-
Amtliches Aktenzeichen:
-
T i t el : Vorrichtung zum Abrichten einer Schleifscheibe Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abrichten einer Schleifscheibe, insbesondere
während des Einsatzes dieser Schleifscheibe auf einem zu schleifenden Werkstück,
wie Kurbelwelle, Nockenwelle od. a., mittels mindestens einer, insbesondere profilierten
Abrichtrolle, wobei die Schleifscheibe auf einer sie drehenden Welle aufgesetzt
und die Abrichtrolle auf einem im Umfangbereich dieser .Schleifscheibe angeordneten
Spanndorn aufgespannt,wie auch diese Abrichtrolle zusammen mit diesem Spanndorn
um die Achse des Spanndorns drehbar ausgeführt ist, und von denen mindestens die
Abrichtrolle zum Zwecke des Abrichtens der Schleifscheibe radial aufeinander andrückbar
ist.
-
Es ist beim Schleifen von Werkstücken, wie beispielsweise Kurbelwellen
von Hubkolben-Brennkraftmaschinen, insbesondere Otto- oder Dieselmotoren, bekannt,
diese neben den Endlagerungen auch mit Hublagerzapfen zu versehen und diese Zapfen
mit einer Balligkeit und einer Genauigkeit im p-(MUE)-Bereich auszuführen. Zu diesem
Zweck werden die Kurbelwellen mittels Schleifscheiben, die vielfach im sogenannten
Eins'teckverfahren arbeiten, auf die jeweils geforderten Maße geschliffen. Das Schleifen
solcher Werkstücke bzw.
-
Kurbelwellen auf diese Genauigkeit bereitet aber insofern große Schwierigkeiten,
als mit zunehmendem Schleifvorgang die Schleifscheiben selbst sich mehr oder weniger
abnutzen und dadurch das geforderte Endmaß nicht mehr einhalten können. Um der Forderung
nach genauer Bearbeitung dennoch Rechnung zu tragen, werden die Schleifscheiben
nach einer entsprechenden Abnutzung nachbearbeitet bzw. nachgerichtet und durch
einen solchen, besonderen Abrichtvorgang erneut auf' das geforderte Endmaß gebracilt.
Zum Abrichten der Schleifscheiben werden dabei besonders präzisierte Abrichtrollen
verwendet, die härter als die Schleifscheiben sind, und mit welchen die Schleifscheiben
auf das gewünschte Endmaß nachgeschliffen werden können. Bei großen Schleifmaschinen,
wie sie insbesondere für die Serienfertigung von Kurbelwellen verwendet werden,
ist um den Umfang der jeweiligen Schleifscheibe eine besonders profilierte Abrichtrolle
angeordnet, die ständig oder intervallmäßig dreht und auf die Schleifscheibe einwirkt,
um diese dann auf dem gewünschten Endmaß zu halten bzw. diese Scheibe erneut auf
dieses Endmaß zu bringen. Da aber auch eine solche Abrichtrolle entsprechend ihrem
Einsatz einem Verschleiß unterliegt, ist es notwendig, auch diese Abrichtrolle entsprechend
zu korrigieren, was durch ein Auswechseln der verschließenden Abrichtrolle erfolgt.
-
Eine bekannte Vorrichtung zum Abrichten vop Schleifscheiben wird im
wesentlichen von einer mit Diamanten bestückten
Walze gebildet,
die auf einer Welle drehbar angeordnet ist und schräg zum Umfangsmantel der abzurichtenden
Schleifscheibe eingestellt wird. Mit dieser Walze bzw. Abrichtrolle wird die Schleifscheibe
erneut auf das gewünschte bzw. geforderte Endmaß für die Bearbeitung des Werkstückes
gebracht, aber es ist mit einer solchen Abrichtrolle kaum möglich, der Schleifscheibe
eine Profilierung aufzuzwingen bzw. eine Balligkeit auf dieser zu erzeugen, die
den gestellten Anforderungen bezüglich einer hohen Genauigkeit genügt, weil die
Abrichtrolle ebenfalls laufend einem Abrieb unterworfen bleibt und selbst dieses
ihr gegebene ursprüngliche Endmaß laufend verliert (vgl. DE-AS 23 27 846).
