DE4033727C1

DE4033727C1 -

Info

Publication number: DE4033727C1
Application number: DE4033727A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: ERNST THIELENHAUS KG 5600 WUPPERTAL DE
Current assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: CZ279086B6; EP0482343A3; EP0482343A2; RU2076034C1; DE9017792U1; CS322291A3; EP0482343B1; US5679061A; JPH05131352A; JP2530958B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinschleifen von Ringen auf der Ringaußenfläche oder auf der Ring innenfläche, insbesondere zum Feinschleifen von Wälzla gerlaufringen, wobei ein zu bearbeitender Ring von einer Werkstückaufnahme mit Zentrierung über ein hydraulisches Zentriermittel aufgenommen und von einem Treiber ro tierend angetrieben wird, wobei die zu bearbeitende Ring fläche bei einem Schleifvorgang einer Vermessung unter worfen wird und wobei der Schleifvorgang nach Maßgabe der Meßwerte der Vermessung gesteuert und/oder geregelt wird. Die Erfindung betrifft außerdem Vorrichtungen für die Durchführung eines solchen Verfahrens.

Es versteht sich, daß die Meßwerte der Vermessung über geeignete Hilfsmittel elektrisch aufgenommen und ausgewertet werden, wozu die modernen, insbesondere elektronischen Hilfs mittel der Meß- und Regeltechnik eine Mehrzahl von Mög lichkeiten bieten, und zwar auch rechnergestützt. Die Meßwerte definieren gleichsam den Istwert. Die Steuerung oder Regelung erfolgt z. B. nach Maßgabe eines vorgege benen Werkstoffabtrages als Sollwert. Insbesondere bei Wälzlagerringen für hochtourige Wälzlager werden an die Genauigkeit des Werkstoffabtrages hohe Anforderungen gestellt. Außerdem muß sichergestellt werden, daß die Rundheit der Ringe bei der Bearbeitung nicht leidet. Die Zentrierung über ein hydraulisches Zentriermittel wird auch als Hydrozentrierung bezeichnet (vgl. DE 18 05 307).

Die Hydrozentrierung kann mit umfangsmäßig geschlossenen Werkstückaufnahmen, aber auch mit schuhartigen Hydrozen trierelementen erfolgen. Sie erlaubt es, die zu bearbei tenden Ringe so aufzunehmen, daß Einspannverformungen oder Aufspannverformungen, wie sie z. B. bei mechanischer Ein spannung oder Aufspannung mit einem Dreibackenfutter in Kauf genommen werden müssen, nicht auftreten. Insoweit erlaubt die Hydrozentrierung eine feinschleifende Bearbeitung mit hoher Genauigkeit. Es versteht sich, daß die zu bearbeiten den Ringe mit geeigneten Hilfsmitteln, z. B. über Andrück rollen, gegen den Treiber gedrückt werden.

