DE2714222C2

DE2714222C2 - Verfahren und Maschine zum Schleifen der Anlaufbunde der Innenringe von Kegelrollenlagern

Info

Publication number: DE2714222C2
Application number: DE2714222A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: SUPFINA MASCHINENFABRIK HENTZEN KG 5630 REMSCHEID DE
Current assignee: SUPFINA MASCHINENFABRIK HENTZEN KG 5630 REMSCHEID DE
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1984-04-19
Also published as: SE416383B; US4222203A; JPS5415594A; GB1557543A; IT1103174B; SE7803424L; FR2385492A1; IT7812533A0; DE2714222A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schleifen der Anlaufbunde der Innenringe von Kegelrollenlagern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Maschine zum Durchführen dieses Verfahrens.

Bei einem bzw. einer derartigen aus der DD-PS 540 bekannten Verfahren bzw. Maschine zum Schleifen der Anlaufbunde der Innenringe von Kegelrollenlagern mit der Seitenfläche einer kegelstumpfförmigen Topfschleifscheibe erfolgt entweder eine Zustellung der Schleifscheibe in Richtung ihrer Achse oder eine Zustellung des Werkstückes in Richtung seiner Achse, so daß eine hohlkugelige b2:w. konkave Anlauffläche des Anlaufbundes des Kegelrollenlager-Innenringes entsteht. Eine derartige konkave Mantellinie der Anlauffläche des Innenring-Anlaufbundes ist jedoch insofern nachteilig, als die Gefahr besteht, daß die mit ihrer balligen bzw. konkaven Stirnfläche anliegenden Kegelrollen im wesentlichen nur vom Außenrand dieser Anlauffläche getragen werden, so daß sich sehr ungünstige Belastungsverhältnisse ergeben und sich ein Schmierfilm zwischen den beiden aneinanderliegenden zu einer Linienberührung reduzierten Flächen nicht bilden kann. Dies bedeutet vorzeitige Abnutzung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, demgegenüber ein Verfahren und eine Maschine zum Schleifen der Anlaufbunde der Innenringe von Kegelrollenlagern mit der Seitenfläche einer kegelstumpfförmigeti Topfscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der die Anlaufbunde der Innenringe von Kegeirollenlagern mit einer geraden oder balligen bzw.

ίο konkaven Fläche versehen werden können. Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und bei einer Maschine der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst

is Da es durch die erfindungsgemäße Maßnahmen möglich ist, die Anlauffläche des Anlaufbundes von Innenringen von Kegelrollenlagern mit einer geraden oder einer insbesondere auch balligen bzw. konkaven Form zu schleifen, ergibt sich eine im wesentlichen zentrische kleinflächige Berührung zwischen den mit einander zugewandten gegengerichteten Wölbungen versehenen Anlauf- bzw. Anlageflächen des Innenringes und der zugehörigen Kegelrollen. Dadurch ist nicht nur eine definierte Belastungszone geschaffen, ohne daß die Gefahr scharfkantiger Berührungen bestehen, sondern es ist auch erreicht, daß zwischen den aneinanderliegenden Flächen sich ein Schmierfilm bilden und Bestand haben kann. Außerdem ist die Reibung gegenüber der bisherigen schalenartigen Berührung der mit gleichge richteten Wölbungen versehenen Flächen herabgesetzt. Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht, teilweise geschnitten, auf eine erfindungsgemäße Maschine zum Schleifen der Anlauffläche und Kurzhubhonen der Lauffläche des Innenringes eines Kegelrollenlagers,

Fig. 2a schematisch die geometrische Zuordnung der Topfschleifscheibe zum zu bearbeitenden Anlaufbund und

F i g. 2b eine schematische Darstellung der hin- und hergehenden Bewegung der Topfschleifscheibe und der sich daraus ergebenden balligen Anlaufbundfläche.

Die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgernäße Maschine 10 dient zum Schleifen der Anlauffläche 31 und Kurzhubhonen der Lauffläche 17 des Innenringes 13 eines Kegelrollenlagers.

