DE1752064A1

DE1752064A1 - Schleifmaschine fuer ringfoermige Werkstuecke,insbesondere Kugellagerringe

Info

Publication number: DE1752064A1
Application number: DE19681752064
Authority: DE
Inventors: Ernst Thielenhaus
Original assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Current assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Priority date: 1968-03-28
Filing date: 1968-03-28
Publication date: 1971-10-07
Also published as: GB1222805A; US3552063A; FR2004950A1; DE1752064C3; DE1752064B2; SE392412B; AT290327B

Description

PATE NTANWALTE

Dr. Andrejewski Essen, den 1j5·

Dr.-Ing. Honke (₃₀ 296/toS-)

43 Essen, Kettwiger Str. 36

(Am Hauptbahnhot üchiburg)
Telefon 225802/03

Patentanmeldung der Firma
Maschinenfabrik Ernst Thielenhaus
Wuppertal-Barmen, Schwesterstr. 50

Schleifmaschine für ringförmige Werkstücke,
insbes. Kugellagerringe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine für ringförmige, auf der Innenseite zu bearbeitende Werkstücke, vorzugsweise Kugellagerringe, und zwar insbes. auf eine Feinstschleif- oder Mikrofinishmaschine. Bei derartigen Schleifmaschinen entstehen besondere Probleme, wenn große Anforderungen nicht nur bzgl. minimaler Rauhtiefe, sondern
auch bzgl. Rundheit der bearbeiteten Fläche gestellt werden. Spannt man die Werkstücke mechanisch, z. B. mit Klauen od.
dgl. auf, die an die Spindel angeschlossen sind, so bewirkt einerseits die Einspannung Verformungen, welche die
Kreisform gleichsam zu einer Vieleckform deformieren, außer-

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ORIGINAL INSPECTED

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dem übertragen sich auf den Schleifvorgang Ungenau! glrejt en aus der Spindellagerung. Das /äßt sich zwar reduzieren» wenn mit hydraulischer Lagerung der Spindel gearbeitet wird» doch bleibt auch hier eine bei hohen Anforderungen störende Ungenauigkeit. Bas läßt sich auch reduzieren, wem alt magnetischer Aufspannung der Werkstücke und Abstutzschuhen gearbeitet wird, jedoch stört häufig die Tatsache, daß nach der Bearbeitung in den Werkstücken remanenter Magnetismus verbleibt. Außerdem kopieren sich beim Arbeiten mit Abstutzschuhen die Ungenauigkeiten der Werkstückseite, an der die Abstützung erfolgt, auf die zu bearbeitende Fläche.

Allerdings sind auch Schleifmaschinen der eingangs beschriebenen Art mit angetriebener Spindel und auf das zu bearbeitende, über die Spindel mitgenommene Werkstück aufsetzbarem Schleifstein sowie WerkstUckaufnahme mit Sruckmlttelzentrlerung bekannt. Hier sind die WerkstUckaufnahmen Teil der Spindel oder mit dieser fest verbunden, so daß die Fehler aus der Lagerung der Spindel bleiben. Mit derartigen Schleifmaschinen lassen sich ferner nicht bei einer Einspannung oder Aufspannung stufenweise feinere Bearbeitungen an den Werkstücken zur Erzielung der gewünschten Rauhtiefe durchfuhren, dazu müssen die Werkstücke vielmehr nachgeschalteten separaten Maschinen zugeführt werden. Das stört wegen der Aufspannzelten und bringt zusätzliche Ungenaulgkelten aus den ermeidbar unterschiedlichen Toleranzen zwischen den einzelnen Maschinen und deren

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Aggregaten und wegen des unvermeidbar unterschiedlichen Einsatzes der ringförmigen Werkstücke in die Werkstückaufnahme der nachgeordnet en Maschinen. - Unter Druckmittelzentrierung versteht man, daß die Werkstückaufnahme ein der Werkstückform angepaßtes Bett aufweist, in das das Werkstück mit geringem Spiel eingesetzt ist, und daß eine oder mehrere, während des BearbeitungsVorganges an eine Druckmittelquelle angeschlossene öruckmltelzuführungsbohrungen umfangsseitig ^

in das Bett bzw. auf den Zapfen einmünden. - Bei den bekannten Schleifmaschinen mit Druckmittelzentrierung rotiert die Werkstückaufnahme, anders ausgedrückt die Druckmittelzentrierung mit. Das dürfte der Grund sein, weshalb auch die Zentrierwirkung bei diesen Schleifmaschinen noch verbesserungsbedürftig ist.