-
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der die dem Nachrichten einer Schleifscheibe dienende Abrichtrolle
auf dem gefurderten, eine hohe Genauigkeit aufweisenden Endmaß für die Bearbeitung
des Werkstückes, wie beispielsweise der Hublagerzapfen von Kurbelwellen gehalten
werden kann, ohne hierfür laufend neue Abrichtrollen einsetzen zu müssen.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs-genannten
Art dadurch gelöst, daß der Spanndorn mit einem Lager für die Abrichtrolle ausgestattet
und dieses Lager neben solchen die Abrichtrolle in axialer Richtung zum Spanndorn
verspannenden Teilen auch mit einem eine Sitzfläche für die Abrichtrolle auf dem
Spanndorn bildenden Ringmantel ausgeführt ist, und daß zwischen Spanndorn und Ringmantel
mindestens eine Kammer vorg.esehen wie auch diese Kammer über Anschlüsse an einer
diese Kammer mit einem Druckmedium beaufschlagenden Druckversorgung angeschlossen
ist, und daß der Ringmantel formelastisch ausgeführt und zusammen mit der auf diesem
Ringmantel aufsitzenden Abrichtrolle radial zum Spanndorn verformbar ist.
-
Durch diese Maßnahmen wird eine Vorrichtung geschaffen, mit der ein
Schleifvorgang mit der geforderten Genauigkeit, insbesondere ein solcher mit einer
balligen Profilierung des Werkstückes, z. B. am Hublagerzapfen einer Kurbelwelle,
durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahmen besteht darin, daß
selbst bei einer langen Bearbeitungsdauer Veränderungen an dem geforderten Endmaß
kaum feststellbar sind, weil durch das ständige Korrigieren der Abweichungen mittels
der Abrichtrolle das Endmaß stets eingehalten wird. Hinzu kommt, daß die Vorrichtung,
auch bezogen auf den Nutzeffekt, sehr einfach ausgeführt ist, so daß sie sich vielfach
auch als Nachrüstteil für bestehende Schleifmaschinen auszeichnet. Die Nachsteilung
und damit Einhaltung des geforderten Endmaßes kann auch einfach vorgenommen werden,
so daß auf komplizierte Apparaturen und Meßwerkzeuge verzichtet werden kann.
-
i)\e vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß die zwischen Spanndorn und Ringmantel vorgesehene Kammer als Ringkammer
und der Ringmantel als eine diese Ringkammer radial und axial abschließende Manschette
ausgeführt sind.
-
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Spanndorn sehr einfach ausgeführt
werden kann, und die Abdeckung der Kammer mittels des Ringmantels leicht gestaltet
werden kann.
-
Auch zeichnet sich ein weiteres Merkmal der Erfindung dadurch aus,
daß der Ringmantel bei Beaufschlagung der Kammer mit dem Druckmedium radial nach
außen verformbar ist.
-
Durch diese radiale Verformbarkeit des Ringmantels wird auch die darauf
sitzende Abrichtrolle. radial verformt, wodurch ein Abrieb an dieser Abrichtrolle
nachgestellt wird, d. h. die Abrichtrolle wird radial soweit ausgeformt, wie
deren
Profil an deren Umfang infolge des Nachschleifens der Schleifscheibe abgenommen
hat.
-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Spanndorn
ein axial zu diesem verlaufender Kanal mit mindestens einer radial in die Kammer
mündenden Stichleitung vorgesehen. ist und dieser Kanal mit seinem der Kammer abgewandten
Ende an der Druckversorgung angeschlossen ist.
