-
Die Erfindung betrifft eine Schleif- oder Honmaschine zur Bearbei-
-
tung der Laufbahn von Wölzlogerringen oder dergleichen, umfassend
einen Werkstückträger mit drei gleichen inkelabstand voneinander aufueisenden, hydraulischen
Spannorganen zum Halten des Ringes an seiner u3en- oder Innenumfangsfläche, eine
Iitnehmerspindel, deren dem Ring zugezzandter Kopf mit der gegenüberliegenden Stirn
flache des Ringes verbindbar ist, sowie einen auf das llerkstUck aufsetz -baren
Schleifstein.
-
Gewöhnlich wird die Laufbahn von Innen- oder Außenringen fur Blzlager
so gehont, daß ein Schleifstein auf die Laufbahn aufgesetzt und der Lagerring dann
um seine Achse in Rotation versetzt wird, wobei der S.hleifstein stöndig mit der
Laufbahn in Beruhrung ist.
-
Während der Rotation des Ringes, der von einer tiitnehmerspindel angetrieben
wird, trägt der unter Druck mit der Laufbahn in Reib -kontakt stehende Schleifstein
an den Uberstehenden Stellen kleine Metallpartikel ab, wodurch die Oberfläche der
Laufbahn mit Präzi -sion geschliffen oder gehont wird.
-
Wenn es sich bei der zu bearbeitenden Oberfläche um die Außenum -fangsfläche
des Ringes handelt, wird dieser von innen, d.h. in seiner Bohrung, gehalten und
gespannt; umgekehrt wird der Ring an seiner Außenumfangsfläche gehalten und gespannt,
wenn die zu schleifende Oberfläche die Innenumfangsfläche des Ringes ist.
-
Damit der Ring in Drehung versetzt werden kann, ist es in beiden Fällen
erforderlich, eine seiner beiden Stirnflächen gegen die gegenüberliegende Stirnfläche
des Kopfes der Mitnehierspindel zu drücken. Diese Andruckwirkung kann dabei durch
ein Druckorgan er -zeugt werden, welches gegen die andere Stirnfläche des Ringes
drückt, so daß dieser gemeinsam mit der Mitnehrerspindel rotiert.
-
Während der Drehbewegung des zu bearbeitenden Ringes oszilliert der
Schleifstein um eine feste Schwingachse.
-
Der kritische Punkt dieses bekannten Systems, welches beispielsweise
in der DE-AS 17 52 520 beschrieben und dargestellt ist, liegt in dem Abstand der
Schwingachse des Schleifsteins zur Stirnfläche des Kopfes der Elitnehmerspindel,
die mit der gegenUberliegenden Stirn fläche des Ringes kraftschlüssig verbunden
ist, denn der Ab -stand zwischen dem Zentrum der zu bearbeitenden Laufbahn und der
Stirnfläche des Ringes, die mit den Kopf der flitnehmerspindel in Beruhrung ist,
muß ständig konstant gehalten werden.
-
Wenn alle in ihrer Laufbahn zu bearbeitenden Ringe einen gleichbleibenden
Abstand zwischen dem Zentrum der Laufbahn und der er -wähnten Stirnfläche des Ringes
hätten, wäre das bekannte System zum Schleifen oder Honen zufriedendstellend.t Die
genannte Bedingung ist in der Praxis jedoch nicht vorhanden, weil zwischen den ein
-zelnen Ringen zum Teil erhebliche Unterschiede in dem erläuterten Abstand und hinsichtlich
der Parallelität festzustellen sind. Das wirkt sich auf den Schleifstein aus, der
dann nicht mehr fehler -los arbeitet, so daß sich die bereits von Anfang an vorhandenen
Fehler ungUnstig auf das Sihleifergebnis auswirken und eine schlechte Qualität des
geschliffenen Ringes hervorrufen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleif- oder Hon -maschine
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Ringe so eingespannt werden
können, daß der Schleifvorgang in der Laufbahn nicht durch geometrische Fehler von
Teilen beeinflußt wird, die am eigentlichen Schleifvorgang nicht beteiligt sind.
-
Erfindungsgenäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die den Ring
greifende Fläche der Spannorgane der Form der zu bearbeitenden Laufbahn entspricht
und zum Halten und Lagern des Ringes in dessen Laufbahn einsetzbar ist, daß die
Spannorgane mit hydrostatischen Lager -elementen zur Aufnahme der Radialkräfte und
der von der Mitnehmer -spindel ausgeübten Axialkräfte versehen sind, und daß der
Kopf be -zugleich der Drehachse der Mitnehmerspindel winkelbeweglich mit dieser
verbunden
ist Dieser Lösungsgedanke hat den großen Vorteil, daß die Positionierung, die Zentrierung
und die Führung des Ringes in der Laufbahn erfolgt, in der gleichzeitig auch der
Schleifstein die Bearbeitung ausfUhrt. Auf diese ..eis wird der Einfluß aller Abweichungen
und Fehler, die der Ping vor dem Schleif- oder Honvorgang bereits aufwies, ausgeschaltet,
während im Fall der herkömmlichen Einspannung des Ringes, der sich mit einer Stirn
fläche gegen die gegenüber -liegende, in einer feststehenden Ebene liegende Stirnfläche
der rotierenden blase der Mitnehmerspindel abstUtzt, alle geometrischen Abweicllungen
auf die Laufbahn Uberiragen werden. Dadurch, daß bei der Schleif- oder Honmaschine
gemäß der Erfindung der .Ring in seiner zu bearbeitenden Laufbahn zentriert ist,
wirken sich die genannten Fehler lediglich auf die Stirn fläche des Enges aus, die
an der winkelbeweglichen Nase der Mitnehmerspindel anliegt, was auf den Schleifvorgang
keinen Einfluß hat.
