-
Maschine zum Schleifen der Laufflächen von Kugellagerringen mit aus
einer Geraden und einem anschließenden Kreisbogen zusammengesetztem Profil Die Erfindung
bezieht sich auf eine Maschine zum Schleifen der Lauffläche von Kugellagerringen
mit aus einer Geraden und einem anschließenden Kreisbogen zusammengesetztem Profil,
bei welcher - eine relative Schwingung zwischen Werkstück und Schleifscheibe um
den Kreisbogenmittelpunkt stattfindet, und kennzeichnet sich dadurch, daß während
einer ununterbrochenen Schwingbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug um eine Achse,
im Abstand des die herzustellende Kugelfläche erzeugenden Radius auch die geradlinige
Relativverschiebung zwischen Werkstück und Werkzeug erfolgt, zum Zwecke, eine Deformation
des ursprünglichen Kreisbogenprofils der Schleifscheibe auch während des geraden
Weges durch die stetig abrichtend wirkende Schwingbewegung zu vermeiden. , Die .geradlinige
Relativverschiebung zwi. schen Werkstück und Werkzeug kann beispielsweise auf verschiedene
Art erfolgen, entweder es kann das rotierende Werkstück zu seiner Achse parallel
verschoben werden, während die ebenfalls rotierende Schleifscheibe um einen im Maschinengestell
fest gelagerten Drehzapfen schwingt, oder das Werkstück führt allein sowohl die
Schwingbewegung als auch gleichzeitig die hin und her gehende Bewegung aus, während
die .Schleifscheibe nur rotiert und ortsfest über dem Drehpunkt angeordnet ist,
oder aber die Schleifscheibe schwingt und wandert mit dem Drehpunkt hin und her,
während das Werkstück nur rotiert und ortsfest auf der Maschine angeordnet ist.
Die Zustellung für die Schleifscheibe sowie die geradlinige Hinundherbewegung der
Schleifscheibe oder des Werkstücks erfolgt in direkter Abhängigkeit von der Werkstückspindel
aus; und zwar erstere jeweils in den beiden Totlagen der seitlichen Verschiebung.
-
Bei den bekannten Maschinen werden @entweder nur eine oder mehrere
geschlossene Rillen erzeugt, wobei das Werkstück oder die Schleifscheibe nur eine
Schwingbewegung um einen festen --Drehpunkt ausführt, oder aber bei den bekannten
Einschulterschleifmaschinen macht das Werkstück zuerst eine geradlinige Bewegung
in Richtung seiner Achse, bis die Schleifscheibe in der Mitte des Lagers .angelangt
ist, worauf diese Bewegung aussetzt und hieran anschließend eine Schwingbewegung
ausführt und ebenso umgekehrt erst beimAussetzenderSchwingbewegung diegeradlinige
Bewegung fortsetzt. Das letzte Verfahren hat aber den Nachteil, daß sich die nach
einem Kreisbogen geformte Schleifscheibe "während des Schleifens des Zylinders so
viel abnutzt, daß eine Fläche am Umfang entsteht. Wenn nun die so abgenutzte Schleifscheibe
in der Mitte des Werkstücks steht und den Kreisbogen bestreicht, so schleift die
Scheibe durch die an ihrem Umfang ahgenutzte
Fläche den Radius
zu groß, d. h. der Ring wird gerade an der Laufstelle in der Mitte tiefer geschliffen
als vorn im zylindrischen Teil. Aus diesem Grunde war es bisher unmöglich, ein richtig
passendes und einwandfreies Einschulterlager zu schleifen.
