DE1814793A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstuecks - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen eines Werkstücks Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine mit einer Schleifsoheibe, einer Vorrichtung zum Tragen der Schlei£-scheibe und einer Vorrichtung zum ragen eines Werkstücks Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks auf ein vorbestimmtes Maß mittels einer Schlei£-maschine, wobei das Werkstück und/oder die Schleifsoheibe derart beweglich gelagert sind, daß der Änpreßdruok zwischen ihnen während des Schleifvorgangs verändert werden kann. Dar bei bezieht sich die Erfindung sowohl auf Innen- als auch auf Außenschleifmasohinen.
• Ziel der Erfindung ist es, biegsame werkstücke schnell und einwandfrei mit sehr engen Toleranzen bezüglich Genauigkeit und Größe zu schleifen. Dabei sollen insbesondere Werkstücke, deren geometrische Form biegsame Schleifspindeln erforderlich macht, schnell und einwandfrei mit sehr engen Toleranzen bezüglich Genauigkeit und Größe geschliffen werden können. t Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zum Anwenden von Druck zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe während eines zu einem Durchbiegen wenigstens einer der Tragvorrichtungen führenden Schleifvorgangs vorgesehen ist, ferner eine Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen der Dicke des von dem Werkstück abzunehmenden Materials entlang der zu schleifenden Materialfläche, während dies unter dem Druck steht, sowie eine Vorrichtung, mit der die gegen das an den verschiedenen Stel-Werkstück wirkende Kraft der Schleifsoheibe/entsprechend len dem aufgezeichneten Betrag des abzutragenden Materials in Richtung auf einen Ausgleich der Durchbiegung veränderlich gesteuert wird, Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck nach einem Soll wert-Vergleich bis zur Ubereinstimmung von Sollwert und Istwert derart verändert wird, daß der Anpreßdruok etwa proportional mit der Abweichung Sollwert/Istwert wächst, oder daß lediglich an den Bearbeitungsstellen ein vorbestimmter, etwa konstanter Anpreßdruck angewendet wird, an denen die Abweichung Sollwert/Istwert ein voslbestimmtes Maß überschreitet.
• Es wird also die ungenaue Form und Größe des Werkstücks an verschiedenen Stellen gemessen, und die dadurch erhaltene Information wird dazu verwendet, eine größere Schleifkraft an den Stellen wirken zu.. lassen, an denen stärkere Materialabnahme erforderlich ist. Bei einem erfindungsgemäß angewendeten Verfahren wird der Schleifdruck so berechnet, daß eine Materialabnahme proportional zum abzuhebenden Material bewirkt wird. Bei einer solchen Anordnung erhalten Stellen, an denen kein Material abgenommen werden soll, keinen Schleifdruck, und jede Stelle, an der Material abzuheben ist, erhält einen Schleifdruck proportional zu der Menge von abzuhebendem Material. Da nur solche Stellen geschliffen werden, an denen Schleifen notwendig ist, wird schnell Genauigkeit erreicht. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren kann anstelle eines Verhältnisverfahrens nach dem Ein-Aus-Verfahren Druck aufgewendet bzw. nicht aufgewendet werden.
• Nachstehend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhard-der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar -zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Unrundschleifens; Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schleifmaschine zum Außenschleifen, in der die Elemente der Erfindung schematisch dargestellt sind; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Maschine der Fig. 2; Fig. 4 eine zum Teil im Schnitt gezeichnete schematische Draufsicht einer zum Innenschleifen abgewandelten Ausführungsforin der Maschine; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4; Fig. 6, 7, 8 eine schematische Ansicht zur Darstellung der Lagerung der für das Innenschleifen verwendeten Schleifscheibe, Fig. 9 eine Draufsicht, zum Teil im Schnitt, zur Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform zum Langlochschleifen; Fig. 10 einen Schnitt durch ein Werkstück von besonderer Gestalt, das für die erfindungsgemäße Masohine verwendet werden kann; Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 10, und Fig. 12 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, die sohematisch eine abgewandelte Ausführungsforni bei Anwendung des Ein-Aus-Verfahrens zeigt.
