DE4143162A1 - Crown truing tool with piezoelectric transducer - has truing diamond mounted on toggle joint to translate radial moments to vertical displacements - Google Patents

Abstract

The trueing tool has a trueing diamond (1) clamped to a toggle lever (2) which is used to transfer small radial movements to the main body (4). A piezoelectric transducer (5) is installed inside main body between balls (7,9) to reduce the effect of transverse forces. The connection between the piezoelectric transducer and the toggle joint is achieved with the use of a small shaft (6). An elastic sealing (11) between the toggle lever and the main body protects the transducer from being contaminated. ADVANTAGE - High rigidity and compact size.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Realisierung kleinster Zustellbewegungen für einen Abrichtdiamanten. Diese kleinsten Zustellbewegungen werden für die Erzeugung von konkaven Schneidflächen an Schleifkörpern benötigt. Konkave Schneidflächen an Schleifkörpern müssen dann erzeugt werden, wenn z. B. auf den Laufflächen von Zylinder- oder Kegelrollenlagern sogenannte ballige Oberflächen im µm-Bereich erzeugt werden sollen. Diese balligen Oberflächen sind dann notwendig, wenn die Laufbahnen für die Wälzkörper anschließend noch feingeschliffen werden. So wird vermieden, daß durch das Feinziehschleifen eine für die Flächenpressung sehr ungünstige konkave Laufbahn entsteht.The invention relates to a device for implementation smallest infeed movements for a dressing diamond. These smallest infeed movements are used for the production of concave Cutting surfaces on grinding wheels required. Concave cutting surfaces on grinding wheels must be generated when z. B. so-called on the running surfaces of cylindrical or tapered roller bearings spherical surfaces in the µm range are to be generated. These spherical surfaces are necessary when the raceways for the rolling elements are then finely ground. This avoids that a very unfavorable concave raceway arises for surface pressure.

Die Problematik liegt dabei in der Erzeugung einer radialen Bewegung des Abrichtdiamanten zur Drehachse des Schleifkörpers in µm-Bereich. In neuerer Zeit werden zur Erzeugung definierter Bewegungen im µm-Bereich piezoelektrische Stellglieder zum Einsatz gebracht.The problem lies in the generation of a radial movement of the dressing diamond to the axis of rotation of the grinding wheel in µm range. In recent times, the generation has been defined Movements in the µm range of piezoelectric actuators are used brought.

So ist nach der EP-PA 02 62 408 ein piezoelektrisches Stellglied bekannt, welches aus einer Mikrometerschraube und einem damit kombinierten Piezotranslator besteht. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung wird im Piezotranslator eine Längenänderung erzeugt, die eine entsprechende Positionsänderung an der Spindel der Mikrometerschraube verursacht. Die Geradführung für die Mikrometerschraube ist als Feder-Parallelführung aus zwei etwa senkrecht zur Meßrichtung verlaufenden Federstäben ausgebildet. Dadurch ist eine absolut spielfreie Verbindung zwischen dem ortsfesten Bereich und dem piezoelektrisch verstellbaren Bereich des Zwischenstückes gegeben. Der Piezotranslator wirkt auf einen der beiden Federstäbe, dessen Auslenkung die Größe des Verstellweges bestimmt. Dieses piezoelektrische Stellglied erfordert die Verformung von 4 Gelenkpunkten und bedingt die Anordnung des Translators etwa parallel zur Zustellrichtung. Gerade diese für die Funktion notwendige Anordnung schränkt die Einsatzbreite des dargestellten piezoelektrischen Stellgliedes für bestimmte Anwendungen wesentlich ein, beziehungsweise verhindert sie. So is a piezoelectric actuator according to EP-PA 02 62 408 known, which consists of a micrometer screw and a combined piezotranslator. By applying an electrical Voltage becomes a change in length in the piezotranslator generates a corresponding change in position on the spindle the micrometer screw. The straight line for the Micrometer screw is a spring parallel guide of approximately two Spring rods running perpendicular to the measuring direction. This creates an absolutely backlash-free connection between the stationary area and the piezoelectrically adjustable area given the intermediate piece. The piezotranslator acts on you of the two spring bars, the deflection of which is the size of the adjustment path certainly. This piezoelectric actuator requires the deformation of 4 pivot points and requires the arrangement of the Translators roughly parallel to the infeed direction. Just this for the necessary arrangement limits the range of use of the piezoelectric actuator shown for certain Applications significantly, or prevents them.  

