf die Fertigungsgenauigkeit haben.
Unter Punktanlage wird in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß eine möglichst kleine (zentrisch punktförmige) Kontaktfläche zum Anschlag verstanden, die die Vermeidung der zuvor genannten negativen Einflüsse auf die Fertigungsgenauigkeit ermöglicht.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Insbesondere vorteilhaft ist eine bewegliche Führung der Welle über die Punktanlage, da diese eine weitere Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit ermöglicht.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zur Bearbeitung einer Welle,
2 eine perspektivische Ansicht einer auf einer Werkstückauflage angebrachten Welle mit erfindungsgemäßer Anschlagvorrichtung,
3 eine vergrößerte Detaildarstellung der Welle gemäß 2 zur Erläuterung einer Anschlaganordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
4 eine Prinzipdarstellung der Anschlaganordnung gemäß 3,
5 eine perspektivische Darstellung der Anschlaganordnung nach Entfernung der Welle, und
6 eine perspektivische Darstellung eines einteiligen Käfigs.
In 1 ist in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung einer Welle 2 dargestellt. Die Welle 2 ist eine abgesetzte Welle, wie sie sich aus 2 ergibt, in der Wellenabsätze 2A, 2B und 2C sichtbar sind, die jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
1 verdeutlicht, dass zur Bearbeitung der Welle 2 die Vorrichtung 1 eine Scheibenanordnung 3 umfasst, die zumindest eine Schleifscheibe 4 und eine Regelscheibe 5 aufweist. Die Scheiben 4 und 5 sind hierbei zu beiden Seiten der Welle 2 angeordnet und drehen sich beide in die gleiche Richtung. Die Welle 2 dreht sich in entgegen gesetzter Richtung, und liegt während der Bearbeitung auf einer Werkstückauflage 6 auf, die auch als Schleiflineal bezeichnet wird.
In 2 ist die Welle 2 auf der Werkstückauflage 6 dargestellt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Scheibenanordnung 3 nicht gezeigt ist. 2 verdeutlicht, dass die Welle 2 in ihrer Position auf der Werkstückauflage 6 durch eine axiale Anschlaganordnung 7 fixiert ist, die auf der Werkstückauflage 6 befestigt ist, was sich beispielsweise auch aus 5 ergibt. Die axiale Anschlaganordnung 7 wird nachfolgend insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 näher erläutert.
Demgemäß weist die Anschlaganordnung 7 einen Anlageadapter 8 auf, der im Beispielsfalle in einen Stirnflächenabschnitt 9 der Welle 2 temporär eingesteckt werden kann, wozu die Welle 2 im Stirnflächenabschnitt 9 eine in den Figuren nicht näher dargestellte Ausnehmung aufweist. Der Anlageadapter 8 weist hierfür einen in 5 nach der Entfernung der Welle 2 sichtbaren Zapfen 21 auf. Es ist ebenso möglich, dass die Welle 2 in eine Bohrung des Anlageadapters 8 eingesteckt wird oder dass der Kontakt zwischen Welle 2 und dem Anlageadapter 8 mittels Reibschluss in den Stirnflächen zustande kommt.
Die 3 und 4 verdeutlichen ferner, dass der Anlageadapter 8 eine punktförmige Anlagefläche 10 aufweist, die zwischen einer Stirnfläche 20 der Welle 2 und dem Anschlagteil 11 angeordnet wird. Wie eingangs bereits erläutert, ist unter dem Terminus ”punktförmig” erfindungsgemäß eine Anlagefläche 10 zu verstehen, die eine Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit der Welle 2 ermöglicht. In 4 ist diese punktförmige Anlagefläche 10 in der in 4 gewählten schematischen Darstellung wie eine Spitze ausgebildet, was jedoch nicht zwingend ist. Vielmehr ergibt sich aus 3, dass unter punktförmiger Anlagefläche 10 auch eine flächige Ausgestaltung dieser Anlagefläche 10 verstanden werden kann.
Insbesondere 4 verdeutlicht, dass der Anlageadapter 8 in der Anschlaganordnung 7 beweglich geführt ist. Bei der in den 3 bis 6 dargestellten Ausführungsform weist die Anschlaganordnung 7 hierfür zum Beispiel einen Käfig 12 auf, in dem ein Anschlagteil 11 fixiert ist, welches eine Gegenfläche 13 aufweist, auf der die punktförmige Anlagefläche 10 während der Fertigung der Welle 2 aufliegt.
Die Anschlaganordnung 7 weist bei der in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform zwei Käfigteile 12A und 12B auf, die gemäß den 3 und 5 über eine Schraubverbindung 12 miteinander verbunden werden, wobei das zwischen den Käfigteilen 12A und 12B angeordnete Anschlagteil 11 als Abstandshalter fungiert.