Im Rahmen der bekannten Maßnahmen (Jahrbuch "Schleifen, Honen, Läppen und Polieren" 54. Ausgabe, 1987, S. 196-206), deren Analyse die Erfindung berücksichtigt, erfolgt die Ver messung mit Hilfe von mechanischen Fühlern, die mit geringem Andruck auf die zu bearbeitende Ringfläche aufgesetzt wer den und die z. B. mit einer feinen Diamantspitze ausgerüstet sind. Dabei kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Spit zen der Fühler Spuren auf der bearbeitenden Ringfläche hin terlassen. Auch kann die unvermeidbare geringe Unrundheit, die die zu bearbeitenden Ringe aus der Vorfertigung mit bringen, zu störenden Schwingungen im Meßsystem führen. Im Rahmen von anderen bekannten Maßnahmen zum Feinschleifen von Ringen (Firmenprospekt "ETAMIC", Die pneumatische Mes sung, 1988), an die die Erfindung anschließt, ist die Ver messung eine berührungslose Vermessung. Dazu wird ein Meß luftstrom, der im freien Strahl aus einer Düse austritt, auf die zu bearbeitende Fläche gerichtet, so daß zwischen der Düse und der zu bearbeitenden Fläche gleichsam ein Dros selspalt entsteht. Veränderungen der Spaltweite dieses Drosselspaltes, die auf unterschiedlichem Abstand der zu bearbeitenden Fläche von der Düse beruhen, bewirken in dem Luftstrom, der über eine Leitung der Düse zugeführt wird, Druckschwankungen, die meßtechnisch erfaßt und in der be schriebenen Weise ausgewertet werden. Hier ist bei hohen Anforderungen die Meßgenauigkeit nicht ausreichend und auch hier können störende Schwingungen nicht ausgeschlossen wer den. Endlich ist im Zusammenhang mit der Bearbeitung von ebenen Flächen durch Feinschleifen vorgeschlagen worden, einen Flüssigkeitsstrahl, nämlich einen Ölstrahl, gleichsam als Fühler einzusetzen. Nicht zum Stande der Technik gehö rende Versuche, mit einem solchen Flüssigkeitsstrahl bei einem Verfahren zum Feinschleifen von Ringen auf der Ring außenfläche oder Ringinnenfläche, insbesondere beim Fein schleifen von Wälzlagerlaufringen, zu arbeiten, führten nicht zum Erfolg, sondern eher zu Störungen der Zentrierung. Die Meßgenauigkeit erwies sich als unzureichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feinschleifen von Ringen auf der Ring außenfläche oder auf der Ringinnenfläche, insbesondere zum Feinschleifen von Wälzlagerlaufringen, anzugeben, wobei die Vermessung mit großer Genauigkeit und ohne Störungen durch Schwingungen erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß eine berührungslose Vermessung mit zumindest zwei gleichen Meßköpfen durchgeführt wird, aus denen ein mit dem Zen tiermittel übereinstimmendes hydraulisches Meßmittel aus jeweils zumindest einer Düsenöffnung austritt, daß die Meßköpfe meßkraftkompensierend äquidistant über den Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche verteilt ange ordnet werden, und daß das hydraulische Meßmittel frei strahlfrei in die Meß- und Zentriermittelschicht einge führt wird, die die zu bearbeitende Ringfläche mitnimmt und die sich zwischen dem Meßkopf und der Ringfläche ausbildet. - Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es nicht tunlich ist, beim Feinschleifen von Ringen und insbesondere Wälzlagerlaufringen mit einem freien Strahl von Meßluft oder mit einem freien Strahl einer Meßflüssigkeit zu arbeiten. Die vorstehend beschriebenen Störungen lassen sich vermeiden, wenn mit Meßköpfen ge arbeitet wird, aus denen das Meßmittel freistrahlfrei in die Meßmittel- und Zentriermittelschicht eintritt, die sich notwendigerweise bei der Bearbeitung von Ringen auf der Ringinnenfläche oder Ringaußenfläche einstellt, wenn die Zentrierung über ein hydraulisches Zentriermittel erfolgt. Ohne Störung der Zentrierung kann mit verhältnis mäßig hohen Drücken des Meßmittels und damit auch des Zentriermittels gearbeitet werden, wenn in der beschrie benen Weise dafür gesorgt wird, daß die Meßköpfe meß kraftkompensierend äquidistant über den Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche verteilt angeordnet werden. Meßkraftkompensierend bedeutet, daß die Kräfte sich auf heben, die dadurch entstehen, daß das Meßmittel mit einem beachtlichen Druck an der zu bearbeitenden Ringfläche gleichsam abgestützt ist. Da das Meßmittel ein hydrau lisches Meßmittel ist, läßt sich die Viskosität so ein stellen, daß die eingangs beschriebenen Schwingungen nicht mehr auftreten können. Es versteht sich, daß die Strömungsquerschnitte für die Zuführung des Meßmittels zu den Meßköpfen nicht zu groß und die Leitungen selbst ausreichend gering elastisch verformbar eingerichtet sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird ein beim Feinschleifen übliches hydraulisches Spül mittel als Meß- und Zentriermittel eingesetzt.