• Wenn eine bekannte Schleifmaschine ein Werkstück schleift, das in verschiedene Richtungen verschieden stark biegsam ist, so wird die entstehende Fläche nicht genau rund, da die Größe der Durchbiegung infolge des Schleifdrucks je nach der Steifheit variiert, während die Richtung des Drucks sich um die zuschleifende Fläche bewegt. Die daraus-entstehende Unrundheit kann bei einer Welle, z.B. einer Kurbelwelle, etwa wie in Fig. 1 dargestellt sein. Hier wird ein Werkstück 1 von einer Schleifscheibe 2 an der Stelle 3 geschliffen.
• Die Schleifkraft biegt die Welle um einen Betrag 4 an Stelle 3.
• Wenn jedoch die Stelle 5 geschliffen wird, verursacht die gleiche Kraft ein größeres Durchbiegen der Welle, nämlich um den Betrag 6, da die Welle in dieser Richtung biegsamer ist. Durch die vorliegende Erfindung wird diese Änderung durch Verwendung der in Fig, 2 und 3 gezeigten Vorrichtung beseitigt.
• In Fig. 2 und 3 ist ein Werkstück 7 wie bei einer bekannten Schleifmaschine zwischen Lagern 8 und 9 gelagert. Die Lager werden von einem Tisch 10 getragen, der, wie durch Pfeile 12 (Fig. 3) angegeben, in bezug auf die Grundplatte 11 entlang der Mittelachse des Werkstücks bewegbar ist. Eine Schleifsoheibe 13 wird von einem Tisch 14 getragen, der durch eine Einrichtung wie z.B. bei 16 in bezug auf die Grundplatte 11, wie durch Pfeile 15 angegeben, von der Achse des Werkstücks weg und auf sie ZU einstellbar ist. Die Schleifscheibe wird von Lagern in einem durch Blattfedern 18 und 19 mit dem tisch 14 verbundenen Hebel 17 getragen und Uber einen Riemen vom Motor 13' angetrieben. Der Hebel 17 ist er durch eine Feder 20 mit dem Tisch 14 verbunden. Ein starr mit dem Tisch 14 verbundener Übertrager 21 dient dazu, das Ende 17' des Hebels 17 proportional zu rhöhung des durch die Leitungen 22 zugefuhrten Stroms, durch z.B. ein Solenoid und einen Elektromagneten, zu heben. elfenn der Übertrager den Hebel 17 hebt, bewegt sich die Schleifscheibe in das Werkstück und wird dabei um die Blattfedern 18 unb 19 geschwenkt und so noch stärker an das Werkstück gedrückt. Durch diese Anordnung kann die Scheibe 13 gesteuert durch einen vom Ubertrager 21 gelieferten Strom auf das Werkstück zu und von ihm weg geführt werden.
• Die Oberfläche wird während des Schleifens durch eine Paßlehre 23 mit einem das Werkstück berührenden Taster 24 auf Größe und Genauigkeit gemessen. Diese Paßlehre ist so eingestellt, daß sie den Betrag anzeigt, um den das Werkstück bis zur Erreichung des Fertigmaßes oder eines zur Annäherung an das Fertigmaß gewählten Zwischenmaßes noch geschliffen werden muß. Die Anzeige dieses tbermaßes wird auf einem Magnetband angezeigt, das an der Oberfläche eines Zylinders 24,1 befestigt ist, der über Zahnräder 25, 25t, 25" an den Antriebskopf gekuppelt ist. Diese Magnetbandanzeige wird für jede Stelle der Oberfläche abgenommen und durch einen Übertrager 26 auf dem Band angezeigt. Sie kann während des Schleifens ununterbrochen angegeben werden, wenn der Taster gegen über dem Schleifkontakt um etwa 900 versetzt steht, wo also die Durchbiegung der Welle infolge des Schleifdrucks die geringste Auswirkung auf die Messung der Größe hat. Eine andere Möglichkeit ist, den Betrag der Übergröße auf dem Magnetband aufzuzeichnen, wenn nicht geschliffen wird.
• Die so erhaltene Aufzeichnung des Übermaßes wird nun verwendet, indem sie durch den Übertrager 27 vom Band abgenommen, in einem Verstärker 28 verstärkt und in der entsprechenden zeitlichen Abstimmung in den Übertrager 21 eingeführt wird, so daß der Übertrager beim Schleifen einer bestimmten Stelle vom Band das Signal erhält, das für diese Stelle aufgezeichnet wurde. Die Anordnung ist so justiert, daß kein Schleifdruck mehr aufgewendet wird, wenn das Pertigmaß erreicht ist.
