DE2260884C3

DE2260884C3 - Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen

Info

Publication number: DE2260884C3
Application number: DE19722260884
Authority: DE
Inventors: Winfried 8720 Schweinfurt Brand; Roland 8721 Schwebheim Huttner
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2210919A5; DE2260884B2; DE2260884A1; GB1443020A; IT999973B

Description

50

Die Erfindung betrifft eine Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen die stirnseitig auf einem drehantreibbaren Tisch der Maschine aufgespannt sind, wobei an der zu bearbeitenden Stirnseite der Wälzlagerringe ein Meßtaster angreift, der an einem in bezug auf die Wälzlagerringe axial beweglichen Arm angebracht ist.

Bisher war es üblich, die beiden Stirnseiten von Wälzlagerringen gleichzeitig planparallel zu schleifen. Der Bearbeitungsvorgang war dann beendet, wenn der Ring eine bestimmte Soll-Breite erreicht hatte. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß, etwa bei Rillenkugellagern. die Lage der Laufbahn in bezug auf die Stirnseiten ^h· unberücksichtigt bleibt, so daß diese nach dem Schleifprozeß z. B. außenmittig liegen kann. Dieser Laufbahnversatz hat zur Folge, daß beim anschließenden Schleifen der Laufbahn die Schleifscheibe deformiert wird und dadurch auch die nachfolgend zu bearbeitenden Laufbahnen unsymmetrisch werden. Bei Präzisionswälzlagern ist es ja in der Regel erforderlich, daß die Laufbahnen, die als Rille oder Einstich ausgebildet sind, eine genaue Lage zu den Seitenflächen haben, um einerseits im eingebauten Zustand des Lagers unerwünschte Zwangskräfte auszuschließen und andererseits eine genaue axiale Führung der zu lagernden Teile zu erreichen.

Es ist eine Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Bearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen, die stirnseitig auf einem drehantreibbaren Tisch der Maschine aufgespannt sind, bekannt, wobei an der zu bearbeitenden Stirnseite der Ringe ein Taster angreift, der an einem in bezug auf die Lagerringe axial beweglichen Arm angebracht ist (DE-PS 3 23 873). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist zur Verhinderung der dauernden Berührung zwischen der Tastvorrichtung und dem Werkstück an der Welle des schwenkbar in einem Träger gelagerten Tasters ein weiterer Arm vorgesehen, der an seinem freien Ende eine Rolle trägt, welche unter Federvorspannung auf einer am Umfang des Schleiftisches vorgesehenen, kreisförmigen Führungsbahn läuft. Diese Führungsbahn ist längs des größten Teils des Umfangs eben gestaltet und am übrigen Teil mit einer Vertiefung versehen. Wenn die Rolle in diese Vertiefung gelangt, kommt der Taster in Berührung mit den Werkstücken. Auf der gleichen Weile ist noch ein weiterer Arm befestigt, der bei Erreichen des Endmaßes der Werkstücke einen Kontakt schließt und damit den Vorschub der Schleifmaschine unterbricht. Bei dieser bekannten Einrichtung wird nur das gewünschte Endmaß, d. h. die Breite des Lagerringes, gemessen und der Vorschub der Schleifmaschine bei Erreichen dieses Endmaßes unterbrochen, es wird jedoch in keiner Weise gewährleistet, daß darüber hinaus eine im Lagerring befindliche ringförmige Nut oder Rille eine genau definierte Lage in bezug auf die Seitenflächen des Lagerringes hat.

Weiterhin ist eine Meßeinrichtung für eine Schleifmaschine zur Bearbeitung der Laufbahn von in einem Futter eingespannten Rillenkugellager-Außenringen bekannt, die aus einem an einem Ende einer Spindel schwenkbar angeordneten Taster besteht, der an der zu bearbeitenden Fläche stetig zur Anlage kommt (US-PS 16 62 213). Am anderen Ende der in Umfangsrichtung unter Federvorspannung stehenden Spindel greift der Taststift eines Meßindikators an, auf dessen Skala der jeweilige Durchmesse/ der zu bearbeitenden Laufbahn angezeigt wird. Diese Anordnung dient lediglich zur Anzeige des Durchmessermaßes und nicht zum automatischen Steuern der Feinbearbeitung der Stirnseiten von mit einer Laufbahnrille o. dgl. versehenen Lagerringen.

