DE4436741A1

DE4436741A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche

Info

Publication number: DE4436741A1
Application number: DE19944436741
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Ing Kaiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1996-04-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche, bei dem man eine Schleifscheibe und eine Abrichtrolle mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlau fen läßt und die als Arbeitsflächen dienenden Umfangs flächen der beiden Scheiben mit hohem Druck zusammen preßt.

Das Abrichten von Schleifscheiben erfolgt in gewissen Zeitabständen, um das Profil der Schleifscheibe, das sich während der Arbeit des Schleifens an einigen Stel len stärker abgenutzt hat als an anderen Stellen, wie der auf das Sollmaß zurückzubringen. Weiterhin soll auch die Schneidfähigkeit des Schleifbelags regeneriert werden.

Zum Abrichten werden Diamantrollen benutzt. Die Diamantrolle und die abzurichtende Schleifscheibe lau fen hierbei mit erheblich unterschiedlichen Drehzahlen um. Das Abrichten ist hierbei ein Schleifen der Schleifscheibe mit dem erheblich härteren Material der Abrichtrolle, nämlich Diamant.

Die hierzu verwendeten Abrichtrollen weisen entweder das gleiche Profil am Umfang wie das zu schleifende Werkstück auf, also ein negatives Profil gegenüber der Schleifscheibe, oder man arbeitet bei dieser Art des Abrichtens mit einer sehr schmalen Formscheibe, die während des Arbeitsvorganges des Abrichtens ständig in ihrer Achsrichtung hin- und hergeschoben wird und die gleichzeitig in Radialrichtung entsprechend dem ge wünschten Umfangsoberflächenprofil der Schleifscheibe verschoben wird.

Im Laufe der Zeit wurden zum Schleifen Scheiben mit immer härteren Schleifkörnungen eingesetzt. Das hatte zur Folge, daß die Abrichtrollen selbst bei der Benut zung von Diamant immer schneller verschlissen. Deshalb ging man dazu über, das Abrichten auf eine andere Art vorzunehmen: Man ließ die Schleifscheibe und die Ab richtrolle mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit aufein ander abrollen, um jeglichen Schleifeffekt zu vermei den, drückte aber die Scheiben so stark gegeneinander, daß die Brücken zwischen den einzelnen an der Oberflä che der Schleifscheibe befindlichen Schleifkörpern zerbrachen und auf diese Weise Schleifkörper so lange aus der Oberfläche der Schleifscheibe herausgebrochen wurden, bis diese das gewünschte Sollprofil wieder er halten hatte. Auch hierzu muß die Oberfläche der Ab richtrolle aus sehr hartem Material bestehen, man ver wendet vorzugsweise gehärtete Stahlrollen oder Hartme tallrollen.

Diese Art des Abrichtens, die man auch Crushen nennt, führt man bisher nur mit Abrichtrollen durch, deren Oberfläche die gleiche Breite wie die Oberfläche der Schleifscheibe aufweist und über die ganze Breite das Sollprofil trägt.

Bei dieser Art des Abrichtens erwartet man einen mini malen Abrieb der Abrichtrolle, da die Oberfläche der Abrichtrolle nur auf der Oberfläche der Schleifscheibe abrollt. Dieser minimale Abrieb tritt auch bei unprofi lierten Abrichtrollen erwartungsgemäß ein, nicht jedoch beim Abrichten profilierter Schleifscheiben, weil sich hier infolge der unterschiedlichen radialen Abstände der Oberfläche von der Drehachse unterschiedliche Rela tivgeschwindigkeiten zwischen diesen Orten an Schleif scheibe und Abrichtrolle ausbilden. Diese Relativge schwindigkeiten führen zu einem erheblichen Abrieb und damit zu einer stark verkürzten Standzeit der Abricht rolle.

Bei dieser Art des Abrichtens hat man bisher nicht mit den schmalen Formscheiben gearbeitet, welche mit stark unterschiedlicher relativer Umfangsgeschwindigkeit und seitlicher Vorschubbewegung das Abrichten durch einen Schleifvorgang vorgenommen haben.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfa chen Mitteln eine Möglichkeit zu schaffen, den Abrieb beim Verfahren des Crushens durch unterschiedliche Oberflächengeschwindigkeiten zwischen Schleifscheibe und Abrichtrolle sicher zu vermeiden und damit lange Standzeiten des Abrichtwerkzeuges zu erreichen.