Von besonderem Vorteil ist es, daß bei dem erfindungs gemäßen Verfahren das Zentriermittel und das Meßmittel gleichzeitig als Kühlmittel eingesetzt werden können, so daß die zu bearbeitenden Ringe störende Wärmedehnungen, die aus der Bearbeitungswärme resultieren, nicht erfahren. Dazu lehrt die Erfindung insbesondere, daß mit einer zugleich kühlwirksamen Meßmittelmenge gearbeitet wird. Die Meßmittelmenge und die Zentriermittelmenge können dem gleichen Druckmittelsystem entnommen werden. Im Rah men der Erfindung liegt es, dabei eine Kühlung des Zen triermittels bzw. des Meßmittels durchzuführen, und zwar über geeignete Wärmetauscher.

Um eine ausreichende Meßkraftkompensation durchzuführen, kann mit zwei diametral gegenüberliegenden Meßköpfen gearbeitet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit drei über den Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche um 120° ver setzt angeordneten Meßköpfen gearbeitet wird. Zweck mäßigerweise wird mit identisch gleichen Meßköpfen ge arbeitet.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe in radialer Richtung in bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche, hin und zurück, einstellbar sind. Die Meßköpfe können im einfachsten Fall ein in radialer Richtung angeordnetes Düsenrohr aufweisen, inso weit also hauptsächlich aus diesem Düsenrohr bestehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Vorrichtung so auszulegen, daß die Meßköpfe einen Meßschuh aufweisen, dessen Meßfläche krümmungsmäßig der zu bearbeitenden Ringfläche angepaßt ist, und daß die Düsenöffnung in der Meßfläche mündet. Die Düsenöffnungen aller Meßköpfe besitzen zweckmäßigerweise den gleichen Durchmesser, sie sollten zur Abgabe gleicher Meßmittelmengenströme eingerichtet sein. - Die Meßwerte können von den einzelnen Meßköpfen bzw. von den den einzelnen Meßköpfen zugeführten Meßmittelströmen abgenommen und einzeln oder integriert ausgewertet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ licher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Ansicht in Richtung der Achse eines zu bearbeitenden Ringes,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung AA durch den Gegenstand nach Fig. 1 mit einigen konstruktiven Details und

Fig. 3 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist zum Fein schleifen von Ringen 1 auf der Ringinnenfläche (Fig. 1 und 2) oder auf der Ringaußenfläche (Fig. 3) bestimmt.

Man erkennt zunächst eine maschinenfeste, nicht rotieren de Werkstückaufnahme 2 für die zu bearbeitenden Ringe 1, wobei die Zentrierung über ein hydraulisches Zentrier mittel 3 erfolgt, welches über besondere Bohrungen und Kanäle zugeführt wird, was nicht gezeichnet wurde. Nimmt man die Fig. 2 hinzu, so erkennt man, daß ein von der Werkstückaufnahme 2 aufgenommener zu bearbeitender Ring 1 über einen Treiber 4, der aus einer Welle und einer damit verbundenen Scheibe besteht, rotierend mitgenommen wird. Dazu ist außerdem eine Andrückeinrichtung erforderlich, die den zu bearbeitenden Ring gegen den Treiber 4 drückt. Die Andrückeinrichtung wurde nicht gezeichnet.

Die zu bearbeitende Ringfläche erfährt bei einem Schleif vorgang eine berührungslose Vermessung. In den Fig. 1 und 3 erkennt man, daß dazu Meßköpfe 5 vorgesehen sind, die in radialer Richtung in bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche einstellbar sind. Diese Einstellung kann in radialer Richtung hin und wieder zurück erfolgen, was durch Doppelpfeil angedeutet wurde. Dabei läßt sich ein sehr feiner Spalt zwischen der zu bearbeitenden Ring fläche und dem Meßkopf 5 einstellen. In den Fig. 1 und 3 wurde dieser Spalt mit erheblicher Übertreibung ver größert dargestellt. Die Spaltweite liegt im allgemeinen im µ-Bereich. Die Meßköpfe 5 sind meßkraftkompensierend äquidistant über den Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche verteilt. Sie besitzen jeweils zumindest eine Düsenöffnung 6, aus der ein mit dem Zentriermittel übereinstimmendes hydraulisches Meßmittel austritt. Es tritt freistrahlfrei in die Meß- und Zentriermittelschicht 7 ein, die übertrieben dick gezeichnet worden ist. Sie bildet sich zwischen der zu bearbeitenden Ringfläche und jedem der Meßköpfe 5 aus.