• Die Aufzeichnung auf dem Band kann deutlich gemacht werden, indem man sie als einen in seiner Lautstärke variierenden Ton interpretiert. Zeigt der Taster die Übergröße Null an (d.h. bei Fertigmaß), so ist die Lautstärke am geringsten; wird der Taster angehoben und zeigt eine geringe übergroße an, so steigert sich die Lautstärke; wenn der Taster weiter angehoben wird und die größte übergroße anzeigt, wird der lauteste Ton auf dem Band aufgezeichnet. Später wird dieser aufgezeichnete Ton vom Übertrager 27 abgenommen, durch den Verstärker 28 verstärkt und dazu verwendet, im Übertrager 21 eine Kraft proportional zur Lautstärke des aufgezeichneten Tons zu erzeugen. Auf diese Weise wird die auf das Werkstück wirkende Kraft der Schleifscheibe proportional zu dem an der gerade geschliffenen Stelle herrschenden Ubermass gehalten.
• Durch dieses Verfahren wird die genaue Größe schnell erreicht, während bei Erreichen des Fertigmaßes eine genaue Oberfläche eingehalten wird.
• Das Schleifen von Innenbohrungen mit genauen Toleranzen ist schwierig, wenn die geometrische Form des Werkstücks biegsame Schleifspindeln erforderlich macht. l;Jenn eine Form geschliffen wird, ist der durch das Durchbiegen der Spindel aufgrund des Schleifdrucks entstehende winkel an der Stirn der Schleifscheibe oft groß genug, um als Faktor in die Toleranzen einzugehen.
• Figo 4 und 5 zeigen die Erfindung angewandt auf eine Innenschleifmaschine. Der Arbeitskopf 30 dreht sich um eine Achse 31 und trägt ein in Fig. 4 im Schnitt gezeigtes Werkstück 32.
• Die Schleifscheibe 33 wird von einer durch Lager im Gehäuse 35 gestützten Spindel 34 getragen. Das Gehäuse 35 ist durch Blattfedern 37 und 38 mit dem Tisch 36 verbunden. Der Tisch 36 kann in Führungen 36" so bewegt werden, daß er die Schleifen scheibe entlang der Achse des Werkstücks einstellt sowie entlang Führungen 36', so daß er die Schleifscheibe zur Durchführung des Schleifvorgangs in das Werkstück führt. Der Taster 40 einer Paßlehre 39 ist so angeordnet, daß er das Werkstück an der Fläche berührt, die gerade geschliffen wird, Die Paßlehre wird so eingestellt, daß sie den Betrag anzeigt, um den das Werkstück bis zur Erreichung des Fertigmaßes oder eines zur Annäherung an das Fertigmaß gewählten Zwischen-.
• maßes noch geschliffen werden muß. Dieses Untermaß wird, ähnlich wie vorstehend für die Außenschleifmasbhinen beschieben, auf einem mit der Bewegung des Werkstücks gekopoelten Magnetband durch die Paßlehre 39 und den Übertrager 26' auf das Magnetband im Zylinder 24a, der durch Zahnräder 25a, 25b und 25c angetrieben wird, aufgezeichnet, so daß eine Aufzeichnung des Untermaßes bei einmaliger Umdrehung des werkstücks für jede Stelle seinr Oberfläche erhalten wird.
• Später wird diese Aufzeichnung durch den Übertrager 27' abgenommen und bei 2>' verstärkt, so daß sie den Übertrager 41 betätigen kann. Die Abnahme geschieht in einer solchen zeitlichen Abstimmung, daß der Übertrager, während eine bestimmte Stelle geschliffen wird, vom Band das Signal erhält, das für diese Stelle aufgezeichnet wurde.
• Wenn der Übertrager vom Band ein Signal mit dem Untermaß Null erhält, muß die Schneidfläche des Schleifrades durch Bewegung des Tisches 36 auf die Endstellung eingestellt werden.