-
Vorliegende Erfindung beseitigt diesen Übelstand dadurch, daß die
schwingende und die geradlinige Bewegung nicht mehr absatzweise abwechselnd, sondern
beide gleichzeitig erfolgen, so daß sich der Stein bzw. die Schleifscheibe auch
beim Schleifen des Zylinders nach dem Schwingungsradius abnutzen muß und deshalb
am Ende der geradlinigen Bewegung eine genau an den Zylinder anschließende Rillenbahn
erzeugen muß. Da diese geradlinige Bewegung durch eine eigens zu diesem Zwecke ausgebildete
Kurve erfolgt, kann diese Bewegung auch zeitweise im Mittelpunkt des Ringes aussetzen
oder diese beschleunigen, je nach Bedarf. Dieses Verfahren eignet sich sowohl für
das Schleifen von Außen- wie von Innenringen. Ferner hat diese Maschine noch den
Vorteil, daß sich die Schleifscheibe in jeder beliebigen Winkelstellung des Supports
aus dem Arbeitsstück herausziehen läßt, was zum Messen unerläßlich ist und bei den
bekannten Maschinen nur in einer bestimmten Stellung bzw. erst nach dem Zurückfahren
der Schleifscheibe möglich ;ist.
-
In der Zeichnung sind drei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten dieser
Maschine dargestellt, und zwar ist in Abb. i bis 4 eine Maschine dargestellt, bei
welcher das Arbeitsstück nur eine Hinundherbewegung, dagegen die Schleifscheibe
die Schwingbewegung ausführt.
-
Abb. 5 bis 8 stellen eine Maschine dar, bei welcher das Arbeitsstück
beide Bewegungen ausführt, also hin und her geht und gleichzeitig schwingt, dagegen
die Schleifscheibe nur rotiert.
-
Abb.9 bis 12 zeigen eine Maschine, bei welcher das Arbeitsstück nur
rotiert, aber die Schleifscheibe sowohl die Schwingbewegung als auch die Hinundherbewegung
ausführt.
-
Die Abb. i und sind zwei Horizontalschnitte, in denen ein um die Achse
Ar rotierender Außenlaufring 1 gezeichnet ist, dessen innere Laufbahn aus einem
Zylinder 2 und einer daran anschließenden Kugelringfläche 3 besteht. Die Schleifscheibe
4 rotiert um die Achse B und schwingt in einer Horizontalebene um den Schwingungsmittelpunkt
D in dem Bereich des Winkels cx. Das Werk-' stück i wandert um den Betrag s in Richtung
seiner Drehachse A hin und her, und zwar zu gleicher Zeit, in der die Schwingbewegung
der Schleifscheibe 4 erfolgt. Die Zeitdauer dieser beiden Bewegungen ist aber verschieden,
d. h. eine Schwingperiode erfolgt innerhalb eines Bruchteils . der Strecke s. Hieraus
ist ersichtlich, daß sich die Schleifscheibe 4 auch während des Zylinderschleifens
jeweils nach dem Schwingungsradius abnutzen muß, wodurch unbedingt erreicht wird,
daß der Zylinder genau im Scheitel der Kugelrillenbahn anschließt.
-
Der Aufbau dieser Maschine geht aus Abb.3 und 4 hervor, und zwar ist
auf dem Maschinengestell 5 ein in Richtung der Werkstückachse A verschiebbarer Schlitten
6 gei lagert, auf welchem der Spindelstock 7 querverschiebbar befestigt ist. In
dem Spindelstock 7 ist die Werkstückspindel 8 gelagert, auf welcher das Spannfutter
9 mit dem eingespannten Werkstück- i befestigt ist. Zum Antrieb der Werkstückspindel
8 dient die Riemsclleibe io, die ihren Antrieb entweder von einem Deckenvorgelege
oder von unten mit beliebigen anderen Antriebsmitteln erhält. Auf der Werkstückspindel
8 ist eine Schnecke oder Schraubenrad i i befestigt, welche das auf der senkrechten
Welle 12 befestigte Rad 13 antreibt. Auf dem unteren Ende der Welle 12 sitzt eine
Kurve 14, die durch eine Feder 15 gegen eine am Maschinengestell 5 angebrachte gehärtete
Fläche 16 gezogen wird. Beim Drehen der Welle 12 wird der Spindelstock 7 entsprechend.
der Kurve 14. hin und her geschoben. Das Zurückziehen des Spindelstockes 7 von Hand,
was zum Messen notwendig ist, erfolgt beispielsweise mittels der Kurbel 17, Welle
18, Zahnrads 19 und Zahnstange 2o. Das Einstellen des Spindelstockes 7 quer zu seiner
Achse für die verschiedenen Lagerdurchmesser erfolgt mittels Paßstücke z i und der
Schraube 22, .die Tiefe der Laufrille wird an der Anschlagschraube 23 reguliert.