Schließlich ist noch ein mit zwei Feinzeigern ausgerüstetes Gerät zum Messen der Laufbahn — und Bodenbreite von Rollenlagerringen während der Bearbeitung bekannt, bei dem jeder Feinzeiger einen beweglichen und einen Festpunkttaster besitzt und die Festpunkttaster beider Feinzeiger zu einem einzigen vereinigt sind, wobei zur Erzielung fortlaufender Maßanzeigen an dem Werkstück der gemeinsame Festpunkttaster dauernd durch Federkraft in Anlage auf der Innenfläche des einen Ringbordes gehalten wird (DE-PS 5 75 979). Hierbei handelt es sich wiederum nur um ein Anzeigegerät und nicht um eine Steuereinrichtung und darüber hinaus um ein Gerät, das bei der

Bearbeitung der Innenflächen von Borden der in einem Futter eingespannten Rollenlagerringen und nicht der Stirnseiten von Wälzlagerringen eingesetzt wird. Bei den hier zu bearbeitenden Rollenlagerringen ist die Breite des Lagerrings, d. h. sind die Stirnflächen, bereits fertig bearbeitet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen mit in der Bohrungs- oder Mantelfläche angeordneten Laufbahnen zu schaffen, die in wirtschaftlicher Weise eine planparallele und maßgerechte Bearbeitung der Stirnseiten gestattet, wobei die genaue Lage der Laufbahn zu den Stirnseiten gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Meßsteuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Laufbahn des um seine Achse durch den drehantreibbaren Tisch rotierenden Wälzlagerringes ein rotationssymmetrischer Meßkörper anliegt, der an einem in bezug auf den Wälzlagerring axial beweglichen Tastarm befestigt ist, und daß der an der Stirnseite des Wälzlagerrings während des Schleifvorgangs stetig anliegende Meßtaster über seinen ax'a! beweglichen Arm und über den axial beweglichen Tastarm des Meßkörpers sowie über einen mit den Armen verbundenen Feintaster mit dem Meßkörper in Wirkverbindung steht.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Stirnseiten von Wälzlagerringen in Abhängigkeit von der Lage der Laufbahn genau parallel geschliffen werden, wobei, etwa bei Rillenkugellagern, ein Rillenversatz ausgeschlossen ist. Durch die Wirkverbindung zwischen dem in der Laufbahn des Wälzlagerringes anliegenden Meßkörper und dem die Stirnseite des Wälzlagerringes berührenden Taster wird der Bearbeitungsvorgang durch eine geeignete Steuerung dann abgebrochen, wenn die bearbeitende Stirnseite einen definierten Abstand von der Mitte der Laufbahn erreicht hat. Der in der Laufbahn anliegende Meßkörper kann beispielsweise eine Kugel oder auch eine zylindrische Scheibe sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind der Tastarm und der Arm an je einem Federparallelogramm aufgehängt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der fastarm in bezug zum Wälzlagerring in im wesentlichen radialer Richtung schwenkbar am entsprechenden Federparallelogramm aufgehängt ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Feintaster- an einem der beiden Federparallelogramme angeordnet, während an dem anderen Federparallelogramm eine dem Feintast?r gegenüberliegende Stellschraube vorgesehen ist. Der Feintaster kann dabei von pneumatischer, mechanischer oder induktiver Bauart sein. Mit der Stellschraube wird der gewünschte Abstand der Stirnfläche von der Laufbahnmitte eingestellt, bei dem die Zustellung der Schleifmaschine abgebrochen werden soll.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist. Diese zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht in Richtung A der Fig. I,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht in Richtung B der F i g. I und

F i g. 4 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des in F i g. 3 näher gezeigten Meßkörpers.

Der zu schleifende Lagerring 1 eines Radial-Rillenkugellagers ist mit einer Stirnseite auf einem rotierenden Tisch 2 magnetisch oder in anderer geeigneter Weise aufgenommen. Ein zylindrischer Meßkörper 3 liegt in der Laufbahn 4 des Lagerrings 1 an, während die zu schleifende Stirnseite 5 des Lagerrings 1 von einem Taster 6 berührt wird.

