DE2731223A1

DE2731223A1 - Verfahren und vorrichtung zum profilieren einer schleifscheibe

Info

Publication number: DE2731223A1
Application number: DE19772731223
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Kolb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-11
Filing date: 1977-07-11
Publication date: 1979-01-25
Also published as: IT7824460A0; CH631375A5; GB1585152A; IT1095163B; JPS5419293A; FR2397269A1

Description

HÖGER - STELLRECHT - GRIE3SBACH - HAECKER

A 42 175 m
u - 163
31.Mai 1977

Dipl.-Ing. Alfred Kolb Haus am Tannenberg 698O Wertheim

Verfahren und Vorrichtung zum Profilleren einer Schleifscheibe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Profilieren einer an einem Träger angeordneten, durch einen Antrieb in Drehung versetzten Schleifscheibe sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, Schleifscheiben zum Zv/ecke der Profilierung in Drehung zu versetzen und sie von Hand mit Hilfe eines Abziehdiamanten oder einer Diamantfeile zu profilieren. Es sind auch Vorrichtungen bekannt, die eine Profilierung von Schleifscheiben dadurch ermöglichen, dass die zu profilierenden Schleifscheibengegen Abrichtrollen geführt werden, die genau entsprechend dem zu erzeugenden Profil geformt sind. Derartige Vorrichtungen haben den Nachteil, dass für jedes gewünschte Profil eine eigene Abziehrolle vorgesehen werden muss und dass sich bei Änderung der Form der Abziehrolle Fehler des SchleifsCheibenproflles ergeben.

Eine solche Vorrichtung, bei der die Eingriffsstelle zwischen zu profilierender Schleifscheibe einerseits und Abziehrolle

- 5 809884/0279

A 42 175 m

u - 163

31 .Mai 1977 -5-

andererseits durch eine Justieroptik beobachtet werden kann, ist im DT-GBM 7 436 857 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird die an einem Träger befestigte, angetriebene Schleifscheibe abwechselnd mit dem zu bearbeitenden Werkstück und mit der jeweils erforderlichen Abziehrolle in Eingriff gebracht. Die richtige Justierung der zu profilierenden Schleifscheibe relativ zu den Abziehrollen wird bei einer in dem Gebrauchsmuster beschriebenen Vorrichtung mit Hilfe einer Justieroptik erreicht und überprüft. Jedoch ergibt sich auch hier der Nachteil, dass für jedes gewünschte Profil eine eigene Abziehrolle nötig ist, wodurch die Steuerung der zu profilierenden Schleifscheibe in die Profilierstellung relativ kompliziert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchem bzw. welcher die Profilierung einer Schleifscheiba mit beliebigem Profil, insbesondere mit kreisbogenförmigem Profil, unter Vorwendung einar einzigen Profilierschleifscheibe mit größter Präzision möglich wird.

Gemäss der Erfindung v/ird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass man dan Träger auf einer optischen Projektionsformenschleifmaschine derart befestigt, dass die Eingriffsstelle der zu profilierenden Schleifscheibe und der Profilierschleifscheibe der Projektionsformenschleifmaschine im Bereich der optischen Achse des Abbildungssystems liegt, und dass man die gegenseitige Lage der beiden Schleifscheiben anhand der Abbildung der Eingriffsstelle entsprechend der gewünschten Profilierung verändert.

- 6 809884/0279

A 42 175 m

u - 163 9731223

31.Mai 1977 - 6 - ^Z ' ^ό '"°

Die Erfindung schlägt also die Verwendung einer an sich bekannten optischen Projektionsformenschleifmaschine zur Erzeugung des gewünschten Profils einer Schleifscheibe vor. Die angetriebene, zu profilierende Schleifscheibe wird dabei so an einem Träger gehalten, dass der mit der aktiven Schleifscheibe der Projektionsformenschleifmaschine im Eingriff stehende Bereich auf der Mattscheibe abgebildet wird. Das gewünschte Profil, das auf der Mattscheibe in vergrossertem Maßstabe aufgezeichnet sein kann, wird nun dadurch in die Schleifscheibe eingeschliffen, dass die aktive Schleifscheibe der Projektionsformenschleifmaschine anhand der Abbildung auf der Mattscheibe längs dieser Profilkurve geführt wird.

Es ist natürlich auch möglich, die zu profilierende Schleifscheibe gegenüber der aktiven, dann unverschieblich gehaltenen Schleifscheibe zu bewegen. Besonders vorteilhaft ist ein solches Vorgehen bei der Erzeugung kreisbogenförmiger Profile. Dabei kann nämlich vorgesehen werden, dass man die zu profilierende Schleifscheibe relativ zur optischen Achse des Abbildungssystems derart positioniert, dass die optische Achse durch den Mittelpunkt des herzustellenden Kreisbogenprofils verläuft, dass man die Profilierschleifscheibe unverschieblich derart einstellt, dass ihr aktiver Umfang von der optischen Achse des Abbildungssystems um den gewünschten Profilradius entfernt ist, und dass man den Träger um die optische Achse des Abbildungssystems gegenüber der Projektionsformenschleifmaschine verschwenkt.