-
Diese Maßnahme führt dazu, daß lediglich der axiale Kanal und bereits
nur eine radiale Stichleitung ausreichen, um das Druckmedium unter den Ringmantel
zu pressen. Hinzu kommt, daß bei einer solchen Ausführung auch mit einer leicht
b.iegsamen Manschette gearbeitet werden kann, was Vorteile in der Wahl des Druckmediums
und dessen Komprimierung bringen kann. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme besteht
auch darin, daß durch entsprechende Wahl der Manschette bzw.
-
dies Ringmantels diese für verschiedene Konfigurationen- des Schleifbildes
der Abrichtrolle und damit auch der nachzuschleifenden Schleifscheibe ausgerichtet
werden können, so z. B. für eine große Länge der Schleifscheibe, eine grössere Wölbung
und/oder eine besondere Welligkeit derselben u.aem., Weitere vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung können insbesondere den verbleibenden Unteransprüchen entnommen werden.
-
In der Zeichnung sind zwei der möglichen Ausführungsbeispiele der
Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht auf eine Vorrichtung
mit einer Schleifscheibe im Einsatz an einem Hublagerzapfen einer Kurbelwelle und
die Abrichtrolle während des Abrichtens dieser Schleifscheibe und
Fig.
2 einen Längsmittelschnitt durch einen Spanndorn mit Kammern für das Druckmedium
und einer auf dem Ringmantel sitzenden Abrichtrolle, wobei die rechte Seite der
Darstellung einen flachen Sitz und die linke Seite dieser Darstellung einen Stegsitz
für die Abrichtrolle zeigt.
-
Die Vorrichtung 1 zum Abrichten von Schleifscheiben 2, welche für
das Schleifen diverser 3 Werkstücke verwendet werden, wird im wesentlichen von einer
Abrichtrolle 4, einem diese Rolle tragenden Spanndorn 5 und einem den Spanndorn
wiederum bewegenden Antrieb 6 gebildet. Die Abrichtrolle 4, die auf dem Spanndorn
5 aufgebracht ist, weist an ihrem Umfang eine Profilierung 7 auf, die spiegelbildlich
der Profilierung 8 der Schleifscheibe 2 entspricht. So kann beispielsweise die Profilierung
7 der Abrichtrolle 5 eine kzopkav gewölbte sein, wenn die Profilierung 8 an der
Schleifscheibe 2 eine konvex gewölbte ist oder umgekehrt. Ebenso kann die Abrichtrolle
4 jede andere, beliebige Profilierung 7 aufweisen, wenn auch die Schleifscheibe
2 andere Profilierungen 8 aufweisen muß.
-
In der zeichnerischen Darstellung ist der Einfachheit halber das Schleifen
eines konkav gewölbten Lagerzapfens 9 einer Kurbelwelle 10 dargestellt, für dessen
Schleifen die Schleifscheibe 2 eine konvexe Schleiffläche bzw.- Profilierung 9 aufweist.
Analog diesen Profilierungen von Werkstück, d.h.
-
Lagerzapfen 9 und Schleifscheibe 2, ist auch die Abrichtrolle.4, mit
der die Schleifscheibe nachzuschleifen ist, entsprechend und in diesem Fall ebenfalls
konkav, wie der Lagerzapfen, profiliert.
-
Zum Schleifen des Werkstückes, in diesem Fall des Lagerzapfens 9,
ist dieses auf einer eigenen Drehmaschine 11 aufgespannt und dort so angeordnet,
daß es mit dem Drehen der Spannbacken 12, 13 dieser Maschine um eine Längsachse
X
derselben das zu schleifende Werkstück; d.h. den Lagerzapfen 9', an die Schleifscheibe
2 herangeführt wird. Diese Schleifscheibe 2 schleift dann das Werkstück bzw. den
Lagerzapfen 9 auf das gewünschte Maß, wobei zum Einhalten dieses Maßes und somit
Endmaßes des Werkstückes auch die Schleifscheibe 2 selbst nachbearbeitet werden
muß, weil sie während des Schleifens des Werkstückes einen Abrieb erleidet, der
bei Ausbleiben einer Nachbearbeitung derselben das Endmaß des Werkstückes nachteilig
beeinflussen würde. Zu diesem Zweck wird die Schleifscheibe 2 mittels der Abrichtrolle
4 laufend oder intervallmäßig abgerichtet, so daß diese während des ganzen.Schleifvorganges
des Werkstück' es 9 das gewünschte Endmaß des Schleifvorganges aufrecht erhält.