Endlich kennt man Maschinen und insbes. Schleifmaschinen, bei denen die Werkstücke in Magazinen gehalten und verschiedenen Bearbeitungsstellen zugeführt werden. Das hat man bei Schleifmaschinen mit angetriebener Spindel und auf das zu bearbeitende, über die Spindel mitgenommene Werkstück aufsetzbarem Schleifstein sowie Werkstückaufnahme mit Druckmittelzentrierung bisher * nicht verwirklichen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine der letztbeschriebenen Art so weiter auszubilden, daß mit optimaler Genauigkeit, insbes. bzgl. der Rundheit der ringför-

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ralgen Werkstücke, diese bearbeitet werden können. - Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, insbes. Feinstschleifmaschine (Mlkrofinlshmaschlne), für ringförmige, auf der Innenseite zu bearbeitende Werkstücke, vorzugsweise Kugellagerringe, mit angetriebener Spindel und auf das zu bearbeitende, über die Spindel mitgenommene Werkstück aufsetzbarem Schleifstein sowie Werkstückaufnahme mit Druckmittelzentrierung. Die erfindungsgemäße Schleifmaschine ist gekennzeichnet durch zumindest zwei angetriebene Spindeln und durch eine vor den angetriebenen Spindeln angeordnete Maga-zinscheibe mit mehreren, den angetriebenen Spindeln sowie einer WerkstUckeinführungseinrfchtung und einer WerkstUckausstoßeinrichtung zugeordneten Werkstückaufnahmen, wobei die Magtfzinscheibe auf eine Schaltwelle aufgesetzt und damit unter Aufrechterhaltung der Druckmittelzentrierung mit Ihren Werkstückaufnahmen von der WerkstUckeinfUhrungseinrichtung über die Spindeln oder Bearbeitungsstationen bis zur Werkstückausstoßeinrichtung schrittweise umschaltbar ist, - so daß die Werkstücke mit zunehmender Feinheit vor den einzelnen Spindeln bearbeitet werden können. Nach bevorzugter Ausführungsform ist die Anordnung erfindungsgemäß so getroffen, daß die Werkstückaufnahme aus zum Einsetzen der Werkstücke eingerichteten Aufnahmeringen mit längs des Umfanges angeordneten DruokmitteleinfUrhungsbohrungen und ggfls. Druckmittelführungflkanälen bestehen, die in die Magazinsoheibe eingesetzt sind und nicht mitrotieren. Man kann die Anordnung also auch

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so treffen, daß diese Aufnahmeringe mitrotieren. Immer ist es aus Gründen der Einfachheit zweckmäßig, die Druckmitteleinführungsbohrungen an Druckmittelbohrungen der Steuerwelle anzuschließen, so daß ohne weiteres erreichbar ist, daß die Druckmittelzentrierung auch während des Umsetzens der Werkstückaufnahmen der Magazinscheibe von Spindel zu Spindel beibehalten bleibt.

Um bei erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen sicherzustellen, daß die Druckmittelzentrierung gleichsam nach dem Hüllkreis der Ungenauigkelten der nicht bearbeiteten Seite des ringförmigen Werkstückes erfolgt, ist eine bevorzugte AusfÜhrungsform der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzentrierung für ein hydraulisches Druckmittel, z. B. öl, eingerichtet ist und dazu zwischen Aufnahmering und Werkstück eine Durchmesserdifferenz von etwa 5/100 mm bis 2/100 mm eingerichtet ist. Der Druck des hydraulischen Druckmittels wird unter Berücksichtigung der Durchmesserdifferenz so eingerichtet, daß während des SchleifVorganges ein Andrücken des zu bearbeitenden ringförmigen Werkstückes gegen eine Seite des Aufnahmeringes nicht erfolgen kann. Gerade in diesem Falle erreicht man bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine gleichzeitig mit der Druckmittelzentrierung während des Bearbeitungsvorganges eine sichere Halterung der Werkstücke in den Werkstückaufnahmen