Aus diesem konstruktiven Aufbau resultiert eine Baulänge, die im Arbeitsraum einer Werkzeugmaschine, speziell einer Schleifmaschine, die Anwendung des dargestellten Stellgliedes wesentlich erschwert. Das trifft insbesondere bei der Verwendung von sogenannten Festabrichtern auf Wälzlagerschleifmaschinen mit Gleitschuhspannung zu.This constructive structure results in a length that in the working area of a machine tool, especially a grinding machine, the application of the actuator shown is essential difficult. This is especially true when using so-called fixed dresser on roller bearing grinding machines Slide shoe tension too.

Ausgehend vom dargestellten Stand der Technik liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Balligabrichteinrichtung mit möglichst kurzer Baugröße in Richtung der Zustellung zu schaffen, die trotzdem eine hohe Steifigkeit in Richtung der Prozeßkraft bei gleicher Zustellkraft erreicht.Therefore, based on the state of the art shown the invention has for its object a ballig dressing device with the shortest possible size in the direction of the infeed to create that nonetheless high rigidity towards the process force reached with the same feed force.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zustellbewegung des Abrichtdiamanten mit Hilfe eines piezoelektrischen Translators über einen biegesteifen Winkelhebel erfolgt, der in einem Biegegelenk gelagert ist. Das Biegegelenk ist so angeordnet, daß es sich in der Linie des Vektors für die Prozeßkraft befindet. Um das Biegegelenk gegen Überlastung durch Kräfte, wie sie beispielsweise beim Einrichten von Schleifmaschinen durch Werkzeughandhabung entstehen können, zu schützen, ist eine Bundbuchse vorgesehen, die ein geringes axiales und radiales Spiel im Grundkörper der Balligabrichteinrichtung aufweist.This object is achieved in that the infeed movement of the dressing diamond using a piezoelectric Translators is carried out via a rigid angle lever, which is mounted in a flexible joint. The flexure is like this arranged that it is in the line of the vector for the process force located. To prevent the bending joint from overloading Forces such as those used to set up grinding machines protect from tool handling, a collar bushing is provided which has a small axial and radial play in the main body of the balling device having.

Diese erfindungsgemäße Konstruktion zeichnet sich durch wesentliche Vorteile zum bekannten Stand der Technik aus. Der konstruktive Aufbau garantiert eine hohe Steife gegenüber der Prozeßkraft, wobei die Prozeßkraft nicht gegen den Zustellantrieb wirkt. Somit werden auch keine Schwingungen gegen den Zustellantrieb wirksam. Der Einsatz des biegesteifen Winkelhebels gestattet eine variable Anordnung des piezoelektrischen Antriebes. So kann z. B. der Einbau eines piezoelektrischen Translators rechtwinklig zur Zustellrichtung erfolgen, was wiederum eine erhebliche Verkürzung der Baulänge ergibt. Die elastische Verformbarkeit des Biegegelenkes wird durch eine vorgesehene Buchse in engen Grenzen gehalten, um eine Deformation desselben auszuschließen. Im Arbeitsbereich der Balligabrichteinrichtung kann die Buchse in ihren Grenzen berührungsfrei bewegt werden. Aufgrund der Tatsache, daß der erforderliche Zustellweg des Abrichtdiamanten für das Balligabrichten nur wenige µm beträgt, können die mit der kreisförmigen Zustellung verbundenen Höhen- und Winkeländerungen vernachlässigt werden.This construction according to the invention is characterized by essential Advantages over the known prior art. The constructive Construction guarantees high rigidity compared to the Process force, the process force not against the feed drive works. So no vibrations against the Infeed drive effective. The use of the rigid angle lever allows a variable arrangement of the piezoelectric Drive. So z. B. the installation of a piezoelectric Translators are perpendicular to the direction of delivery, what again results in a considerable reduction in the overall length. The elastic deformability of the flexible joint is ensured by a provided socket kept within narrow limits to prevent deformation exclude the same. In the work area of the ballig dressing device the socket can be touch-free within its limits be moved. Due to the fact that the required Dressing diamond delivery route for ballig dressing only is a few µm, those with the circular infeed associated changes in height and angle are neglected.

Die Merkmale der Erfindung sind konkret in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Die dazugehörige Zeichnung zeigt nachThe features of the invention are specific in the following Description of an embodiment shown. The Associated Drawing shows

Fig. 1 einen Schnitt durch die Balligabrichteinrichtung. Fig. 1 shows a section through the balling device.