Die Käfigteile 12A und 12B weisen jeweils Haltekrallen 14 und 15 auf, die einen Anschlussbereich 17 des Anlageadapters 8 umgreifen und zur beweglichen Halterung des Anlageadapters 8 innerhalb des Käfigs einen Haltebund 18 hintergreifen, was sich insbesondere aus der schematischen Darstellung der 4 erschließt. Die punktförmige Anlagefläche 10 ist hierbei an einem Spitzenbereich 19 des Anlageadapters 8 angebracht.
Aus der Darstellung der 5 ergibt sich, dass bei dieser Ausführungsform die Haltekrallen 14 und 15 einstückige Teile der Käfigteile 12A bzw. 12B sind und annähernd halbrund ausgebildet sind, so dass die sich insbesondere aus 4 aufgrund der dort sichtbaren Freiräume zwischen dem Käfig 12 und dem Anlageadapter 8 erwünschte bewegliche Führung des Anlageadapters 8 ergibt. Durch diese Führung sind vor allem Planlauffehler der Stirnfläche 20 und Unebenheiten sowie Winkelfehler der Gegenfläche 13 im Zusammenhang mit der punktförmigen Auflagefläche 10 ausgleichbar.
Der Käfig kann wie in 6 dargestellt, auch einteilig ausgeführt werden. Dazu werden die Haltekrallen 14 und 15 durch einen U-förmigen Bügel 25 mit einer Öffnung 26 zur Aufnahme des Anlageadapters 8 ersetzt.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 6 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Welle
2A–2C: Wellenabsätze
3: Scheibenanordnung
4: Schleifscheibe
5: Regelscheibe
6: Werkstückauflage/Schleiflineal
7: Anschlaganordnung
8: Anlageadapter
9: Stirnflächenabschnitt der Welle
10: Anlagefläche/Punktanlage
11: Anschlagteil
12: Käfig
12A, B: Käfigteile
13: Gegenfläche für Anschlag
14, 15: Haltekrallen
16: Schraubverbindung
17: Anschlussbereich
18: Haltebund
19: Spitzenbereich
20: Stirnfläche der Welle
21: Zapfen
25: Einteiliger Käfig
26: Öffnung

Claims

Verfahren zur Bearbeitung einer abgesetzten Welle (2) mit folgenden Verfahrensschritten: – Aufsetzen der Welle (2) auf eine Werkstückauflage (6); – Anlegen einer Stirnfläche (20) der Welle (2) an ein axiales Anschlagteil (11) der Werkstückaufnahme (6), und – Schleifen der zu bearbeitenden Bereich (2A, 2B, 2C) der Welle (2), dadurch gekennzeichnet, – dass die Stirnfläche (20) der Welle (2) über eine Punktanlage (10) mit dem Anschlagteil (11) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Punktanlage (10) beweglich ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) zur Bearbeitung einer abgesetzten Welle (2) – mit einer Werkstückauflage (6); – mit einer Scheibenanordnung (3), die eine Schleifscheibe (4) und eine Regelscheibe (5) aufweist; und – mit einer axialen Anschlaganordnung (7), dadurch gekennzeichnet, – dass die axiale Anschlaganordnung (7) einen Anlageadapter (8) aufweist; • der mit einem Stirnflächenabschnitt (9) der Welle (2) temporär in Kontakt bring bar ist, und • der eine punktförmige Anlagefläche (10) zur Anlage an einem Anschlagteil (11) der Anschlaganordnung (7) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlaganordnung (7) einen Käfig (12) aufweist, in dem das Anschlagteil (11) fixiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageadapter (8) beweglich geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlaganordnung (7) an der Werkstückauflage (6) fixiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageadapter (8) in den Stirnflächenabschnitt (9) der Welle lösbar eingesteckt ist.
Anschlaganordnung (7) einer Vorrichtung zur Bearbeitung einer Welle – mit einem Anlageadapter (8), der eine punktförmige Anlagefläche (10) aufweist; und – mit einem Anschlagteil (11), das eine Gegenfläche (13) für die punktförmige Anlagefläche (10) aufweist.
Anschlaganordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageadapter (8) beweglich geführt ist.
Anschlaganordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Käfig (12), in dem der Anlageadapter (8) beweglich geführt ist.
Anschlaganordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagteil (11) im Käfig (12) fixiert ist.
Anschlaganordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (12) zwei Käfigteile (12A, 12B) aufweist, die über das als Abstandshalter dienende Anschlagteil (11) miteinander verbindbar sind und Haltekrallen (14, 15) zur beweglichen Führung des Anlageadapters (8) aufweisen.
Anschlaganordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (25) einteilig ausgeführt ist und eine Öffnung (26) besitzt, durch die das Anschlagteil (11) mit der Welle (2) in Kontakt bringbar ist.
Anschlaganordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Käfigteile (12A, 12B) eine diese Käfigteile (12A, 12B) und das Anschlagteil (11) durchgreifende Schraubverbindung (16) vorgesehen ist.