• Ist an dieser Stelle kein Untermaß mehr, so ist der Druck des Schleifrades hier Null. Wenn eine bestimmte Stelle noch Untermaß hat, wird die. Schleifsoheibe um den Betrag des Untermaßes zurückgedrückt; sie biegt dabei die Schleifscheibe und bewirkt einen aus diesem Durohbiegen entstehenden Schleif druck, Ienn die Schleifspindel verhältnismäßig biegsam tLst, bewirkt ein geringer Betrag an Untermaß sehr geringe Schleifdrücke. Ilird jedoch ein geringer Betrag an Untermaß auf dem Band aufgezeichnet, kan; dieser verstärkt und an den Ubertrager 41 geliefert werden, um die Schleifscheibe zurück in das Werkstück zu drücken, wodurch eine Durchbiegung der Welle erreicht wird, die um vieles größer ist als die durch das Untermaß allein bewirkte. dadurch kann dastabzunehmende Material viel schneller abgetragen werden und somit das Endmaß bei gegebenen Toleranzen schneller und genauer erreicht werden.
• .Die Blattfedern 37 und 38 haben die Aufgabe, einen Schwenkpunkt 42 zu schaffen, um den das Gehäuse 55 geschwenkt werden kann, wenn der Übertrager 41 darauf einwirkt. Dieser Punkt 42 wird so gewählt, daß jede .linkelveranderung zwischen der Stirn der Schleifsoheibe und der Stirn des Werkstücks, die auftreten kann, wenn der Übertrager 41 die Spindel 34 zur Erzielung einer größeren Schleifkraft biegt, zu einem Minimum gemacht wird. Die Wirkung ist in Fig. 6, 7 und 8 dargestellt. Fig. 6 zeigt eine eine Schleifscheibe 51 haltende Schleifspindel 50 zu einem Zeitpunkt, an dem diese vom Gehäuse 52 derart gehalten wird, daß sie das Werkstück 53 gerade berührt, jedoch ohne Schleifdruck anliegt. Fig. 7 zeigt die gleichen Bauteile zu einem Zeitpunkt, an dem ein durch Bewegung des Spindel-Lagergehäuses 52 um eine Strecke 54 in eine neue zur ersten in Fig. 6 gezeigten Stellung 56 parallele Stellung 55 der Aahse bewirkter Sohleifdruck aufgewendet wird1 Die Spindel 50 biegt sich um einen Betrag 54 und bildet dabei einen Winkel 57 zwischen der Stirn des Werkstücks 53 und der Stirn der Schleifscheibe 51. Diese änderung hat viele Nachteile, deshalb ist in Fig. 8 die Verwendung einer Bewegung zur Druckerhöhung gezeigt, bei der sich dieser Winkel nicht ändert, Hier wird für das Gehäuse 52 ein Schwenkpunkt 58 gewählt, der auf etwa einem Drittel der Spindellänge von ihrer Basis entfernt liegt. Während das Gehäuse 52 um den Winkel 59 geschwenkt wird, um den Druck auf das Werkstück zu verstärken, biegt es die Spindel um einen Betrag 60. Der von der Stirn der Scheibe 51 mit der Achse 62 gebildete zinke ist fast dem zinke 59 gleich. Sind sie gleich, so ist der Winkel 63 zwischen den Stirnflächen 51 und 53 gleich Null.
• Durch Einstellen der Schwenkster ng 58 entlang der Achse kann ein Punkt gefunden werden, an dem die Änderung des Winkels 63 für die vorgegebenen Bedingungen unerheblich ast, Der Bedienungsmann stellt die Maschine so ein, daß das Bertigmaß dann erreicht ist, wenn der Winkel 59 gleich liull ist;.
• dann wirkt kein Schleifdruck. Ein dann noch erforderlicher Schleifdruck wird durch Schwenken um den Punkt 58 hinzugefügt. Dadurch wird Schleif.druck angewendet, ohne den Winkel 63 zu ändern. Eine ausgeglÄichene (ausgewuchtete) Schleifmaschine erfordert größere Schleifkraft als eine unausgeglichene, vor allem während der Fertigbearbeitung von Bohrungen auf enge Toleranzen. Dabei ist das Aufrechterhalten eines gleichbleibenden Stirnflächenwinkels über einen großen Schleifdruckbereich von besonderer Wichtigkeit.
• Daher ist ein Verfahren, bei dem Druck unter gleichbleibender Stellung hinzugefügt werden kann, besonders vorteilhaft.
• In Fig. 9 wird das Werkstück 70 in einer Spindel 71 gehalten, die sich bezüglich der Grundplatte 72 um eine Achse 73 dreht.