In der Fig. 1 wurde angedeutet, daß die Meßköpfe 5 als Meßschuhe ausgeführt sind, deren Meßfläche krümmungsmäßig der zu bearbeitenden Ringfläche angepaßt ist. Die Düsenöff nungen 6 münden, wie die Fig. 2 zeigt, in der Meßfläche. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung haben die Düsenöffnungen 6 aller Meßköpfe 5 den gleichen Durchmesser. Sie sind auch zur Abgabe gleicher Meßmittelmengenströme eingerichtet. In der Fig. 2 wurde an gedeutet, daß die Meßköpfe auch ein in radialer Richtung verlaufendes Düsenrohr aufweisen können. - Die eingangs be schriebene Verfahrensweise läßt sich mit solchen Vorrichtun gen sehr einfach verwirklichen. Handelt es sich um die Be arbeitung von Wälzlagerlaufringe, so können die Meß köpfe 5 durch eine radiale Verstellung in die Laufrillen der Ringe eingeführt und in Arbeitsposition gebracht werden.

Claims

1. Verfahren zum Feinschleifen von Ringen auf der Ring außenfläche oder auf der Ringinnenfläche, insbesondere zum Feinschleifen von Wälzlagerlaufringen,
wobei ein zu bearbeitender Ring von einer Werk stückaufnahme mit Zentrierung über ein hydraulisches Zentriermittel aufgenommen und von einem Treiber rotierend angetrieben wird,
wobei die zu bearbeitende Ringfläche bei einem Schleif vorgang einer Vermessung unterworfen wird und wobei der Schleifvorgang nach Maßgabe der Meßwerte der Vermessung gesteuert und/oder geregelt wird, dadurch ge kennzeichnet,
daß eine berührungslose Ver messung mit zumindest zwei gleichen Meßköpfen durchge führt wird, aus denen ein mit dem Zentriermittel überein stimmendes hydraulisches Meßmittel aus jeweils zumindest einer Düsenöffnung austritt,
daß die Meßköpfe meßkraftkompensierend äquidistant über den Umfang der zu bearbeitenden Ringfläche verteilt angeordnet werden,
und daß das hydraulische Meßmittel freistrahlfrei in die Meß- und Zentriermittelschicht eingeführt wird, die die zu bearbeitende Ringfläche mitnimmt und die sich zwischen dem Meßkopf und der Ringfläche ausbildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein beim Feinschleifen übliches hydraulisches Spül mittel als Meß- und Zentriermittel eingesetzt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer zugleich kühlwirksamen Meß mittelmenge gearbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Meßmittelmenge und die Zentriermittel menge dem gleichen Druckmittelsystem entnommen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß mit diametral gegenüberliegenden Meß köpfen gearbeitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß mit drei über den Umfang der zu bearbei tenden Ringfläche um 120° versetzt angeordneten Meßköpfen gearbeitet wird.

7. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (5) in radialer Richtung einstellbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (5) ein in radialer Richtung angeordnetes Düsenrohr aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (5) einen Meßschuh aufweisen, dessen Meß fläche krümmungsmäßig der zu bearbeitenden Ringfläche angepaßt ist, und daß die Düsenöffnung (6) in der Meßfläche mündet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnungen (6) aller Meßköpfe (5) den gleichen Durchmesser aufweisen und zur Abgabe glei cher Meßmittelmengenströme eingerichtet sind.