Die Erfindung besteht darin, daß man als Abrichtrolle eine Formscheibe verwendet, deren Radius am Umfang kleiner als alle zu formenden konkaven Radien am Umfang der abzurichtenden Schleifscheibe ist, daß man die Oberfläche der Formscheibe zumindest soweit aus mit Material von höherer Härte als das der abzurichtenden Schleifscheibe fertigt oder mit diesem Material belegt, als diese Oberfläche der Formscheibe mit der Oberfläche der abzurichtenden Schleifscheibe in Berührung kommt, und daß man der achsparallelen, auf die Formscheibe wirkenden Vortriebskraft eine gleichsinnige oder gegen sinnige Preßkraft überlagert, je nachdem ob die in Vor triebsrichtung oder in Gegenrichtung gelegene Flanke des Profils der Schleifscheibe abgerichtet wird.

Auf diese Weise erreicht man, daß immer nur eine punkt förmige Berührung zwischen Abrichtrolle und abzurich tender Schleifscheibe stattfindet, wobei die Berüh rungspunkte der aufeinander abrollenden Abrichtrolle und Schleifscheibe auf Linien liegen. Damit ist jede Relativgeschwindigkeit zwischen Abrichtrolle und Schleifscheibe am Berührungspunkt sicher vermieden, ein Abrieb infolge eines Schleifens von Abrichtrolle und Schleifscheibe aneinander tritt nicht mehr auf. Für diese Art des Abrichtens durch Zerbrechen der Brücken zwischen den Schleifkörpern ist nun bei dem erfindungs gemäßen Verfahren nur eine erheblich niedrigere auf Ab richtrolle und Schleifscheibe radial ausgeübte Kraft aufzuwenden, weil die Berührung von Abrichtrolle und Schleifscheibe nur noch an einem einzigen Punkt statt findet. Aus dem gleichen Grunde der nur punktförmigen Berührung der Abrichtrolle und Schleifscheibe ist es möglich geworden, auch die erheblichen notwendigen seitlichen Kräfte beim Abrichten der Flanken der Profi le aufzubringen und in die Abrichtrolle einzuleiten, ohne die Abrichtrolle zu zerbrechen. Durch die Ober flächenbeschichtung der Abrichtrolle mit einer gleich starken Schicht von hartem Material ist es möglich, das Material der Abrichtrolle selbst so zu wählen, daß es den erheblichen Seitenkräften standhält.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das auf der Oberfläche der Abrichtrolle aufgebrachte Material hoher Härte ein synthetisch hergestelltes Diamantmaterial ist, welches zweckmäßigerweise auf diese Oberfläche aufgedampft ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche, die mit einer Antriebsvorrichtung, bei der Schleifscheibe und/oder Abrichtrolle mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind, und mit einer Preßvorrichtung ausge stattet ist, durch die die als Arbeitsflächen dienenden Umfangsflächen der Abrichtrolle und der Schleifscheibe mit hohem Druck zusammengepreßt sind, zeichnet sich dadurch aus, daß die Abrichtrolle eine Formscheibe ist, deren Radius am Umfang kleiner als alle zu formenden konkaven Radien am Umfang der abzurichtenden Schleif scheibe ist, daß die Oberfläche der Formscheibe soweit aus mit Material von höherer Härte als das der abzu richtenden Schleifscheibe gefertigt oder mit diesem Ma terial belegt ist als diese Oberfläche der Formscheibe mit der Oberfläche der abzurichtenden Schleifscheibe in Berührung kommt und daß der auf die Abrichtrolle wir kenden achsparallelen Vortriebskraft eine gleichsinnige oder gegensinnige Preßkraft überlagert ist, je nachdem ob die in Vortriebsrichtung oder in Gegenrichtung gele gene Flanke des Profils der Schleifscheibe abgerichtet wird.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Achsen von abzurich tender Schleifscheibe und Abrichtrolle parallel zuein ander angeordnet sind.

Voraussetzung für die Durchführung dieses Verfahrens beim Abrichten von Schleifscheiben mit einem ausgespro chen tiefen rinnenförmigen Profil ist es, daß die Ab richtrolle eine hohe Querstabilität aufweist. Diese läßt sich z. B. dadurch erzielen, daß die Abrichtrolle einen aus einer Ringscheibe größerer Breite herausra genden schmalen Ring trägt, der aus Hartmaterial be steht oder der mit dem Material höherer Härte belegt ist, der höher als die abzurichtende Profiltiefe ist und dessen Querschnitt schmaler als die Querschnitts breite des konkaven Raumes jeder im Profil der Schleif scheibe befindlichen Rinne ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Abrichtvorrich tung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Abrichtvorrich tung nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Abrichtvorrich tung nach der Erfindung beim Abrichten einer linken Flanke,

Fig. 4 den Querschnitt der Fig. 3 beim Abrichten der rechten Flanke,

Fig. 5 einen Teil eines Querschnittes durch die Ab richtrolle der Erfindung.