• Eine Schleifscheibe 74 wird von einer durch Lager in einem Gehäuse 76 gestützten Spindel 75 getragen. Das Gehäuse wird so von Blattfedern 78 und 79 getragen, daß es um den Punkt 77 schwenkbar ist. Die Blattfedern 78 und 79 sind an einem Tisch 80 befestigt, der derart in Führungen 80' in der Grundplatte 72 bewegbar ist, daß die Schleifscheibe entlang der Achse des Werkstücke 70 verstellbar ist. Ferner sind Pührungen 80" für eine Bewegung senkrecht zu dieser Achse vorgesehen, um am Werkstück angreifen zu können. Die Bewegung des Gehäuses um den Punkt 77 ist durch eine das Gehäuse 76 mit dem Tisch 80 verbindende Feder 87 begrenzt. in tiibertrager 81 ist so angeordnet, daß er jede Bewegung zwischen dem Gehäuse 76 und dem Tisch 80 mißt. Das Signal vom übertrager 81 wird im Verstärker 88 elektrisch verstärkt und durch den Übertrager 89 auf ein anker Oberfläche des Zylinders 86 befindliches Magnetband aufgezeichnet. Der Übertrager 89 wird durch den Tisch 80 axial zum Werkstück bewegt, so daß die Angabe jeder Axialstellung aufgezeichnet werden kann. Der Zylinder DO wird durch Zahnräder 83 und 84 angetrieben, so daß zwischen dem Werkstück und dem Magnetband auf der Oberfläche des Zylinders 86 eine direkte und repetierbare (eineindeutige) Beziehung besteht. Die Schleifsoheibe 74 wird durch eine genau repetierbare Vorrichtung (ohne Spiel) axial durch das werkstück 70 geftilirt. Dies kann eine durch Zahnräder 83 und 84 angetriebene Gewindestange 82 mit einer Halbmutter 85 sein, die mit der Gewindestange 82 in Eingriff gebracht und von ihr-.gelöst werden kann, Das Aufzeichnen des Untermaßes der Bohrung im werkstück 70 geschieht fogendermaßen: Der Tisch 80 wird so eingestellt, daß die Schleifscheibe in der Lage ist, die Bohrung auf ein bestimmtes Maß fertigzubearbeiten, wenn keine Durchbiegungen in der Maschine auftreten würden. Dann beginnt ein Aufzeichnungsgang, bei dem die Schleifscheibe 74 axial durch das werkstück 70 geführt wird. Hierbei dient die Schleifecheibe als Taster einer Paßlehre, der das Untermaß des Werkstücks bei jeder Winkel- und Axialstellung der zu schleifenden Blache mißt. Der Betrag an abzunehmendem Material drückt die Schleifsoheibe 74 um den Betrag des Untermaßes an dieser Stelle zurück0 Dadurch wird eine Bewegung des Gehäuses 76 bewirkt, die vom übertrager 81 aufgenommen, vom Verstärker 88 verstärkt und durch den Übertrager 89 auf dem Magnetband aufgezeichnet wird. Somit wird während der Durchführung des Aufzeichnungsgangs für jede Stelle der Schleifscheibe 74, während sie sich durch das Werkstück 70 bewegt, der Betrag aufgezeichnet, um den noch Material abgenommen werden muß.
• Später, beim Arbeitsgang der Schleifscheibe durch das Werkstück, wird diese Aufzeichnung der erforderlichen [aterialabnahme vom Übertrager 89 aufgenonimen, vom Verstärker 88 verstärkt und zum Übertrager 90 geleitet, der eine Kraft auf das Gehäuse 76 in einer dichtung derart wirken läßt, daß die Schleifscheibe 74 fester in das Werkstück 70 gedrückt wird. Die auf das Gehäuse 76 wirkende Kraft des Übertragers 90 ist so angelegt, daß sie im wesentlichen propor-tional der erforderlichen Materialabnahme ist. Dabei ist diese Kraft gleich Null, wenn kein Material abgenommen werden muß. Das ist wichtig, da kein Liaterial uehr abgeno.Jr..en wird, wenn die Endgröße erreicht ist.
• slenn die Bohrung in einem oder in mehreren Arbeitsgängen geschliffen worden ist, wird die- Aufzeichnung auf dem Band gelöscht. In einem neuen Aufzeiohnungsgang wird eine neue Aufzeichnung über erforderliche Materialabnahme gemacht.