Mit diesem Verfahren können mit einer einzigen Profilierschleifscheibe Kreisbogenprofile mit unterschiedlichem Radius erzeugt

- 7 809884/0279

u - 163

31.Mai 1977 - 7 -

werden, indem man den Abstand der Profilierschleifscheibe von der optischen Achse verändert. Beim Verschwenken des die zu profilierende Schleifscheibe haltenden Trägers um die optische Achse wird zwangsläufig ein Kreisbogenprofil in die Schleifscheibe eingearbeitet.

Gemäss der Erfindung wird die Aufgabe vorrichtungsgemäss dadurch gelöst, dass ein die angetriebene, zu profilierende Schleifscheibe haltender Träger auf einer optischen Projektionsformenschleifmaschine derart gehalten ist, dass die Eingriffsstelle der zu profilierenden Schleifscheibe und einer Profilierschleifscheibe im Bereich der optischen Achse des Abbildungssystems der Projektionsformenschleifmaschine liegt und auf der Mattscheibe der Projektionsformenschleifmaschine abgebildet wird.

Insbesondere zur Erzeugung von kreisboganförmigem Profil kann vorgesehen sein, dass der Träger um die optische Achse des Abbildungssystems verschwenkbar ist, dass die zu profilierende Schleifscheibe gegenüber der optischen Achse verschieblich am Träger gehalten ist und so eingestellt ist, dass die optische Achse durch den Mittelpunkt des zu erzeugenden Kreisbogenprofils verläuft, und dass die Profilierschleifscheibe derart positioniert ist, dass ihre aktive Umfangsfläche entsprechend dem gewünschten Radius des Kreisbogenprofils von der optischen Achse entfernt ist.

Bei einer solchen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Profilierschleifschaibe über ihren gesamten Umfang den gleichen Radius aufweist.

- 8 -809884/0279

^{A 42 175 m} _O7on„

31.Mai 1977 - 8 -

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht einer erfindungsgemässen Schleifscheibenprofiliervorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Rückansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und

Fig. 3 schematisch die Abbildung auf der Mattscheibe der Projektionsformenschleifmaschine beim Versehen einer Schleifscheibe mit einem kreisbogenförmigen Profil.

Eine zu profilierende Schleifscheibe 1, beispielsweise eine Schleifscheibe aus kubischem Bornitrid (CBN), ist auf einer durch einen Elektromotor 2 über ein Getriebe 3 angetriebenen Welle 4 befestigt. Das den Elektromotor 2 sowie die Welle 4 mit der Schleifscheibe 1 tragende Getriebe 3 ist mittels einer Schwalbenschwanzführung senkrecht zur Richtung der Welle 4 verschieblich auf einer Halterung 5 gelagert, die ihrerseits über einen Arm 6 um eine senkrechte Achse 7 verdrehbar an einer Lagerplatte 8 angelenkt ist. Die Lagerplatte 8 ist auf dem oberen Tisch 9 eines Kreuzsupportes 12 befestigt, der mit Hilfe zweier Spindeltriebe in an sich bekannter Weise durch Betätigung von Handkurbeln 10, 11 in zwei senkrecht zueinander stehenden

809884/0279

31.Mai 1977 - 9 -

Richtungen verschoben werden kann.

Der Kreuzsupport 12 ist in der üblichen Weise am Gestell einer optischen Projektionsformanschleifmaschine bekannter Bauart befestigt. Vorzugsweise ist er mit einer Indexaufnahme versehen, die gleich ausgebildet ist wie Indexaufnahmen anderer auf einer optischen Projektionsformenschleifmaschine üblicherweise befestigter Vorrichtungen, wie beispielsweise des Werkstücksupportes. Auf diese Weise kann die vorstehend beschriebene, im folgenden als Träger 13 bezeichnete Einheit ohne weiteres beispielsweise gegan den Werkstücksupport einer optischen Projektionsformenschleifmaschine ausgetauscht werden.

Die Profilierschleifscheibe 14, vorzugsweise eine Schleifscheibe aus Siliziumkarbid oder Diamant, ist durch einen

und

Riementrieb 15 angetrieben/in einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Weise an der optischen Projektionsformcnschleifmaschine derart gelagert, dass sie mit der zu profilierenden Schleifscheibe 1 zur Bearbeitung derselben in Eingriff kommt.