Der Meßkörper 3 ist an einem Tastarm 7 befestigt,

IQ welcher in bezug auf den Lagerring 1 in axialer Richtung beweglich an einem Federparallelogramm 8 aufgehängt ist. Im Verbindungsstück 9 des Federparallelogramms 8 mit dem Tastarm 7 ist ein pneumatischer Feintaster 10 angeordnet.

Der Taster 6 ist ebenfalls an einem Arm 11 befestigt, der in axialer Richtung beweglich an einem Federparallelogramm 12 aufgehängt ist. Der Arm 11 ist mit einer Stellschraube 13 ausgerüstet. Diese ist im Verbindungsstück 14, das das Federparallelogramm 12 mit dem Arm 11 starr verbindet, koaxial zum Feintaster 10 eingeschraubt und hegt diesem gegenüber.

Die beiden Federparallelogramme L jnd 12 sind an einer Platte 15 befestigt. Diese ist mit einer iiolbenstange 16i verbunden, welche in einem Zylinder 17 parallel

zur Achse des Lagerrings 1 verschiebbar ist. Über der Platte 15 sind zwei Endschalter 18 und 19 angebracht, die durch tine Steuerfahne 20 an der Platte 15 betätigt werden.

Zur Einstellung der Meßkraft des Tasters 6 dient eine

ίο Einstellvorrichtung 21. Diese besteht aus einer in eine Nut 22 des Verbindungsstücks 14 eingreifende Blattfeder 23, die an einem Bolzen 24 befestigt ist. Der Bolzen 24 kann über eine Stellschraube 25 von außen um seine senkrecht auf der Zeichenebene stehende Drehachse verdreht werden. Auf diese Weise wird die Spannung der Blattfeder 23 verändert und damit die Meßkraft des Tasters 6 reguliert. Die gleiche Einstellvorrichtung 21 ist auch — in einer anderen Ebene — an der Aufhängung des Tastarms 7 vorgesehen.

Zur Begrenzung der Axialbewegung des Federparallelogramms 8 mit dem daran hängenden Tastarm 7 dient eine Stellschraube 26, die in eine Keilnut 27 des Verbindungsstückes 9 eingreift. In Abhängigkeit von der Eindringtiefe der Spitze der Stellschraube 26 in die

»5 Keilnut 27 kann die axiale Begrenzung festgelegt werden. Die gleiche Einstellmögüchkeit hesteht euch am benachbarten Federparallelogramm 12; dort ist ebenfalls — in einer anderen, nicht gezeichneten Ebene — eine derartige Stellschraube 26 angeordnet.

5» Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Tastarm 7 am Federparallelogramm 8 in einem Federkreuzgelenk 27 aufgehängt und auf diese Weise in bezug auf den Lagerring 1 radial schwenkbar. In Arbeitsstellung wird der Tastarm 7 mit dem daran angeordneten Meßkörper

5^r> 3 durch 1-ederdruck in die Laufrille 4 gedrückt (in F i g. 2 mit durchgehenden Linien angedeutet). Im Abstand 5 vom Tastarm 7 in dessen Arbeitsstellung ist ein Abhebezylinder 28 angeordnet, dessen Kolbenstange 29 über Steuerfahnen 30 und 31 mit Endschaltern 32 und 33

wi zusammenwirkt.

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:
Nachdem der Lagerring 1 auf dem Tisch 2 aufgespannt ist, wird die gesamte, an der Platte 15 aufgehängte Vorrichtung über den Zylinder 17 in

""> Meßstellung gefahren. In der Endlage betätigt die .Steuerfahne 20 den Endschalter 18. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Steuerfahne 30 noch unter dem Endschalter 32. wodurch der Tastarm 7 von der

Kolbenstange 29 in der gestrichelt dargestellten Lage gehalten wird. Über den Endschalter 18 wird der Kolbenstange 29 das Signal erteilt, den wartenden Tastarm 7 zur Zentrierung freizugeben. Hierzu zieht sich die Kolbenstange 29 zurück, so daß der Tastarm 7 ι mit dem MeBtaster 3 in die Laufbahn 4 eingreift. Um zu gewährleisten, daß die nicht weiter dargestellte Schleifscheibe erst dann zugestellt wird, wenn sich der Meßkörper 3 in der Laufbahn 4 angelegt hat, legt die Kolbenstange 29 anschließend noch einen zusätzlichen in Weg s zurück und betätigt in der radstellung mit der Steuerfahne 31 den Endschalter 33, der die Schleifschciben/.ustellung auslöst.