• Diese Aufzeichnung wird für weiteres Schleifen gemacht, und so geht es weiter.
• Die Verwendung der Schleifscheibe 74 als Taster und der Spindel 75 und des Gehäuses 76 als Teile einer Paßlehre mit dem Übertrager 81 hat gewisse Vorteile. Es kann jedoch ledes Verfahren zum Abfühlen der erforderlichen Materialabnahme an verschiedenen Stellen zum Aufzeichnen dieser Information auf einem Magnetband verwendet werden. Später ka ka nn es zeitlich so eingestellt werden, daß an den Stellen, die eine stärkere ItIaterialabnahme benötigen, größere Schleifdrücke ausgeübt werden.
• Die gleichen Überlegungen könnten auf das Planschleifen oder Oberflächenschleifen flacher, in versciedene Richtungen um verschiedene Beträge biegsamer Werkstücke angewandt werden.
• Sie können auch beim Konturschleifen angewandt werden, wobei die Anordnung biegsame Teile als Scheibenspindel oder Unterstützungen erfordert.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Stellung einer Konturfläche, die geringfügig von einer Zylinderfläche abweicht.
• Oftmals muß eine Bohrung hergestellt werden, die in ihrer gewünschten Gestalt geringfügig von einem echten Zylinder abweicht. Eine solche Bohrung ist in Fig. 10 gezeigt, in der der Durchmesser sich an/verschiedenen Stellen 91, 92 entlang der Achse des vjerkstücks ändert, Es kann auch notwendig sein, den Radius an Umfangsstellen,- wie bei 93, 94 in Fig. 11 gezeigt, zu variieren. Oft schließt die gewünschte Form eine Kombination beider in Fig. 10 und 11 gezeigten Formen ein.
• Diese Formen werden unter Verwendung einer in Fig. 9 gezeigten Maschine gefertigt. Zunächst wird die Bohrung zylindrisch auf eine Größe geschliffen, bei der die Konturform an den Stellen des kleinsten Radius gerade fertigbearbeitet ist. Dann wird ein Ttagnetband vorbereitet, das den Druck an der Stelle verstärkt, an der zur Erhaltung der geaünschten Konturform eine Materialabnahme notwendig ist. Das geschieht, indem das Band in die entsprechende Stellung gebracht und von Hand ein S.Iagnetsignal aufgezeichnet wird, das an dieser Stelle erforderlich ist. Unter schwierigeren Bedingungen kann ein in der Arbeitsspindel gehaltener Nocken dazu vorgesehen sein, den Taster der zum Aufzeichnen auf dem Magnetband verwendeten Paßlehre zu betätigen. Da die Schleifkraft in jedem Augenblick für jede Schleifstellung gesteuert wird, kann jde auf der Maschine mögliche Konturform hergestellt werden.
• Ein weiteres Verfahren zur Verwendung eines Magnetbandes zur Steuerung des Druckes der Schleifscheibe gegen das Werkstück ist in Fig. 12 schematisch dargestellt. Diese Figur zeigt die Elemente einer maschine ähnlich der in Fig. 9 dargestellten.
• Für die Steuerung wird in Fig. 12 ein Ein-Aus-Verfahren für den anzuwendenden Druck im Gegensatz zu dem für Fig. 9 beschriebenen Proportionalverfahren verwendet. In Fig. 12 wird ein sich um eine Achse 102 drehendes Werkstück 101 von einer durch eine Spindel 104 gehaltenen Schleifscheibe 103 geschliffen. Die Spindel 104 wird in Lagern 105 im Gehäuse 106 gehalten. Das Gehäuse 106 ist so ausgebildet, daß es durch die es stützenden Schwingfedern 108 um den Punkt 107 geschwenkt werden kann. Die Schwingfedern 108 werden vom Tisch 115 getragen, der in Führungen bewegbar ist und die Schleifen scheibe zur Durchführung des Schleifvorganks durch das v7erkstück hindurch, an es heran und von ihm weg führen kann. Ein Übertrager 109 ist elektrisch so eingerichtet, daß er das Gehäuse 106 gegen den vom Tisch 115 getragenen Anschlag 110 drückt, wenn er vom Band das "Ein"-Signal erhält, so daß die Schleifscheibe 113 sich stärker in das Werkstück 101 drückt.