Eine Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche weist eine nicht darge stellte Antriebsvorrichtung auf, mit der die Abricht rolle und/oder die Schleifscheibe 2 mit gleicher Um fangsgeschwindigkeit angetrieben werden, so daß bei ebenen Umfangsflächen die Umfangsoberfläche der Ab richtrolle 1 auf der der Schleifscheibe 2 abrollt. Durch eine nicht dargestellte Preßvorrichtung werden Preßkräfte P ausgeübt, die die Abrichtrolle 1 und die Schleifscheibe 2 radial gegeneinanderpressen. In der abzurichtenden Schleifscheibe 2 werden dabei Bindungs brücken zwischen den einzelnen Schleifkörpern bzw. -körnern zerstört, so daß diese sich von der Schleif scheibe 2 lösen.

Bei einer Abrichtrolle 1 nach dem Stand der Technik, wie sie in der Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist die Abrichtrolle 1 ein Profil 3 auf, welches exakt dem Pro fil des herzustellenden Werkstückes entspricht und welches somit ein Negativprofil der Schleifscheibe 2 in deren Sollzustand ist. Da die sich berührenden Flächen von Abrichtrolle 1 und Schleifscheibe 2 relativ groß sind, werden hohe Drucke P für das Gegeneinanderpressen von Abrichtrolle 1 und Schleifscheibe 2 benötigt, um eine Vielzahl von Brücken zwischen den einzelnen Schleifkörpern gleichzeitig zerstören zu können, und zwar all den Schleifkörpern, die sich in dem relativ großen Gebiet der Berührung von Abrichtrolle 1 und Schleifscheibe 2 befinden.

Bei profilierten Umfangsflächen der Abrichtrolle 1 und der Schleifscheibe 2, wie sie in den Figuren der Zeich nung als Beispiel dargestellt sind, kann gleiche Um fangsgeschwindigkeit der Abrichtrolle 1 und der Schleifscheibe 2 nur am Ort X oder Y oder einem dazwi schen liegenden Ort Z eingestellt werden. An allen an deren Orten Z der Berührung ist eine Relativgeschwin digkeit der sich berührenden Scheibenflächen vorhanden, zwischen der Vielzahl der Berührungspunkte von Abricht rolle 1 und Schleifscheibe 2 bildet sich hier eine mehr oder minder große Relativbewegung aus, die Abrichtrolle 1 und die Schleifscheibe 2 nutzen sich an diesen Stel len ab, was bei der Schleifscheibe 2 nicht von Nachteil ist, bei der Abrichtrolle 1 jedoch in hohem Maße uner wünscht ist, weil die Abrichtrolle 1 hierdurch ver schleißt.

Erfindungsgemäß wird als Abrichtrolle 1 eine Formschei be 3 benutzt, deren Radius am Umfang kleiner als alle zu formenden konkaven Radien am Umfang der abzurichten den Schleifscheibe 2 ist, die auch, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, in ihrem aktiven Bereich und in Höhe ihrer Eintauchtiefe in das Profil der Schleifscheibe 2 viel schmaler als die Abrichtrolle 1 des Standes der Technik ist. Die Formscheibe 3 ist zur Vergrößerung ihrer Quer stabilität zwischen zwei Einspannscheiben 4 einge spannt. Die Oberfläche der Formscheibe 3 ist soweit mit Material 5 von höherer Härte als das der abzurichtenden Schleifscheibe 2 belegt als diese Oberfläche der Form scheibe 3 mit der Oberfläche der abzurichtenden Schleifscheibe 2 in Berührung kommt.

Diese schmale als Abrichtrolle dienende Formscheibe 3 ist während der Arbeit des Abrichtens in Axialrichtung und in Radialrichtung zu bewegen. Der auf die Form scheibe 3 wirkenden achsparallelen Vortriebskraft V ist daher eine gleichsinnige Preßkraft A oder gegensinnige Preßkraft B zu überlagern, je nachdem ob die in Vor triebsrichtung oder in Gegenrichtung gelegene Flanke des Profils der Schleifscheibe 2 abgerichtet wird. Zu sätzlich ist auch eine Preßkraft P anzuwenden, die je doch erheblich geringer als die Preßkraft im Stande der Technik, wie in Fig. 2 dargestellt, ist. Diese Preßkraft kann hier geringer sein, weil nur eine punktförmige Berührung zwischen der Formscheibe 3 und der Schleif scheibe 2 stattfindet.

Die als Abrichtrolle dienende Formscheibe 3 kann aus einer Ringscheibe größerer Breite bestehen, die einen aus dieser Ringscheibe 6 herausragenden vorsprungarti gen schmalen Ring 7 trägt, der mit dem Material 5 höhe rer Härte belegt ist, der höher als die abzurichtende Profiltiefe T ist und dessen Querschnittsbreite Q schmaler als die Querschnittsbreite K des konkaven Rau mes jeder im Profil der Schleifscheibe 2 befindlichen Rinne ist.

