DE10056132A1

DE10056132A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Naben homokinetischer Gelenke

Info

Publication number: DE10056132A1
Application number: DE10056132A
Authority: DE
Inventors: Juergen Walz; Ulrich Walter
Original assignee: EMAG Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: DE10056132C2

Abstract

Ein Spanndorn (1) zur Aufnahme von Naben (11) homogenetischer Gelenke für die Bearbeitung der Außenkontur und der Kugellaufbahnen (11a) weist einen kegelförmigen Grundkörper (4) auf, der mit mehreren Ausnehmungen (13) versehen ist, in die eine Schleifscheibe (12) während der Bearbeitung berührungsfrei eintauchen kann. Die Anzahl und die Winkelverteilung der Ausnehmungen (13) entspricht der Anzahl der Winkelverteilung der zu bearbeitenden Kugellaufbahnen (11a).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung von Naben homokinetischer Gelenke, bei dem sowohl die als Käfigbahn dienende Außenkontur als auch die Kugellaufbah nen spanabhebend bearbeitet werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens.

Bisher mussten Naben für homokinetische Gelenke zur Bear beitung sowohl der als Käfigbahn dienenden Außenkontur als auch der Kugellaufbahnen in zwei Aufspannungen bearbeitet werden, da die Nabe für das Bearbeiten der Nuten der Kugel laufbahnen mit in etwa kugelförmigen Schleif- oder Frässtiften mit in einer Ebene zur Kugellaufbahn liegender Rotationsachse außen aufgenommen und für das Drehen der Außenkontur in nen aufgenommen wurde. Da diese beiden bearbeiteten Flä chen zueinander in einem ganz bestimmten Verhältnis stehen müssen, ergibt sich aus dieser Art der Bearbeitung nicht nur ein erhöhter Zeitaufwand für das Umspannen, sondern diese Umspannung beinhaltet die Gefahr von Bearbeitungstoleran zen im Verhältnis der beiden zueinander stehenden bearbeite ten Flächen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Fertigungstoleranzen zu ver mindern, die Bearbeitungszeit zu verkürzen und den Einsatz von Werkzeugen mit höherer Standzeit und damit die Verbesserung des Bearbeitungsvorganges zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erläu terten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bearbei tung der Außenkontur und die Bearbeitung der Kugellaufbah nen bei einer gleichbleibenden Aufspannung des Werkstückes erfolgen und dass die Bearbeitung der Kugellaufbahnen durch ein scheibenförmiges Werkzeug mit senkrecht zur Kugellauf bahn stehenden Rotationsachse erfolgt, dessen Durchmesser ein Mehrfaches der Kugellaufbahnbreite beträgt.

Dieser erfindungsgemäße Bearbeitungsvorgang ist in erster Li nie geprägt durch eine Aufspannungsart des Werkstückes, welche sowohl die Bearbeitung der Außenkontur, als auch die Bearbeitung der Kugelbahnen mittels eines großen schei benförmigen Werkzeuges ermöglicht. Hierdurch wird nicht nur die Bearbeitungszeit durch den Wegfall des Umspannens ver kürzt, sondern es werden auch die Fertigungstoleranzen im Hinblick auf die Zuordnung der beiden zu bearbeitenden Flä chen wesentlich verbessert, da durch das Umspannen stets die Gefahr von zusätzlichen Toleranzen besteht. Die Verwendung eines Werkzeuges mit großem Durchmesser für die Bearbei tung der Kugellaufbahnen hat den Vorteil, dass die Standzeit eines solchen Werkzeuges wesentlich höher ist und dass hier durch der durch Werkzeugverschleiß bedingte Aufwand an Korrekturen am Werkzeug und der Steuerung der Zustellbewe gung verringert wird.

Die Bearbeitung der Außenkontur kann nach jedem bekannten Verfahren erfolgen, vorzugsweise durch Drehen oder Schleifen.

Die Bearbeitung der Kugellaufbahnen am bereits gehärteten Werkstück erfolgt vorzugsweise durch Schleifen. Dieser Bear beitungsvorgang kann aber auch durch Fräsen erfolgen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst eine Arbeitsspindel und einen daran gehaltenen Spanndorn zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes und ist erfin dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn in Richtung auf sein freies Ende verjüngt ausgebildet ist, dass der Spanndorn Ausnehmungen für die berührungsfreie zeit weise Aufnahme eines scheibenförmigen Werkstückes während der Bearbeitung aufweist und dass die Anzahl der Ausneh mungen und ihre Winkelverteilungen über den Umfang des Spanndorns der Anzahl und Winkelverteilung der zu bearbei tenden Kugellaufbahnen entspricht. Diese Ausgestaltung des Spanndorns, welcher zur Führung der Spannhülse dient und gegebenenfalls auch die Antriebsvorrichtung für den Spann bolzen aufweist, ermöglicht den Einsatz eines im Durchmesser großen Bearbeitungswerkzeuges, da das Werkzeug bei der Bearbeitung der Kugellaufbahnen ohne Beschädigung des Spanndorns in die vorgesehenen Ausnehmungen verfahrbar ist, wodurch trotz des großen Durchmessers des scheibenför migen Werkzeuges eine vollständige Bearbeitung der Kugel laufbahnen möglich ist. Außerdem kann hierdurch der Spann dorn sehr stabil und damit steif ausgeführt werden, so dass eine exakte Bearbeitung möglich ist. Ein schlanker Spanndorn, welcher den Einsatz eines großen, scheibenförmigen Werkzeu ges aufgrund seiner Schlankheit ermöglichen könnte, wäre nicht steif genug, um das Werkstück während der Bearbeitung exakt und schwingungsfrei halten zu können.