-
Aufgrund dieser Anordnung paßt sich der Kopf der tiitnehmerspindel
während seiner Potation ständig an die erläuterten Fehler und Ab -weichungen an,
da er mit der Mitnehmerspindel winkelbeweglich ver -bunden ist.
-
Dadurch, daß die mit hydrostatischen Lagerelementen ausgerüsteten
Spannorgane die erfindungsgemäße Form aufweisen, die es erlaubt, in das Profil der
Laufbahn des zu schleifenden langes exakt einzugreifen und diese an drei Stellen
ihres Umfanges zu umfassen, wird der jing auch in axialer Richtung festgehalten,
wodurch er gezwungen ist, so zu rotieren, daß die Mittelebene der zu schleifenden
Lauf -bahn ihre Lage ständig beibehält.
-
Vorzugsweise ist eines der Spannorgane radial einstellbar. Das hat
den Vorteil, daß über den Druck des radial einstellbaren Spannorgans an allen drei
mit den hydrostatischen Lagerelementen ausgestatteten
Spannorganen
ein konstanter Lagerspalt zu der Oberfläche der Laufbahn des ringes eingestellt
werden kann, unabhängig von den Durchmessertoleranzen dieser Laufbahn. Auf diese
Weise wird die Beharrung des Ringes in seiner Lage und damit seine Schwingungsfestigkeit
während der Bearbeitung sichergestellt.
-
ttacil einem weiteren llerkmal der Erfindung ist das einstellbare
Spannorgan an einem L-förniigen Bügel angeordnet, dessen Fuß den Ring zum Absetzen
auf den feststehenden Spannorganen und zum Abheben von diesen untergreift.
-
feitere iierkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von ».usfUhrungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt
sind.
-
Es zeigen: Figur 1 - einen Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen
Honmaschine, entlang der Linie I-I in Figur 2, Figur 2 - einen Schnitt entlang der
Linie II-II der Figur 1, Figur 3 - einen Schnitt entlang der Linie III-III der Figur
2 und Figur 4 - einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt zur Darstellung einer abgeänderten
Mitnehmerspindel.
-
Wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, ist ein Innenring 10 für ein
lklzlagert dessen Laufbahn 12 gehont werden soll, in radialer und axialer Richtung
durch zwei feststehende Spannorgane 14 und ein radial einstellbares Spannorgan 16
fixiert. Zur Bearbeitung der Laufbahn
12 ist ein Schleifstein 1u
vorgesehen, der auf die Laufbahn 12 aufsetzbar ist und Schwingbewegungen um die
vertikale Achse J: ausfUhren kann.
-
Die den Ring 10 greifende Fläche der Spannorgane 14 und 16, die untereinander
einen Ilinkelabstand von 1200 haben, ist der Form der zu bearbeitenden Laufbahn
12 angepaßt. Auf diese Weise erfassen die Spannorgane 14 und 16 den Ring 10 dadurch,
daß sie sozusagen form~ schlüssig in die Laufbahn 12 eingreifen. Aus den Figuren
1 und 2 ergibt sich ferner, daß jedes der Spannorgane 14 und 16 mit einem hdrostatischen
Lagerelement ausgerUstet ist, das im wesentlichen aus einer Lagertasche 20 besteht,
die über einen Kanal 22 mit Drucköl versorgt wird, welches von einer nicht dargestellten
Pumpe zu -geführt wird, so daß sich in der Lagertasche 20 ein Flussigkeitskissen
bildet.
-
Das in den Figuren obere Spannorgan 16 ist entlang der Winkelhalbierenden
des zwischen den beiden feststehenden Spannorganen 14 gebil -deten Winkels radial
verschiebbar. Hierzu ist das Spannorgan 16 in einer Führung 24, die in einem Lagergehäuse
26 vorgesehen ist, ra -dial beweglich angeordnet. An dem in eine Druckkammer 28
des Lagergehduses 26 ragenden Ende des Spannorgans 16 ist ein Kolben 30 be -festigt,
der von zwei Seiten mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden kann, die entweder
durch einen oberen Zuführkanal 32 oder durch einen unteren Zuführkanal 34 in die
Druckkammer 28 gelangt.
-
In Figur 2 ist zu erkennen, daß mit dem Lagergehäuse 26 ein L-förmiger
Bügel 36 verbunden ist, dessen Fuß 38 den Ring 10 untergreift.