Abb.3 veranschaulicht die tiefste Stellung der Schleifscheibe im Werkstück, wogegen
in Abb. 4 der Spindelstock 7 von der Schleifscheibe zurückgezogen dargestellt ist.
Die Schleifspindel 25 ist in einem quer zur Werkstückachse verschiebbaren Schlitten
26 gelagert undwird beispielsweise durch einen Elektromotor, wie in Abb. 4 gezeichnet,
angetrieben. Der Schlitten 26 ist auf dem Schwingsupport 27 angeordnet, der auf
einem im Maschinengestell 5 senkrecht gelagerten Drehzapfen 28 befestigt ist. Wie
aus Abb. q. hervorgeht, wird der Schlitten z6 mittels Handrads 29 verschoben, das
durch. eine Schaltklinke 30 und ein hier nicht gezeichnetes Gestänge in bekannter
Weise betätigt wird. Der Schwingsupport 27 wird mittels Gelenkstange 31 durch die
Kurbel 32 bewegt, welche auf einer im Gestell 5 senkrecht gelagerten Welle 33 befestigt
ist und durch Schnecke 34, Rad 35 und Stufenscheibe 36 angetrieben wird.
Wie
aus Abb. 3 und 4 ersichtlich ist, steht die Schleifscheibe 4 genau über dem Schwingungsmittelpunkt
D und führt nur die Schwingbewegung aus, während das Werkstück i nur in Richtung
seiner Achse hin und her bewegt wird. Es ist ferner ohne weiteres zu ersehen, daß
das Werkstück i in jeder Stellung des Schwingsupports 27 über die Schleifscheibe
hinweg zurückgezogen werden kann, ohne letztere zu verstellen. Die Zustellung für
die Schleifscheibe erfolgt jeweils in den Tot-Lagen der Kurve 14.
-
Bei der in Abb. 5 bis 8 gezeichneten Ausführungsform der Maschine
ist die Schleifscheibe 4o .ortsfest über dem Schwingungsmittelpunkt D1 gelagert,
wogegen das Arbeitsstück 41 um den Punkt D1 schwingt und um den Betrag s1 parallel
zu seiner Achse hin und her geschoben wird. Erreicht wird dies, wie aus Abb.7 und
8 ersichtlich ist. dadurch, daß der Spindelstock 42 auf einem parallel zur Spindelachse
verschiebbaren Schlitten 43 befestigt ist, welch letzterer auf dein mit dem senkrechten
Drehzapfen 44 fest verbundenen Schwingsupport 45 gleitet. Das Werkstück 41 ist in
einem Spannfutter 46 festgeklemmt, das auf der Arbeitsspindel 47 befestigt ist.
Auf der Arbeitsspindel 47 sitzt ein Schraubenrad 48, das in ein auf der senkrechten
Welle 49 befestigtes Schraubenrad 5o eingreift. Auf dem unteren Ende der Welle 49
sitzt die Hubkurve 51, die durch eine Feder 52 gegen eine am Schwingsupport 45 befindliche
Fläche 53 gezogen wird. Durch Drehung der Welle 49 wird der Spindelstock 42 hin
und her geschoben. Der Schwingsupport 45 wird mittels Gelenkstange 54 durch eine
im Gestell 55 gelagerte Kurbel 56 hin und her bewegt, die durch Schnecke 57, Schneckenrad
58 und die Stufenscheibe 59 angetrieben wird. Die Schleifspindel 6o ist in einem
auf dem Maschinengestell 5 5 verschiebbar angeordneten Schlitten 61 gelagert und
kann mittels Schaltrads 62 und Klinke 63 verschoben werden. Die selbsttätige Zustellung
der Schleifscheibe erfolgt an jedem Hubende der Kurve 5 1 mittels Kokken
64 und eines nicht gezeichneten Gestänges in bekannter Weise. Der Spindelstock 42
ist quer zu seiner Achse auf dem Schlitten 43 verstellbar befestigt und wird mittels
Paßstücke 65 und Schraube 66. - je nach dem Durchmesser des zu schleifenden Kugellagerringes
eingestellt. Die Schultertiefe wird mittels der Anschlagschraube 67 geregelt. Das
Zurückziehen des Spindelkastens zum Messen erfolgt mittels Kurbel 68 in bekannter
Weise.