Der Eingriffsbereich der beiden Schleifscheiben 1 und 14 v/ird durch ein optisches Abbildungssystem in der für optische Projektionsformenschleifmaschinen üblichen Weise auf eine Mattscheibe projiziert (Fig. 3). Das optische Abbildungssystem umfasst eine Lichtquelle 16 mit einem Umlenkspiegel 17 sowie eine Abbildungsoptik 18 neben anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten optischen Bauteilen bekannter Art. Die optische Achse des Abbildungssystems ist in der Zeichnung mit dem Bazugszeichen 7 bezeichnet. Für den Durchtritt der Lichtstrahlen

- 10 809884/0279

A 42 175 m

weist die Schwenklagerung des Armes 6 an der Lagerplatte 8 eine zentrale Bohrung 25 auf.

Bei einem ersten Verfahren zum Profilieren der Schleifscheibe 1 wird diese mit Hilfe der Handkurbeln 10 und 11 sowie gegebenenfalls mit Hilfe eines das Getriebe 3 gegenüber der Halterung 5 verschiebenden Spindeltriebes 19 in eine Position verschoben, in welcher das Abbild des Schleifscheibenumfanges auf der Mattscheibe über die gesamte Breite der zu profilierenden Scheibe über das auf der Mattscheibe aufgelegte Bild einer Sollkurve übersteht. Die Profilierschleifscheibe 14 wird dann in der bei optischen Projektionsformenschlaifmaschinen üblichen Weise derart gesteuert, dass ihr Bild an der Sollkurve auf der Mattscheibe entlangläuft. Dabei schleift die Profilierschleifscheibe 14 das gewünschte Profil in die Schleifscheibe 1. Auf diese Weise können auch komplizierte Profile mit grösster Präzision geschliffen werden.

Bei dem beschriebenen Verfahren wird die Position der zu profilierenden Schleifscheibe 1 während des SchleifVorganges festgehalten, während die Profillerschleifscheibe 14 entsprechend dem zu schleifenden Profil bewegt wird.

Zur Herstellung kreisbogenförmiger Profile eignet sich das im folgenden beschriebene Verfahren. Der Träger 13 wird mit Hilfe des Kreuzschlittens 12 derart verfahren, dass die Achse der Schwenklagerung des Armes 6 gegenüber der Lagerplatte 8 mit der optischen Achse 7 zusammenfällt. Das Getriebe 3 wird gegenüber der Halterung 5 derart verschoben, dass die optische Achse die zu profilierende Schleifscheibe 1 im Mittelpunkt des

- 11 -

809884/0279

u - 163

31.Mai 1977 - 11 -

zu erzeugenden kreisbogenförmigen Profils durchsetzt. Die ProfiHerschleifscheibe 14 wird so eingestellt, dass ihre Umfangsfläche in Höhe der Welle 4 der Schleifscheibe 1 soweit von der optischen Achse entfernt ist, wie es dem Radius des zu schleifenden Kreisbogenprofils entspricht. Verschwenkt man nunmehr den Arm 6 mit der daran gelagerten Schleifscheibe 1 mittels eines Schwenkhebels 20 um die mit der optischen Achse 7 zusammenfallende Drehachse, dann wird ein kreisbogenförmiges Profil in die Schleifscheibe 1 eingeschliffen. Das sich dabei auf der Mattscheibe 21 darbietende Bild ist in Fig. 3 dargestellt. Die optische Achse wird auf dem Schirm beispielsweise durch den Schnittpunkt A zweier Markierungslinien 22 und 23 angezeigt. Die Umfangsflache 24 der Profilierscheibe 14 hat vom Durchstoßpunkt A der optischen Achse einen Abstand R, der dem Radius des zu schleifenden Kreisbogenprofils entspricht. Die zu profilierende Schleifscheibe 1 ist so angeordnet, dass sie mit Hilfe ihres Trägers um den Mittelpunkt des zu schleifenden Kreisbogenprofils verdrehbar ist. In Fig. 3 ist die Schleifscheibe auf der linken Seite mit ausgezogenen Linien in einer ersten und auf der rechten Seite mit gestrichelten Linien in einer zweiten Schwenkposition dargestellt. Es ergibt sich dabei anschaulich, dass beim Verschwenken der Schleifscheibe 1 um die mit der optischen Achse 7 zusammenfallende Drehachse des Trägers ein Kreisbogenprofil in die Schleifscheibe 1 eingeschliffen wird, dessen Radius ausschliesslich vom Abstand R der Profilierschleifscheibe von der optischen Achse abhängt.

Mit diesem Verfahren ist es also möglich, mit einer einzigen Profilierschleifscheibe 14 Kreisbogenprofile verschiedener Radien einfach dadurch zu schleifen, dass man die Profilier-

- 12 809884/0279

u - 163

31.Mai 1977 - 12 -

scheibe 14 um den gewünschten Radius von der optischen Achse entfernt einstellt und die zu profilierende Schleifscheibe um den Mittelpunkt des gewünschten Kreisbogenprofils herum verschwenkt. Letzteres lässt sich durch eine Verschiebung der Drehachse des Trägers 13 in die optische Achse sowie eine geeignete Verschiebung des Getriebes 3 gegenüber der Halterung 5 leicht erreichen.