Demgemäß besitzt die Maschine 10 nicht nur eine Einrichtung U zum Schleifen des Anlaufbundes 12 mittels einer kegelstumpfförmigen Topfschleifscheibe 14, sondern auch eine Einrichtung 16, die zum gleichzeitigen Kurzhubhonen der Lauffläche 17 mittels eines Honsteines 18 dient. Beide Einrichtungen U und 16 sind dabei auf demselben, nicht besonders dargestellten Maschinentisch befestigt und derart zueinander und zum Werkstück 13 räumlich angeordnet, daß ihr gleichzeitiger Betrieb, also das Schleifen des Anlaufbundes 12 und das Honen der Lauffläche 17 des Innenringes 13 möglich ist. Das Werkstück 13 ist während seiner Bearbeitung mittels zweier Rollen 21 gegen die Stirn eines im Schnitt U-förmigen bzw. insgesamt gesehen etwa glockenförmigen Treibers 22 gedrückt, der mit

f>5 einer nicht dargestellten Antriebsspindel drehbar verbunden ist. Die Rollen 2t sind an einem einarmigen Schwenkhebel 24 befestigt, welcher mittels einer Kolben-Zylindereinheit 26 um eine Achse 23 schwenk-

bar und mit den Rollen 21 gegen das Werkstück 13 drückbar ist, so daß das Werkstück 13 unter Reibschluß rotierend angetrieben werden kann. Die radiale Fixierung des Werkstücks 13 erfolgt durch einen den Treiber 22 durchdringenden, zurückziehbaren Dorn 27, der in die Bohrung des Innenrings 13 hineinragt und diesen mittels radial vorstehender Schuhe 28 zentriert und hält indem diese unter der Fliehkraft währeud der Rotation gegen die Innenfläche des Innenringes 13 gepreßt werden. Der Innenring 13 ist derart gehalten, daß die zu bearbeitende Anlauffläche 31 des Anlaufbundes 12 zum freien Ende dieser Halte- und Antriebsvorrichtung, also zur Andrückrolle 21 hin, gerichtet ist Beim Werkstück 13 überragt der Anlaufbund 12 das gegenüberliegende, andere freie Ende in radialer Richtung, da die zu bearbeitende Lauffläche 17 bei dem für ein Kegelrollenlager vorgesehenen Innenring 13 konisch nach innen verläuft

Die Einrichtung 11 zum Schleifen der Anlauffläche 31 besitzt eine Kxeuzschlittenanordnung, von der der Längsschlitten 32 mit seiner Führung 30 drehbar am Maschinenständer befestigt ist und beispielsweise von einer mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolben-Zylindereinheit 33 zum Ausführen der Zustellung der kegelstumpfförmigen Topfscheibe 14 nachgiebig angetrieben ist Auf dem Längsschlitten 32 ist ein Querschlitten 36 mit seinen Führungsleisten 34 ebenfalls drehbar befestigt An einer der Führungsleisten 34 ist ein Getriebemotor 38 befestigt, dessen Abtriebswelle 39 mit einem Exzentergetriebe 41 verbunden ist, chssen Gehäuse auf dem Querschlitten 36 befestigt ist Das Exzentergetriebe 41 ist in geeigneter Weise ausgebildet bzw. mit einer entsprechenden Kurvenscheibe bestückt, die je nach Art der auszuführenden zeitlichen, hin- und hergehenden Bewegung des Querschlittens 36 auch auswechselbar gestaltet sein kann. Auf dem Querschlitten 36 wiederum ist das Gehäuse 42 einer Antriebsspindel 43 drehbar befestigt, die einerseits über ein Getriebe 44 mit ihrem Antriebsmotor 46 verbunden ist und andererseits an ihrem vorderen freien Ende das Werkzeug, also die kegelstumpfförmige Topfschleifscheibe 14, drehfest trägt Die relative Verschiebbarkeit und die Verdrehbarkeit der Schlitten 32 und 36 und der Antriebsspindel 43 zueinander um dieselbe senkrechte Achse 37 macht es möglich, die Topfscheibe 14 bezüglich dreier in einer Ebene liegender Freiheitsgrade relativ zum Werkstück 13 einzustellen. Während der Längsschlitten 32 die Richtung (Pfeil A) der Zustellung der Topfschleifscheibe 14 bestimmt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel zur Bearbeitung des Kegelrollenlager-Innenringes 13 parallel zur Werkstückachse 47 erfolgt, wird der Querschlitten 36 derart eingestellt, daß er sich im wesentlichen etwa parallel zur gewünschten Anlauffläche 31, jedoch geradlinig, gemäß Doppelpfeil B hin- und herbewegt, Die Antriebsspindel 43 wird zur Achse 47 des Werkstücks 13 unter einem bestimmten Neigungswinkel β eingestellt, damit der größte Durchmesser der Topfschleifscheibe 14 die gesamte Breite der Anlauffläche 31 berührt. Alle gegeneinander verstellbaren Teile sind in nicht dargestellter Weise mit einer entsprechenden Skala versehen, an der der jeweils interessierende Wert ablesbar ist. Die Schwenkachsen der Schlitten 32 und 36 und der Antriebsspindel 43, die hier zusammenfallen, können auch auseinander liegen. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Topfschleifscheibe 14 derart ausgebildet und eingestellt, daß die Mantellinie des Kegelsturnpfs während der Bearbeitung der Anlauffläche 31 im wesentlichen etwa oder nahezu parallel zur Werkstückachse 47 verläuft, bzw. derart daß zur Bearbeitung der Anlauffläche 31 und bei entsprechend schräg eingestellter Antriebsspinde! 43 eine parallel zur Achse 47 verlaufende Zustellung der Topfschleifscheibe 14 möglich ist Die Zustellung erfolgt in jedem Falle parallel zur Mantellinie des Topfes, die jedoch nicht unbedingt mit der Werkstückachse genau zusammenfallen muß. Dies hängt im wesentlichen von der Konstruktion des zu bearbeitenden Innenringes 13