-
Aufgrund dieser Ausbildung kann der L-förmige Bügel 36 den Ring 10
auf den feststehenden Spannorganen 14 absetzen oder ihn von diesen abheben.
-
Während des Hon- oder S-.hleifvorgangs ist eine Stirn fläche des Ringes
10 mit der gegenüberliegenden Stirn fläche des Kopfes 40 einer Mit -nehmespindel
42
kraftsclüsig verbunden. Zu diese Zweck ist der Kopf 40 mittels eines Elektromagneten
44 magnetisierbar, so daß er bei flotation der Mitnehmerspindel 42 um die Achse
f3 den Ring 10 in Drehung versetzt. Die Nase 40 ist durch Schrauben 46 an einem
Ku -gelzapfen 48 befestigt, der durch eine Zugfeder 50 in einen sphb -rischen Sitz
52 der Mitnehmerspindel 42 gedrückt ist. Die Zugfe -der 50 ist dabei einerseits
durch einen quer verlaufenden Stift 54 im Kugelzapfen 4B und andererseits durch
einen in derselben ichtvng verlaufenden Stift 55 in der Mitnehmerspindel 42 aufgehängt.
-
Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind an dem Kugelzapfen 42 zwei kugelförmige
Fortsätze 56 ausgebildet, die einander diametral ge -genuberliegen und in je eine
im Querschnitt rechtwinklige Längs -nut 58 eines Lagerblockes 60 eingreifen. Der
vierkantige Lagerblock 60 ist auf hydrostatischen Lagerschuhen 62, die in der Mitnehmer
-spindel 42 angeordnet sind, axial verschiebbar gelagert.
-
Das aus dem Kugelzapfen 4w und dessen sphärischem Sitz 52 bestehende
Kugelgelenk weist zwei Schwenkachsen auf, die rechtwinklig zueinander und rechtwinklig
zur Drehachse B der Mitnehmerspindel 42 verlau -fen. Die erste Schwenkachse C fällt
mit der Achse des Stiftes 54 zu -sammen, und die zweite Schwenkachse D läuft durch
die Mittelpunkte der beiden kugelförmigen Fortsätze 56.
-
Wie in Figur 2 dargestellt ist, sind in die Mitnehmerspindel 42 zwei
Axialbohrungen 64 eingearbeitet, durch die ein Schmiermittel in den sphtlrischen
Sitz 52 des Kugelzapfens 4o geleitet wird.
-
Während der Bearbeitung der Laufbahn 12 des Ringes 10, der von den
drei Spannorganen 14 und 16 in der zu bearbeitenden Laufbahn 12 ge -halten und gelagert
und der vom Kopf 40 der Mitnehmerspindel 42 in Rotation versetzt wird, arbeitet
der Schleifstein 18 ständig im Zentrum der Laufbahn 12, weil die Spannorgane 14
und 16 den fling 10 in eben dieser Laufbahn halten und fUhren und weil der Kopf
40 alle
Wi elbewegungen der ihn gegenüberliegenden Stirnfläche
des Ringes 10 mitmacht, auch wenn diese Stirnfläche Fornfehler aufweist und nicht
parallel zur Mittelebene der Laufbahn 12 läuft.
-
Dann; der Tatsache, daß der Lager-Block 60 in der Mitnehmerspindel
42 Ilydrostatisch gelagert ist, d.h. nahezu reibungsfrei in axialer Richtung, kann
er sich in axialer Richtung auf alle Breitenschwankungen der zu bearbeitenden ringe
10 anpassen.
-
Bei der in Figur 4 dargestellten Variante der Erfindung ist die Mase
40 mit der Mitnehmerspindel 42 Über eine Federmembran 66 verbunden, die vorzugsweise
aus elastischem Blech besteht. Auch bei dieser Lösung wird der Kopf 40 von einem
Elektromagneten 44, der außerhalb der Mitnehmerspindel 42 angeordnet ist, magnetisiert.
-
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Schleif- oder Honmaschine weist
den großen Vorteil auf, daß als Bezugsgröße für die Bearbeitung ge -nau dieselbe
Oberfläciie benutzt wird, die bearbeitet werden soll. Auf diese leise können geometrische
und Abmessungs-Fehler des Ringes 10 die präzise Positionierung des ringes in keiner
Phase der Bearbeitung beeinflussen. ueberdies hat auch das Antriebssystem für den
zu be -arbeitenden l'ing keine nachteiligen Auswirkungen auf die Bearbeitungsgenauigkeit.
-
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke kann sowohl bei der Feinbearbeitung
der Laufbahn 12 von Innenringen als auch von Außenringen angewendet werden. Im zweiten
Fall mUssen lediglich die Spannorgane 14 und 16 so abgeändert werden, daß der Ring
10 in seiner Bohrung aufgenommen wird, wobei aus PlatzgrUnden die Grenze bei einem
Mindest -durchmesser der Bohrung besteht.
-
L e e rse i t e