-
Die Abrichtrolle 4, die dabei auf dem Spanndorn 5 aufgespannt ist,
ist über einen Sitzring 14, der sie insgesamt hält, auf dem Spanndorn aufgezogen,
und dort auf einem Ringmantel 15 des Spanndorns abgestützt. Der Ringmantel 15 ist
kon7entrisch um den Spanndorn 5 angeordnet und von dem einen Ende desselben bis
zu einem etwa mittigen Anschlag 16 aufgezogen, wie auch gegen unbeabsichtigtes Abziehen
mittels eines Spannringes 17, der auf dem Spanndorn 5 schraubbar geführt und mittels
einer Sicherung 18 auf diesem verankert ist, gesichert, Zwischen dem Ringmantel
15 und dem Spanndorn 5 ist eine Kammer 19 vorgesehen, die vorzugsweise ringförmig
ausgeführt ist und insbesondere nur einen Teil der Länge des Ringmantels 15 bestreicht.
Die Kammer lo, die als eine Ausdrehung im Spanndorn 5 und/oder Ringmantel 15 ausgeführt
ist, ist mit mindestens einer radial zur Mitte bzw. Längsmi-ttelachse Y des Spanndorns
5 verlaufenden Stichleitung 20, beispielsweise inform einer Radialbohrung, versehen,
und es ist diese Stichleitung mit einem, vorzugsweise konzentrisch zur Längsmittelachse
Y des Spanndorns 5 verlaufenden Kanal 21, der ebenfalls als eine Bohrung ausgeführt
sein kann, verbunden. Der Kanal 21 ist bis zum einen Ende
des Spanndorns
5 geführt und dort mit einer Verschra.ubung 22 versehen, die in einfacher Weise
die Druckversorgung des Kanals, der Stichleitung 20 und der Kammer 19 mit einem
Druckmedium bildet. Die Verschraubung 22 selbst kann dabei, gemäß einer sehr einfachen
Ausführung, einen mit Gewinde versehenen Bolzen 23 aufweisen, der in der Verschraubung
selbst und/oder im Kanal 21 und da nur im Bereich dessen zur Verschraubung weisenden
Endes schraubbar geführt ist.
-
Mittels dieses Bolzens 23 kann ein im Kanal 21 bis zur Kammer 19 eingefülltes
Druckmedium komprimi-ert werden, wodurch ein Druck bis zur Kammer entsteht, durch
den der auf dem Spanndorn 5 sitzende Ringmantel 15, insbesondere im Bereich der
Abdeckung der Kammer, radial ausgebauscht wird. Mit dem radialen Ausbauschen des
Ringmantels 15 wi d auch der Sitzring 14 der Abrichtrolle 4 radial ausgebauscht,
wodurch die Abrichtrolle selbst ebenfalls radial verformt bzw. gestreckt wird. Die
radiale Verformung der Abrichtrolle 4 hat wiederum zur Folge, daß diese auf die
Schleifscheibe 2 nachgestellt bzw. auf diese nachgedrückt wird, wobei die radiale
Verformung der Abrichtrolle nur so weit vorgenommen zu werden braucht, wie diese
Abrichtrolle durch das Abrichten der Schleifscheibe sich verschlissen hat. Auf diese
Weise läßt sich die Abrichtrolle 4 stets optimal auf die Schleifscheibe 2 einstellen,
so daß auch diese so angeschliffen bleibt, wie das Werkstück, z.B. der Lagerzapfen
9, auf sein jeweiliges Endmaß zu bringen ist.