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während des Weiterschaltens der Werkstückaufnahmen von Spindel zu Spindel von der Werkstückeinf Uhrungseinrichtung bis zur WerkstückausstoQeinrichtung. WerkstückeinfUhrungseinrichtung und Werkstückausstoßeinrichtung können in beliebiger Weise gestaltet sein, wie es für andere Zwecke ^ umfangreich benannt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine können die Spindeln in verschiedener Welse den Werkstückaufnahmen zugeordnet sein. So besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, die Spindeln mit den WerkstUckaufnahmen schrittweise umzusetzen. Einfacher ist eine AusfUhrungsform der Erfindung, der wegen dieser Einfachheit besondere Bedeutung zukommt und die In Kombination zu den beschriebenen Maßnahmen dadurch gekennzeichnet sein, daß in Bearbeitungsstellung die WerkstUckaufnahmen auf der Rückseite der Magazinscheibe durch die Spindeln bzw. eine an die Spindeln angeschlossene Aufspannscheibe abgeschlossen sind, und daß die Werkstücke durch eine Andrückeinrichtung gegen diese Spindel bzw. gegen diese Aufspann scheibe gedrückt sind. Die Andrückeinrichtung kann dabei aus einem auf die freie Stirnseite der ringförmigen Werketücke aufsetzbaren U-förmigen Bügel mit Andrückrollen bestehen. Der Schlei fvorgang kann je nach den Erfordernissen durchgeführt werden. Daraus bestimmt sich im Detail auch die Anordnung und die Führung der Schleifsteine. Nach bevorzugter

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Ausführungsform, die insbes. für das Feinstschleifen oder Mikrofinishen geeignet ist, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Schleifsteine an ein- und ausfahrbaren Haltern angebracht und ggfls. über die HLter oszillierend angetrieben sind.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß bei erfindungsgemäßen Maschinen Vorschleifen und Fertigschleifen oder mehr als zwei Bearbeitungsstufen mit einer Aufspannung des Werkstückes erfolgen, und zwar bei Druckmittelzentrierung. Diese erfolgt dann gleichsam mathematisch exakt nach der HUllkurve der Ungenauigkeiten der nicht zu bearbeitenden Seite, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Druckmittelzentrierung nicht mit dem Werkstück rotiert. Jedenfalls wird sichergestellt, daß Ungenauigkeiten dieser Einspannseite oder Aufspannseite nicht in die Bearbeitungsseite kopiert werden. Auch entstehen keine Ungenauigkeiten durch Toleranzen von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsmaschinen, mit denen ein- und dasselbe Werkstück bearbeitet wird. Endlich sind die Ungenauigkeiten ausgeschaltet, die bei bekannten Maschinen dadurch entstehen, daß während einer Bearbeitung ein Werkstück mehrfach in unterschiedliche Werkstückaufnahmen eingesetzt werden muß.

Im folgenden wird die Erfindung aahand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen:

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Flg. 1 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine,

Flg. 2 eine Seltenansicht des Gegenstandes nach Flg. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach FIg. 1 und

Fig. 5 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 4.

Die In den 91g. dargestellte Schleifmaschine ist für ringförmige, auf der Innenseite zu bearbeitende Werkstücke W, insbes. Kugellagerringe, eingerichtet· Es handelt sich nach bevorzugter Ausführungsform um eine Feinstschleifmaschine oder Nlkrofinishmaschlne. Im AusfUhrungsbeispiel besitzt diese Schleifmaschine zwei angetriebene Spindeln 1,2 und eine vor den angetriebenen Spindeln 1,2 angeordnete Magazinscheibe 3. Diese MagaBlnscheibe 3 besitzt mehrere, den angetriebenen Spindeln 1,2 sowie einer WerkstUckeinfUhrungseinrichtung 4 und einer WerkstUckausstoßeinrichtung 3, zügeordnete Werkstückaufnahmen 6, 7, 8, 9. Die WerKstUckaufnahmen 6, 7, 8, 9 besitzen Druckmittelzentrierung. Dabei ist die