ι« ab.

Aus F i g. 2a gehen die geometrische Zuordnung und die Abmessungen der kegelstumpfförmigen Topfschleifscheibe 14 und des mit dem Anlaufbund 12 versehenen Innenringes 13 hervor. Daraus ersieht man, daß der Anlaufbund 12 einen Außendurchmesser D, und die Anlaufbundfläche 31 eine Sehnenlänge s und eine Höhe h, und gegenüber der Werkzeugachsennormalen einen Neigungswinkel « besitzen soll. Die Topfschleifscheibe 14 besitzt dabei einen maximalen Außendurchmesser D₅ und ist unter einem Winkel β zur Werkzeugachse 47 angeordnet Die Größe dieses Neigungswinkels β ist abhängig vom Neigungswinkel <% der Anlauffläche 31, dem Außendurchmesser D_a, der Höhe h und vom Außendurchmesser D₅. Der Winkel β bestimmt sich

_>5 näherungsweise unter Anwendung eines vereinfachten Rechenganges, bei dem die Querbewegung gemäß Doppelpfeil B der Topfschleifscheibe 14 nicht berücksichtigt ist, aus der Summe der Winkel <5 und ε, wobei sich diese Winkel bestimmen zu:

sind =

bzw.

sin f

wobei R der Radius ist, der der Mantellinie der Anlauffläche 31 bei der Bearbeitung erteilt wird. Bei vorgegebener Lage des Anlaufbundes 12 ergibt sich ferner die Abhängigkeit des Radius R vom Neigungswinkel α der zu bearbeitenden Fläche 31 zu:

sine

Die Hohlheit H in der Anlaufbundmitte, was einer Bogenhöhe über der Strecke s entspricht, berechnet sich zu:

wobei die endliche Dicke der Schleiffläche der Schleifscheibe nicht berücksichtigt ist.