-
Der Antrieb 6 des Spanndorns 5 kann dabei über ein Ritzel 24, das
beispielsweise im Bereich der Verschraubung 22 auf dem Spanndorn aufgezogen ist,
erfolgen. Ebenso ist der Spanndorn 5 in Lagern 25, 26 gefaßt und an Tragtraversen
26 der Vorrichtung 1 drehbar gelagert. Die Befestigung des Ringmantels 15 auf dem
Spanndorn 5 kann, entweder wie in der Darstellung ausgeführt, mittels Schrauben,
die den R-ingmantel an den Ringbund 16 des Spanndorns 5 ziehen, erfolgen,
oder
es kann diese Befestigung durch Aufschrauben des'Ringmantels 15 auf dem Spanndorn
5 erfolgen. Im letzteren Fall ist es verständlicherweise erforderlich, sowohl den
Außen~ mantel des Spanndorns 5 als auch den Innenmantel des Ringmantels 15 mit je
einem Gewinde zu versehen. Zum axialen Sichern des Sitzringes 14 der Abrichtrolle
4 auf dem Ringmantel -15 ist zum einen ein Ringflansch 27 am Ringmantel 15 und zum
andern ein Gewinde 28 für einen Sicherungsring 29 an diesem Ringmantel vorgesehen,
wobei der Sic-herungsring nach Aufspa'nnen des Sitzringes 14 der Abrichtrolle 4
auf dem Ringmantel 15 mittels der Stellschraube;.18 oder einem Stellstift gesichert
werden kann. Um eine Lekage des Druckmediums aus der Kammer 19 zu verhindern, sind
zwischen Spanndorn 5 und Ringmantel 15 Abdichtungen 30 vorgesehen.
-
Ebenso ist eine Überdrucksicherung 31 am Spanndorn 5 angebracht,
um die Kammer 19 und mit ihr das gesamte Drucksystem vor einer überbeanspruchung
durch das Medium zu sichern.
-
Die überdrucksicherung 31 kann dabei von einer Druckleitung 32 und.einem
in dieser sich befindenden Ventil gebildet sein, welches so eingestellt wird, daß
bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes in der Kammer 19 es einen sofortigen
Druckabbau in dieser bewirkt. Durch eine solche Überdrucksicherung 31 wird auch
verhindert, daß der'Ringmantel 15 über dessen Elastizitätsgrenze gedehnt wird, was
zur Folge hätte, daß dieser sich nicht mehr auf sein Ausgangsmaß reduziert.
-
In der linken Hälfte der Darsteilung des Spanndorns 5 ist dieser
mit einem Sitzring 32 für die Abrichtrolle 4 versehen, der sich über drei Stege
33> 34, 35 auf dem Ringmantel 15 abstützt. Diese Abstützungsart kann für diverse
Abrichtrollen 4 von Vorteil sein, besonders dann, wenn deren radiale Ausdehnung
bzw. Verformung in Längsrichtung zur Sitzfläche des Sitzringes 32 voneinander abweich-end>
erfolgen soll. In den meisten Fällen wird es aber ausreichend sein, den Sitzring
32 satt auf den Ringmantel 15 aufzusetzen, wie dies in der rechten Hälfte der Darstellung
des Spanndornes 5 in Fig. 2 der Fall ist.
-
Um die Funktion des Ausrichtens der Ab chtrolle 4 etwas deutlicher
darzustellen, sind in Fig. 2 einige Pfeile 36 eingezeichnet worden, durch die deutlich
wird, wie das Druckmedium auf den Ringmantel 15 und damit auch auf die Abrichtrolle
4 wirkt. In einem solchen Fall wird nämlich der Ringmantel 15 radial nach außen
gewölbt, wobei dieser den Sitzring 14, 32 mitnimmt und diesen ebenfalls nach außen
wölbt.