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Magazinscheibe 3 auf eine Schaltwelle 10 aufgesetzt und damit unter Aufrechterhaltung der Druckmittelzentrierung mit ihren Werkstückaufnahmen 6, 7, 8, 9 von der Werkstückeinführungseinrichtung 4 über die Spindeln 1,2 bis zur Werkstückausstoßeinrichtung 5 schrittweise umschaltbar, wobei die Werkstücke W mit zunehmender Feinheit nacheinander bearbeitet werden können. Zum Antrieb der Spindeln 1,2' befindet sich im Maschinengestell 11 ein Antriebsmotor, der auf ein Getriebe 12 arbeitet, aus dem die Spindeln 1,2 herausgeführt sind. PUr die Schleifsteine 13, 14 sind besondere Antriebsaggregate 15, 16 aus Motor und Getriebe vorgesehen, die die Zustellung der Schleifsteine 13, 14 und ggfls. einen zusätzlichen, beispielsweise schwingenden Antrieb der Schleifsteine 13, 14 bewirken. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Werkstückaufnahmen 6* 7, 8, 9 aus zum Einsetzen der Werkstücke eingerichteten Aufnahmeringen 17 mit längs des Umfanges angeordneten Druckmitteleinführungsbohrungen 18 und ggfls. Druckmittelführungskanälen 19* 20 bestehen. Die Aufnahmeringe 17 sind in die Magazinsoheibe 3 fest eingesetzt und rotieren nicht.Ferner | sind im Ausführungsbeispiel die Druckmitteleinführungsbohrungen 18, bzw. 19, 20 an Druckmittelbohrungen 21 der Magazinscheibe 3 bzw. 22, 23 der Steuerwelle 10 angeschlossen. Die Druckmittelzentrierung ist dabei für ein hydraulisches Druckmittel, vorzugsweise öl, eingerichtet. Dazu ist zwischen Aufnahmering 17 und Werkstück W eine Durchmesserdifferenz

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von etwa 5/100 bis 2/100 mm eingerichtet. Man erreicht so eine HUllkurvenzentrierung. Darunter wird verstanden, daß die Zentrierung nach der HUllkurve der ühgenauigkelt der Werkstückseite(Außenseite) erfolgt« die nicht bearbeitet wird* Dabei ist der Druck des hydraulischen Druckmittels so einzurichten, daß unter der Einwirkung des Schleifsteines 13, 14 das Werkstück W sich nicht auf den Aufnahmering 17 mit metallischer Berührung aufdrücken kann· Arbeitet man so, so erreicht man gleichzeitig eine sichere Halterung der Werkstücke W in den Werkstückaufnahaen 6, 7, 8, 9 beim Weiterschalten der Magazinscheibe von Spindel 1 zu Spindel

Insbes. aus der Fig. 5 entnimmt man, daB bei der dargestellten Ausführungsform in Bearbeitungsstellung die Werkstückaufnahmen 6, 7, 8, 9 ^&uf der Rückseite der Magazinscheibe 3 durch die Spindeln 1,2 bzs. an die Spindeln 1, 2 angeschlossene Aufspannscheiben 24 bzw. 25 abgeschlossen und durch eine Andrückeinrichtung 26 bzw. 27 gegen die Spindeln 1, 2 bzw. gegen die Aufspannscheiben 24 bzw. 25 gedrückt sind. Die Andrückeinrichtung 26 bzw. 27 besteht aus einen auf die freie Stirnseite der ringförmigen Werkstücke aufsetzbarem U-förmigen Bügel 28 mit Andrückrollen 29, wobei dieser Bügel 28 um eine Achse 30 schwenkbar 1st, um eine glelchaKfilge Andrückung beider WerketUokselten zu gewährleisten. Ue Schleifsteine 13 bzw. 14 sind an ein- und ausfahrbaren Haltern 31 angebracht und im Ausführungsbeispiel über die Halter oszillierend

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angetrieben. Das ist in Fig. 5 strichpunktiert angedeutet worden. Eine Beschreibung der Einzelheiten dieses Antriebes der Schleifsteine 13, 14 ist nicht erforderlich, da entsprechende Maßnahmen an sich bekannt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine kann die WerkstückeinfUhrungseinrichtung 4 in beliebiger Weise ausgebildet sein. Das gilt auch für die WerkstUckausstoßeinrichtung 5. Diese Elemente der erfindungsgemäßen Schleifmaschine sind folglich zur Erzielung größerer Deutlichkeit der Darstellung der erfindungswesentlichen Merkmale nicht dargestellt worden.