Wie man sieht, ergibt sich, wenn die rotierende Topfschleifscheibe 14 bzw. ihre Antriebsspindel 43 während der Bearbeitung ortsfest gehalten wird, eine Anlauffläche 31, deren Mantellinie relativ stark konkav ausgebildet ist. Wie sich aus F i g. 2b ergibt, kann diese Form der Anlauffläche 31 bzw. deren Mantellinie dadurch verändert werden, daß die Topfschleifscheibe 14 gemäß Doppelpfeil B zwar geradlinig, jedoch dennoch im wesentlichen parallel zur zu erreichenden Anlauffläche 31, also im wesentlichen unter demselben Neigungswinkel « zur Werkstückachsennormalen, während der Schleifbearbeitung hin- und herbewegt wird. Dadurch kommen unterschiedliche Radien, wie bei-

spielsweise die Radien R\, R₂, R3, zur Wirkung, die die Form der Anlauffläche 31 beeinflussen. Je nach der zeitlichen Steuerung des Querschlittens 36 mittels des Exzentergetriebes 41 bzw. je nach Art der auswechselbaren Steuerkurve oder je nach Größe des einstellbaren Hubes kann man Anlaufflächenformen erreichen, deren Mantellinien von leicht konkav über gerade bis leicht konvex gehen können. Die gewünschte Form hängt weitgehend von den Gegebenheiten, d. h. von den Stirnflächen der verwendeten Wälzkörper ab. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig.2b wurde eine leicht konkave, also ballige Anlaufbundfläche 31' erreicht, die für den Betrieb der Wälzlager von wesentlichem Vorteil ist, da die Berührung zwischen Anlaufbund und Wälzkörper dann im wesentlichen nur noch linien- oder gar punktförmig erfolgt, so daß die Reibung wesentlich herabgesetzt ist. In Fig. 2b ist die Bildung dieser Balligkeit theoretisch anhand dreier

Stellungen der Topfschleifscheibe 14 vergrößert dargestellt. Durch die Verschiebung der Topfschleifscheibe 14 gemäß Pfeil B kann die Werkstoffabnahme am inneren und am äußeren Bereich des Anlaufbundes 12 erhöht werden, da dort im einen Fall der kleinere Radius /?i und im anderen Falle der größere Radius Λ₃ erzeugt wird. Man kann sich nunmehr vorstellen, daß bei einer unendlich großen Anzahl von Stellungen der Topfschleifscheibe 14 (statt der drei dargestellten), d. h. bei stetiger Verschiebung, sich eine unendliche Anzahl solcher kleinster Flächenbereich ergibt, deren Resultierende die ballige Fläche 31' darstellt.

Die im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ferner dargestellte Einrichtung 16 zum gleichzeitigen Honen der Werkstücklauffläche 17 ist nicht Gegenstand der Erfindung und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schleifen der Anlaufbunde der Innenringe von Kegelrollenlagern mit der Seitenfläche einer kegelstumpfförmigen Topfschleifscheibe, deren Rotationsachse zur Drehachse des Werkstücks unter einem Neigungswinkel eingestellt ist und die gegen das Werkstück zugestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustel lung der Topfschleifscheibe (14) in Richtung der Werkstückachse (47) erfolgt und die Topfschleifscheibe (14) im wesentlichen parallel zur Anlauffläche (31) des Anlaufbundes (12) hin- und herbewegt wird.

2. Maschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer kegelstumpfförmigen Topfschleifscheibe, deren Rotationsachse zur Drehachse des Werkstücks unter einem Neigungswinkel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbreite der Seitenschleiffläche kleiner ist als die Ringbreite (s)der Anlauffläche.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Topfschleifscheibe (14) in der Maschine so angeordnet ist, daß eine ihrer Mantellinien parallel zur Werkstückachse (47) verläuft

4. Maschine nach Anspruch 2 odeir 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Topf schleif scheibe (14) mit ihrer Antriebsspindel (43) auf einem Querschlitten (36) um eine zur Bewegungsebene des Querschlittens (36) senkrechte Achse drehbar angeordnet ist und daß der Querschlitten (36) mit einem Antrieb (38, 41) für die hin- und hergehende Bewegung der Topfschleifscheibe verbunden und um eine zu seiner Bewegungsebene senkrechte Achse drehbar auf einem Längsschlitten (32) befestigt ist, der am Maschinenbett geführt ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antrieb (38, 41) für die hin- und hergehende Bewegung des Querschlittens (36) von einem motorgetriebenen Exzentergetriebe gebildet ist.