In Arbeitsstellung ist, wie bereits erwähnt, der zylindrische Meßkörper 3 durch Federdruck in die i> Laufbahn 4 gedrückt. Der Meßkörper 3, der aufgrund der Aufhängung im Federparallelogramm 8 in bezug auf den Lagerring I axial beweglich ist, zentriert sich dabei so in der Laufbahn 4. daß die Verbindungslinie der beiden Berührungspunkte zwischen dem Meßkörper 3 m und der Laufbahn 4 die Sehne eines Kreises bilden (Fig. 3), womit auch die Mitte der Laufbahn 4 bekannt ist. Nachdem der Meßkörper 3 in der beschriebenen Weise die Lage der Laufbahn 4 fixiert hat, bildet dieser die Basis zur Messung des Abstandes a der zu 2ί schleifenden Stirnseite 5 von der Mitte der Laufbahn 4. Zur Messung des Abstandes a selbst dient der Taster 6. der unter Meßkraft an der Stirnseite 5 anliegt.

Beim Schleifvorgang wird von der Stirnseite 5 Werkstoff abgetragen. Die Werkstoffabnahme wird J" über den Taster 6 überwacht, so daß bei Erreichen einzelner Meßpunkte unterschiedliche Vorschübe der Schleifscheibe eingeschaltet und bei Erreichen des Ist-Maßes ader Vorschub abgeschaltet werden können. Das gewünschte Soll-Maß für die Werkstoffabnahme r> kann durch die Stellschraube 13 eingestellt werden, deren zum Feintaster 10 gerichtete Stirnfläche als Prallplatte dient. Während des Meßvorganges strömt Luft durch den pneumatischen Feintaster IO gegen die genannte Prallplatte, und der an dieser Stelle herrschen- -»n de Druck, der in einem mit dem Feintaster 10 verbundenen Anzeigegerät festgestellt werden kann, ist ein Maß für den Abstand a.

Wenn der Abstand a sein Soll-Maß erreicht hat. wird der Vorschub der Schleifscheibe abgeschaltet. Dies ⁴> kann sowohl manuell als auch durch eine mit dem Feintaster 10 verbundene Einrichtung automatisch erfolgen. Der Abhebezylinder 28 hebt nun mittels der Kolbenstange 29 den Tastarm 7 aus der Laufbahn 4 und betätigt den Endschalter 32, wodurch das Signal zum >^r' Ausfahren der gesamten Meßvorrichtung gegeben wird. Nach Betätigung des Endschalters 19 durch die Steuerfahne 20 ist der Arbeitszyklus beendet.

Im Anschluß an den beschriebenen Bearbeitungsvorgang der einen Stirnseite 5 des Lagerringes 1 wird die andere Stirnseite in der gleichen Weise bearbeitet. Hierzu wird der Lagerring 1 entweder um 180° gedreht auf dem Tisch 2 aufgespannt oder in einer nachfolgenden Vorrichtung derselben Bauart an der anderen Stirnseite bearbeitet.

Wie Fig.4 zeigt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Bearbeitung von Lagerringen 1 für Zylinderrollenlager. Für diesen Anwendungsfall muß lediglich der zylindrische Mcßkörpcr 3 durch einen teilkonischen Meßkörper 3' ausgetauscht werden, dessen konisches Ende in die Laufbahn 4 des l.agerringes 1 ragt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ändert sich hierbei nicht.