Sollen mit einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine ringförmige Werkstücke W, beispielsweise Kugellagerringe, auf ihrer Innenseite bearbeitet werden, so werden die Werkstücke W mit der WerkstUckeinführungseinrichtung 4 zunächst bei I in die vorstehende Werkstückaufnahme, ζ. Β. 6, eingeführt. Danach schaltet die Magazinscheibe 3 im AusfUhrungsbeispiel um 90° weiter, so daß sich aas bei I in die Werkstückaufnahme 6 eingesetzte Werkstück W in der Stellung II befindet und dort einer Vorschleifbehandlung, beispielsweise einer Vorfinish-Behandlung, unterzogen werden kann. Während dieser Bearbeitung wird ein weiteres Werkstück W bei I in die Magazinscheibe Jt eingesetzt, wo jetzt die Werkstückaufnähme 7 vorsteht. Nach Beendigung des Vorschlelfens schaltet die Magazinscheibe

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wiederum um 90° weiter, ao dafi eioh das vorgeeohliffene Werkstück W mit der WerkstUokaufnahae 6 in der Stellung III befindet, wo es fertlggesohllffen, beispielsweise fertiggefinished, werden kann. Das danach eingeführte Werkstück in der Werkstückaufnahme 7 befindet sich nunmehr in der Stellung II, während über die WeMcstUokeinfUhrungseinrichtung ein weiteres Werkstück W in die nunmehr bei der Werketüokeinf uhrungseinriohtung 4 vorstehende Aufnahme 8 eingesetzt werden kann, .·. und so weiter fort. - Während des Fortschaltens von der WerkstUckeinfUhrungseinrichtung 4 über die Spindeln 1,2 bis sur WerkstUokausstoßvorrlchtung 5 befinden sich die zu bearbeitenden Werkstücke W stets in der gleichen WerketUckaufnähme. Die Xkmckmittelzentrierung wird während der Dearbeitungsvorgänge und beim Portschalten aufrechterhalten.

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Claims

Ansprüche

1. Schleifmaschine, insbes. Peinstechleifmaschine für ringförmige, auf der Innenseite zu bearbeitende Werkstücke, vorzugsweise Kugellagerringe, mit angetriebener Spindel und auf das zu bearbeitende, über die Spindel mitgenommene Werkstück aufsetzbarem Schleifstein sowie Werkstückaufnahme mit Druck- ' a mittelzentrierung, gekennzeichnet durch zumindest zwei angetriebene Spindeln (1, 2) und durch eine vor den angetriebenen Spindeln (1, 2) angeordnete Magazinscheibe (3) mit mehreren, den angetriebenen Spindeln (1, 2) sowie einer Werkstückeinführungseinrichtung (4) und einer Werkstückausstoßeinrichtung (5) zugeordneten Werkstückaufnahmen (6, 7* 8, 9)* wobei die Magazinscheibe (3) auf eine Schaltwelle (10) aufgesetzt und damit unter Aufrechterhaltung der Druckmittelzentrierung mit ihren Werketüekaufnahmen (6, 7, 8,: 9) von der Werkstüokeinführungseinriehtung (4) über die Spindeln (1, 2) bis zur Werkstückausstoßeinrichtung (5) schrittweise umschaltbar ist, während die Werkstücke (W) von Schritt zu Schritt mit zunehmender Feinheit bearbeitet werden. J

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (6, 7, 8, 9) aus zum Einsetzen der Werkstücke eingerichteten Aufnahmeringen (17) mit längs des Umfangs angeordneten Oruckmitteleinführungsbohrungen (18) und ggfls. Druckmittelführungskanälen (19) bestehen.

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3. Schleifmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druokmitteleinnihrungsbobxungen (18 bzw. 21) an Druckmittelbohrungen (23) der Steuerwelle (10) angeaohlosaen sind·

4. Schleifmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzentrierung für ein hydraulisches Druckmittel, z. B. öl, eingerichtet ist und dazu zwischen Aufnahmering (1-7) und Werks tuck (W) eine Durchmesser-Differenz von etwa 5/100 mm bis 2/100 mm eingerichtet 1st.

5. Schleifmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination dazu in Bearbeitungsstellung •Le Werkstückaufnahmen (6, 7/8, 9) auf der Rückseite der Magazinscheibe (3) durch die Spindeln (1, 2) bzw. an die Spindeln angeschlossene Aufspannscheiben (24 bzw. 25) afc«» geschlossen sind und die Werkstücke (W) durch eine Andrückeinrichtung (26, 27) gegen die Spindeln (1, 2) bzw. gegen die Aiftpannscheiben (24, 25) gedrückt sind.

6. Schleifmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung (26, 27) aus einem auf die freie Stirnseite der ringförmigen Werkstücke (W) aufsetzbaren U-förmigen Bügel (28) mit Andrückrollen (29) besteht .

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7. Schleifmaschine naoh den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsteine (13, 14) an ein- und ausfahrbaren Haltern (31) angebracht und ggfls. über die Halter (31) oszillierend angetrieben sind*

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