Der Spanndorn kann kegelig oder in Stufen verjüngt ausgebil det sein.

Vorzugsweise ist das scheibenförmige Werkzeug als Schleif scheibe ausgebildet. Eine Ausbildung als Fräswerkzeug ist ebenfalls möglich.

Um die bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte quer zur Längsachse des Spanndornes auch dann aufnehmen zu kön nen, wenn diese verhältnismäßig groß sind, ist in Weiterbil dung der Erfindung vorgesehen, dass der Spanndorn eine Stützfläche aufweist, an der er durch eine zusätzliche Abstütz vorrichtung abstützbar ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausfüh rungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Spanndorn;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Spanndorns nach Fig. 1; und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

Ein Spanndorn 1 weist einen Flanschkörper 2 und einen Flansch 2a zur Befestigung an einer nicht dargestellten Ar beitsspindel mittels Schrauben 3 und 3a und einen stufenför migen oder kegelförmigen Abschnitt 4 auf, in dessen Innerem sich eine Bohrung 5 zur Führung eines Spannbolzens 6 befin det. Eine weitere Bohrung 7 ist für ein Verlängerungsstück 8 für den Spannbolzen 6 vorgesehen, wobei an diesem Verlänge rungsstück ein Flansch 8a angeformt ist, der einen Stift 8b aufnimmt, der das Verlängerungsstück 8 gegen eine Drehung sichert. Der Spannbolzen 6 ist an seinem vorderen, kegelför migen Teil 4a herausragenden Abschnitt ebenfalls mit einem kegelförmigen Spreizkörper 9 ausgerüstet, mit dem ein zu be arbeitendes Werkstück 11 über eine Spannhülse 10 in üblicher Weise gespannt wird. In der Nähe des vorderen Bereiches ist eine Stützfläche 4b zur Abstützung durch eine nicht darge stellte Stützvorrichtung vorgesehen, falls Querkräfte bei der Bearbeitung zu groß werden, die zu einer Auslenkung des Spanndornes führen könnten. Zum Schleifen von Kugellauf bahnen 11a im Werkstück, das eine Nabe für ein homokineti sches Gelenk darstellt, ist eine Schleifscheibe 12 mit sehr gro ßem Durchmesser vorgesehen, dessen Rotationsachse senk recht zur Längserstreckung der Kugellaufbahnen verläuft. Diese Schleifscheibe benötigt in Richtung auf den Spanndorn einen Freiraum, wenn die Kugellaufbahnen 11a in ihrer ge samten Länge geschliffen werden sollen. Zu diesem Zweck sind die Abschnitte 4 und 4b des Spanndornes 1 mit Ausnehmun gen 13 versehen, deren Anzahl und winkelmäßige Verteilung über den Umfang der Anzahl und der winkelmäßigen Vertei lung der Kugellaufbahnen über den Umfang der Nabe 11 ent spricht. Die Ausnehmungen 13 sind in ihrer lichten Weite so gestaltet, dass die Schleifscheibe berührungsfrei während des Bearbeitungsvorganges zeitweise in diese Ausnehmungen ein tauchen kann.

Claims

1. Verfahren zur Bearbeitung von Naben homokineti scher Gelenke, bei dem sowohl die als Käfigbahn dienende Außenkontur als auch die Kugellaufbahnen spanabhebend be arbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbei tung der Außenkontur und die Bearbeitung der Kugellaufbah nen bei einer gleichbleibenden Aufspannung des Werkstückes erfolgen und dass die Bearbeitung der Kugellaufbahnen durch ein scheibenförmiges Werkzeug mit senkrecht zur Kugellauf bahn stehender Rotationsachse erfolgt, dessen Durchmesser ein Mehrfaches der Kugellaufbahnbreite beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Bearbeitung der Außenkontur durch Drehen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Bearbeitung der Außenkontur durch Schleifen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Kugellauf bahnen durch Schleifen erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Kugellauf bahnen durch Fräsen erfolgt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Arbeitsspindel und einem daran gehaltenen Spanndorn zur Aufnahme des zu be arbeitenden Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, dass das Spanndorn (6) in Richtung auf sein freies Ende verjüngt aus gebildet ist, dass der Spanndorn (1) Ausnehmungen (13) für die berührungsfreie, zeitweise Aufnahme eines scheibenförmi gen Werkzeuges (12) während der Bearbeitung aufweist und dass die Anzahl der Ausnehmungen (13) und ihre Winkelver teilung über den Umfang des Spanndorns der Anzahl und Win kelverteilung der zu bearbeitenden Kugellaufbahnen (11a) ent spricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Spanndorn (1) kegelig ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Spanndorn (1) in Stufen verjüngt ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Werkzeug als Schleifscheibe (12) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Werkzeug als Fräswerkzeug ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, da durch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (1) eine Stützfläche (4b) aufweist, an der er durch eine zusätzliche Abstützvorrichtung abstützbar ist.