Weiter ist es auch möglich, den Meßkörper 3 kugelförmig zu gestalten.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann statt des pneumatischen Feintasters i0 auch ein ineLnaiiisuiiei oder induktiver Feintaster Verwendung finden. Außerdem liegt es im Rahmen des Erfindungsgedankens, den Feintaster 10 und die Stellschraube 13 umgekehrt einzubauen, d. h. den Feintaster 10 in das Verbindungsstück 14 und die Stellschraube 13 in das Verbindungsstück 9.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Zustellung von Schleifscheiben oder ähnlichen Werkzeugen zur Feinbearbeitung in Abhängigkeit vom Abstand der Stirnseite 5 von der Mitte der Laufbahn 4 bei Lagerringen in einfacher Weise gesteuert. Damit ist die Vorrichtung auch zum Einsatz in einer Fließfertigung geeignet. Die Vorrichtung ist leicht einzustellen, ermöglicht eine sehr große Meßgenauigkeit und ist unempfindlich gegen Schleifwasser und Schleifstaub. Die Gefahr einer Beschädigung der Laufbahn 4 durch den während der Bearbeitung darin gleitenden Meßkörper 3 ist nicht gegeben, weil im Anschluß an die Bearbeitung der beiden Stirnseiten 5 die Laufbahn 4 feinbearbeitet wird.

Bei entsprechender Modifizierung der Vorrichtung können mit dieser anstatt Innenringe auch Außenringe bearbeitet werden. Hierzu müssen nur die Anpreßkrafl des Tastarms 7 und die Wirkungsrichtung des Abhebezylinders 28 umgekehrt werden.

Es ist schließlich auch möglich, mit einer geringfügig abgeänderten Vorrichtung die Stirnseiten von Wälzlagerringen in Abhängigkeit von einer außermittig liegenden Bezugsebene, beispielsweise der achsnorma len Seitenwand einer Ringnut für die Aufnahme vor Sicherungsringen, zu bearbeiten. Für dieser Anwendungsfall kann der Meßkörper eine andere geeignet« Form annehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßsteuereinrichtung an einer Schleifmaschine zum Feinbearbeiten der Stirnseiten von Wälzlagerringen, die stirnseitig auf einem drehantreibbaren Tisch der Maschine aufgespannt sind, wobei an der zu bearbeitenden Stirnseite der Wälzlagerrinne ein Meßtaster angreift, der an einem in bezug auf die Wälzlagerringe axial beweglichen Arm angebracht ι ο ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Laufbahn (4) des um seine Achse durch den drehantreibbaren Tisch (2) rotierenden Wälzlagerringes (1) ein rotationssymmetrischer Meßkörper (3) anliegt, der an einem in Bezug auf den Wälzlagerring

(I) axial beweglichen Tastarm (7) befestigt ist, und daß der an der Stirnseite (5) des Wälzlagerringes (1) während des Schleifvorganges stetig anliegende Meßtaster (6) über seinen axial beweglichen Arm

(II) und über den axial beweglichen Tastarm (7) das Meßkörpers (2) sowie über einen mit den Armen (7, 11) verbundenen Feintaster (10) mit dem Meßkörper (3) in Wirkverbindung steht

2. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastarm (7) und der Arm (11) an je einem Federparallelogramm (12, 8) aufgehängt sind.

3. Meösteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feintaster (10) an einem der Federparallelogramme (8) angeordnet ist, während an dem anderen Federparallelogramm (13) eine dem Feintaster (10) gegenüberliegende Stellschraube (13) vorgesehen ist.

4. Meßsteuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, OaR der Tastarm (7) in bezug zum Wälzlagerring (1) in m wesentlichen radialer Richtung schwenkbar am Federparallelogramm (8) aufgehängt ist.

5. Meßsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zur -»o Einstellung der Meßkraft des Tasters (6) und/oder des Tastarms (7) dienende Einstellvorrichtung (21), bestehend aus einer an einem durch eine Stellschraube (25) verstellbaren Bolzen (24) befestigten Blattfeder (23), die mit ihrem freien Ende in eine Nut (22) eines Verbindungsstücks (9,14) eingreift, das mit dem Federparallelogramm (8,12) verbunden und an dem der Arm (11) bzw. der Tastarm (7) befestigt ist.