-
Die in Abb. 9 bis 12 gezeichnete Ausführungsform stellt eine Maschine
dar, bei welcher das Arbeitsstück 7o nur rotiert, dagegen aber die Schleifscheibe
71 sowohl eine schwingende als auch eine hin und her gehende Bewegung ausführt.
-
Wie aus Abb. i i und 12 ersichtlich, ist bei dieser Maschine der Spindelstock
72 querverschiebbar auf dem Maschinengestell 73 festgeschraubt. Die Einstellung
zum Schwingungsmittelpunkt D2 erfolgt auch hier mittels Paßstücke 74 und Schraube
75. Der Drehzapfen 76 des Schwingsupportes 77 ist in einem parallel zur Werkstückachse
verschiebbaren Schlitten 78 gelagert und mit dem Schwingsupport fest verschraubt.
Auf dem Schwingsupport 77 ist der die Schleifspindel 79 tragende Schlitten 8o verschiebbar
angeordnet. Der Antrieb der Schleifspindel kann entweder durch Elektromotor, wie
bei der Ausführung nach Abb. 4, oder, wie in Abb. i i dargestellt, mittels einer
Riemscheibe 81 erfolgen, die in einem auf dem Schwingsupport 77 befestigten Lagerbock
104 gelagert ist. Die Übertragung der Drehbewegung von der auf dem Spindelkasten
72 ortsfest gelagerten Riemscheibe 82 nach der Riemscheibe 81 erfolgt durch
eine Kardanwelle 83. Das Hinundherschieben des Schlittens 78 wird durch eine Kurve
84 und eine Feder 85 bewirkt. Der Antrieb der Kurve 84 erfolgt mittels Riemen oder
Kette 86 von der Werkstückspindel aus über die Schnecke 87 und Schneckenrad 88.
Die Schwingbewegung wird durch eine Kurbel 89 bewirkt und durch eine Gelenkstange
9o auf den Schwingsupport 77 übertragen, die durch eine Schnecke g i, Schneckenrad
92 und die Stufenscheibe 93 angetrieben wird. Die Zustellung für die Schleifscheibe
erfolgt mittels Schaltrads 94 und Klinke 95, die durch einen oder mehrere am Schneckenrad
angeordnete Schaltnocken 96 und Schaltgestänge 97, 98, 99, ioo und ioi in bekannter
Weise betätigt wird. Ein verstellbarer Anschlag io2 begrenzt den Weg des Schlittens
78 nach links, d. h. an diesem Anschlag wird die Tiefe der Schulter reguliert. Das
Herausziehen des Schlittens 78 nach rechts zum Messen erfolgt durch die Kurbel 103
in bekannter Weise von Hand.
-
Wesentlich bei allen drei Ausführungen ist, daß das Werkstück sowohl
beim Schleifen der Schulter als auch beim Schleifen _ des Zylinders den ganzen Winkelausschlag
am Umfang der Schleifscheibe bestreicht, wodurch sich die Schleifscheibe unbedingt
gleichmäßig abnutzen muß.
-
Letzteres ist jedoch nur dadurch zu erreichen, daß der Antrieb der
geradlinigen Bewegung von der Werkstückspindel abgeleitet wird und in keinem periodischen
Zusammenhang mit der Schwingbewegung steht.