Vorzugsweise kann die Profilierschleifscheibe 14 über die gesamte Breite ihrer Umfangsflache den gleichen Radius aufweisen.

Zur Erzeugung der gewünschten Profile ist es bei allen Betriebsweisen von grossem Vorteil, dass gemäss der projektionsoptischen Profilformenschleifmethode die Eingriffsstelle der beiden Schleifscheiben in wesentlich vergrössertem Maßstabe auf der Mattscheibe abgebildet ist. Dadurch ist eine äusserst genaue Justierung der Schleifscheiben und damit die Herstellung von Präzisionsprofilen möglich, die zur Verwendung bei optischen Projektionsformenschleifmaschinen herkömmlicher Bauart benötigt werden.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren sowie mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann man die verschiedensten Profile mit nur einer Profilierscheibe erzeugen, die Notwendigkeit, für. jedes Profil eine eigene Abziehrolle vorzusehen, entfällt.

809884/0279

Claims

DR.-ING. OIPL.-ING. M. SC D'PL -^aHYS. OP DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT - GP'ESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 42 175 m
u - 163
31.Mai 1977

Dipl.-Ing. Alfred KoIb, Haus am Tannenberg, 6980 Wertheim

Patentansprüche :

Verfahren zum Profilieren einer an einem Träger angeordneten, durch einen Antrieb in Drehung versetzten Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass man den Träger auf einer optischen Projektionsformenschleifmaschine derart befestigt, dass die Eingriffsstelle der zu profilierenden Schleifscheibe und der Profilierschleifscheibe der Projektionsformanschleifmaschine im Bareich der optischen Achse des Abbildungssystems liegt, und dass man die gegenseitige Lage der beiden Schleifscheiben anhand der Abbildung dar Eingriffsstello entsprechend der gewünschten Profilierung verändert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Profilieren einer Schleifscheibe mit kreisbogenförmigem Profil, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu profilierende Schloifscheibe relativ zur optischen Achse des Abbildungssystems derart positioniert, dass die optische Achse durch den Mittelpunkt des herzustellenden Kreisbogenprofils vorläuft, dass man die Profilierschleifscheibe unverschieblich derart einstellt, dass ihr aktiver Umfang von der ootischen Achse des Abbildungssystems um den gewünschten

809884/0278
ORIGINAL INSPECTED

Λ 42 175 m

31.Mai 1977 - 2 -

Profilradius entfernt ist, und dass man den Träger um die optische Achse des Abbildungssystems gegenüber der · Projektionsformenschlaifmaschine verschwenkt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Anspräche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein die angetriebene, zu profilierende Schleifscheibe (1) haltender Träger (13) auf einer optischen Projektionsformenschleifmaschine derart gehalten ist, dass die Eingriffsstelle dor zu profliierenden Schleifscheibe (1) und einer Profilierschleifscheibe (14) im Bereich der optischen Achse (7) des Abbildungssystems der Projoktionsformenschlaifmaschino liegt und auf der Mattscheibe der Projektionsformenschleifmaschine abgebildet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zum Profilieren einer Schleifscheibe mit kreisbogenförmigam Profil, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13) um die optische Achse (7) des Abbildungssystems verschwenkbar ist, dass dia zu profiliorende Schleifscheibe (1) gegenüber der optischen Achse (7) verschieblich am Träger (13) gehalten ist und so eingestellt ist, dass die optische Achse (7) durch den Mittelpunkt des zu erzeugenden Kreisbogenprofils verläuft, und dass die Profilierschleifscheibe

(14) derart positioniert int, dass ihre aktive Umfangsflache entsprechend dem gewünschten Radius des Kreisbogenprofils von der optischen Achse (7) entfernt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierschleifscheibe (14) über ihren gesam-

809884/0279

A 42 175 m

31.Mai 1977 - 3 -

ten Umfang den gleichen Radius aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13) an der Projektionsformenschleifmaschine senkrecht zur optischen Achse (7) verschieblich gelagert ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13) auf dam Werkstücksupport dar Projektionsformenschlaifmaschine gelagert ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprücha 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklagerung des Trägers

(13) eine längs der optischen Achse (7) hohle Lagerwelle umfasst, durch die die Strahlen des optischen
Abbildungssystems hindurchtreten.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13) mit einer Indexaufnahme versehen ist, die gleich ausgebildet ist wie Indexaufnahmen anderer auf der Projaktionsformenschleifmaschine zu befestigender Vorrichtungen.

809884/0279