Die mit einer Diamantbeschichtung versehene Crushing- Formrolle 3 wird zweckmäßigerweise aus Hartmetall her gestellt. Diese Diamantbeschichtung ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. In den meisten Ausführungsfäl len wird, weil kostengünstiger und leicht nachschleif bar, die Crushing-Formrolle 3 aus gehärtetem Stahl oder Hartmetall hergestellt sein. Die Form wird vornehmlich der der Fig. 5 entsprechen, indem am Umfang zwei Schrägflächen in einen Radius übergehen, der vornehm lich in der Mittenebene der Formscheibe 3 liegen wird.

Die Crushing-Formrolle 3 muß nicht unbedingt durch einen gesonderten Motor angetrieben werden. In vielen Fällen wird die abzurichtende Schleifscheibe 2 durch Reibschluß die Crushing-Formrolle 3 mitdrehen, und zwar stets mit der Relativgeschwindigkeit O.

Bezugszeichenliste

1 Abrichtrolle
2 Schleifscheibe
3 Formscheibe
4 Einspannscheibe
5 Hartmaterial
6 Ringscheibe
7 Ring
A horizontale Kraft
B horizontale Kraft
K Querschnittsbreite
P Preßkraft
Q Querschnittsbreite
T Profiltiefe
V Vortriebskraft
X Berührungslinie
Y Berührungslinie
Z Berührungsfläche

Claims

1. Verfahren zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche,
bei dem man Schleifscheibe und Abrichtrolle mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen läßt und die als Arbeitsflächen dienenden Umfangsflächen von Abrichtrolle und Schleifscheiben mit hohem Druck zusammenpreßt, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Abrichtrolle eine Formscheibe verwen det, deren Radius am Umfang kleiner als alle zu formenden konkaven Radien am Umfang der abzurich tenden Schleifscheibe ist,
daß man die Oberfläche der Formscheibe zumindest soweit aus Material von höherer Härte als das der abzurichtenden Schleifscheibe fertigt oder mit die sem Material belegt, als diese Oberfläche der Form scheibe mit der Oberfläche der abzurichtenden Schleifscheibe in Berührung kommt,
und daß man der achsparallelen, auf die Formscheibe wirkenden Vortriebskraft eine gleichsinnige oder gegensinnige Preßkraft überlagert,
je nachdem ob die in Vortriebsrichtung oder in Ge genrichtung gelegene Flanke des Profils der Schleifscheibe abgerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Oberfläche der Abrichtrolle aufge brachte Material hoher Härte ein synthetisch herge stelltes Diamantmaterial ist, welches vorzugsweise auf diese Oberfläche aufgedampft ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtstärke des auf der Oberfläche der Abrichtrolle aufgebrachten Materiales hoher Härte gleichbleibend ist.

4. Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche,
mit einer Antriebsvorrichtung, bei der Schleif scheibe und/oder Abrichtrolle mit gleicher Umfangs geschwindigkeit angetrieben sind, und einer Preß vorrichtung, durch die die als Arbeitsflächen die nenden Umfangsflächen von Abrichtrolle und Schleif scheibe mit hohem Druck zusammengepreßt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abrichtrolle eine Formscheibe (3) ist, de ren Radius am Umfang kleiner als alle zu formenden konkaven Radien am Umfang der abzurichtenden Schleifscheibe (2) ist,
daß die Oberfläche der Formscheibe (3) soweit aus mit Material (5) von höherer Härte als das der ab zurichtenden Schleifscheibe (2) gefertigt oder mit diesem Material belegt ist als diese Oberfläche der Formscheibe (3) mit der Oberfläche der abzurichten den Schleifscheibe (2) in Berührung kommt
und daß der auf die Abrichtrolle (3) wirkenden achsparallelen Vortriebskraft eine gleichsinnige oder gegensinnige Preßkraft überlagert ist, je nachdem ob die in Vortriebsrichtung oder in Ge genrichtung gelegene Flanke des Profils der Schleifscheibe (2) abgerichtet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen von abzurichtender Schleifscheibe (2) und Abrichtrolle (3) parallel zueinander an geordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtrolle (3) eine hohe Querstabilität aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtrolle (3) einen aus einer Ringschei be (6) größerer Breite (Q) herausragenden schmalen Ring (7) trägt, der mit dem Material höherer Härte (5) belegt ist, der höher als die abzurichtende Profiltiefe (T) ist und dessen Querschnitt schmaler als die Querschnittsbreite des konkaven Raumes je der im Profil der Schleifscheibe (2) befindlichen Rinne ist.