Danach wird ein Abrichtdiamant 1 so in einem Winkelhebel 2 angeordnet, daß sich die Spitze des Abrichtdiamanten 1 unterhalb eines Biegegelenks 3 befindet. Ein in einem Grundkörper 4 aufgenommener piezoelektrischer Translator 5 wirkt über eine Kugel 7 auf eine mit dem Winkelhebel 2 fest verbundene Bundbuchse 6 . Die Rückseite des piezoelektrischen Translators 5 wird über eine weitere Kugel 8 arretiert, die durch einen Bolzen 9 als Gegenlager in einem Deckel 10 gehalten ist. Durch die Aufnahme des piezoelektrischen Translators 5 zwischen zwei Kugeln 7, 8 entstehen keine Querkräfte. Bei einer axialen Ausdehnung des piezoelektrischen Translators 5 erfolgt eine dem Hebelverhältnis entsprechende schwenkende Zustellbewegung des Abrichtdiamanten. Die Bundbuchse 6 hat ein geringes axiales und radiales Spiel im starren Grundkörper 4 . Bei einer bestimmten elastischen Verformung des Biegegelenkes 3 wird durch das Anschlagen der Bundbuchse 3 eine weitere Verformung und damit Beschädigung des Biegegelenkes 3 verhindert. Sind diese äußeren Kräfte nicht mehr wirksam, kann sich die Bundbuchse wieder berührungsfrei bewegen. Eine elastische Dichtung 11 zwischen dem Winkelhebel 2 und dem Grundkörper 4 schützt den piezoelektrischen Translator 5 vor Spritzwasser und Verschmutzung.Then a dressing diamond 1 is arranged in an angle lever 2 in such a way that the tip of the dressing diamond 1 is below a flexible joint 3 . A piezoelectric translator 5 accommodated in a base body 4 acts via a ball 7 on a collar bush 6 which is firmly connected to the angle lever 2 . The back of the piezoelectric translator 5 is locked via a further ball 8 , which is held in a cover 10 by a bolt 9 as a counter bearing. By accommodating the piezoelectric translator 5 between two balls 7, 8 , no transverse forces arise. With an axial expansion of the piezoelectric translator 5 , a swiveling infeed movement of the dressing diamond corresponding to the lever ratio takes place. The flange bushing 6 has a slight axial and radial play in the rigid base body 4 . At a certain elastic deformation of the bending joint 3 of the collar sleeve 3 is prevented further deformation and damage of the bending joint 3 by the abutment. If these external forces are no longer effective, the flange bushing can move again without contact. An elastic seal 11 between the angle lever 2 and the base body 4 protects the piezoelectric translator 5 from splash water and dirt.

Claims (4)

1. Balligabrichteinrichtung mit einem piezoelektrischen Antrieb, wobei für den Antrieb ein piezoelektrischer Translator eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abrichtdiamant (1) in einem Winkelhebel (2) geklemmt ist, daß zwischen Winkelhebel (2) und einem Grundkörper (4) ein Biegegelenk (3) ausgebildet ist, daß im Grundkörper (4) ein an sich bekannter piezoelektrischer Translator (5) aufgenommen ist, daß zwischen dem piezoelektrischen Translator (5) und einer Bundbuchse (6) eine Kugel (7) angeordnet ist und daß die Rückseite des piezoelektrischen Translators (5) über eine weitere Kugerl (8) arretiert ist, die durch einen Bolzen (9) als Gegenlager in einem Deckel (10) gehalten ist.1. Balligabrichtereinrichtung with a piezoelectric drive, wherein a piezoelectric translator is used for the drive, characterized in that a dressing diamond ( 1 ) is clamped in an angle lever ( 2 ) that between the angle lever ( 2 ) and a base body ( 4 ) has a flexible joint ( 3 ) is designed such that a known piezoelectric translator ( 5 ) is accommodated in the base body ( 4 ), that a ball ( 7 ) is arranged between the piezoelectric translator ( 5 ) and a collar bushing ( 6 ) and that the rear of the piezoelectric translator ( 5 ) is locked via a further ball ( 8 ) which is held in a cover ( 10 ) by a bolt ( 9 ) as a counter bearing. 2. Balligabrichteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abrichtdiamantspitze des Abrichtdiamanten (1) unterhalb bzw. oberhalb des Biegegelenks (3) angeordnet ist.2. Balligabrichteinrichtung according to claim 1, characterized in that the Abrichtdiamantspitze of the dressing diamond (1) below and is arranged above the bending joint (3). 3. Balligabrichteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bundbuchse (6) axial und radial in ihrer Lagerung ein geringes Spiel hat.3. Balligabrichtereinrichtung according to claim 1, characterized in that the collar bushing ( 6 ) axially and radially in their storage has a slight play. 4. Balligabrichteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Winkelhebel (2) und dem Grundkörper (4) eine elastische Dichtung (11) angebracht ist.4. Balligabrichtereinrichtung according to claim 1, characterized in that between the angle lever ( 2 ) and the base body ( 4 ) an elastic seal ( 11 ) is attached.