• Dieser Anschlag kann so eingestellt werden, daß die Schleifscheibe während eines Arbeitsgangs eine bestimmte Materialmenge, z.B. 0-,0025 mm abträgt. Der Betrag, um den die Spindel gebogen werden müßte, um diese Materialabnahme zu ermöglichen, würde normalerweise ein Mehrfaches der Materialabnahme ausmachen, z.B. 0,05 mm, also das Zwanzigfache. Bei einer so eingestellten Maschine wird das Schleifen wir folgt durchgeführt: Die Maschine wird für einen AufzeichnunJsgang eingestellt, wobei der Tisch 115 so eingestellt wird, daß die Schleifsoheibe 103 das Werkstück gerade berührt, Jedesmal, wenn das Werkstück die Schleifsoheibe um mehr als 0,0025 mm bewegt, zeichnet die elektrische Einrichtung ein "Ein"-ignal auf dem Magnetband auf. Die elektrische Einrichtung ist so eingestellt, daß sie ein "Au3"-Signal auf dem Magnetband aufzeichnet, wenn das Werkstück um weniger als 0,0025 mm gegen die Schleifschoibe drückt. Es wird ein vollständiger Aufzeichnungsgang durchgeführt, der die "Ein"- und Aus"-Stellungen längs des gesamten Werkstücks angibt0 Dann wird ein Arbeitsgang angefangen. Die elektrische Einrichtung wird so eingestellt, daß der Übertrager 109 erregt wird, wenn das "Ein"-Signal ansteht, wenn der Übertrager 109 erregt ist, bewegt er das Gehäuse 106 gegen den Anschlag 110 und bewirkt dadurch eine Schleifkraft, die bei dieser Stellung etwa 0,0025 mtn vom Werkstück abhebt. Diese konstante Kraft wirkt SP lange, wie das Signal vom Band "Ein" anzeigt. Gibt das Band das "Aus"-Signal, so wird der übertrager 109 auer Strom gesetzt, so daß die Zugfeder 111 das Gehäuse 106 an den Endanschlag 112 zurückführt. Wenn das Gehäuse 106 am Anschlag 112 anliegt, befindet sich die Schleifscheibe in ihrer neutralen Anfangsstellung, bei der keine Schleifkraft durch dieelektrische Sinrichtung hinzugefügt wird. Wenn das Gehäuse 106 in dieser neutralen Stellung gegen den Anschlag 112 anliegt, ist die Maachine so eingestellt, daß an den Stellen, an denen das "Aus"-Signal gegeben wird, kein Schleifdruck herrscht.
• Ist der Arbeitsgang beendet, so wird ein Aufzeichnungsgang durchgeführt, ohne daß die Einstellung der Maschine für die Bohrungsgröße verändert wird. Wenn noch Stellen vorhanden sind, an denen Material in Stärke von 0,0025 mm abgenommen werden muß, so werden diese als "Sin"-Signale aufgezeichne Dann wird ein zweiter Arbeitsgang durchgeführt. Die zu snjeifende Stelle wird mit einer Schleifkraft geschliffen, die dadurch erzeugt wird, daß das Gehäuse am Ansohlag 110 anliegt.
• )?n kann mit den aufeinanderfolgenden Aufzeichnungs- und Arbeitsgängen fortfahren, bis alle Stellen, an denen ein Schleifen erforderlich ist, um die Größe zu erhalten, auf die die maschine eingestellt ist, geschliffen sind. Dann wird die Maschine vorgestellt, so daß sie eine etwas größere Bohrung in das Werkstück schleift, und der Vorgang wird wiederholt, bis die neue Größe geschliffen ist0 Durch Wiederholung dieses Vorgangs kann die Bohrung auf die gewünschte ;-röi3e Seschliffen werden, und jede geschliffene Stelle kann mit einer Toleranz von 0,0025 mm auf ihre genaue Größe geschliffen werden, Wird eine engere oder genauere Grenze gewünscht, so kann der Anschlag 110 dichter neben dem G@ -s.e 1G6 angeordnet werden, so daß der durch den Übertrager 109 bei einem "Sin"-;Sitnal vom Band hinzugefügte Schleifdruck ausreicht, nur eine geringe Menge Material, z.B. 0,00025 mm, vom werkstück abzuheben. Mit dieser neuen Einstellung wird ein ähnlicher Aufzeichnungs-und Arbeitsprozeß durchgeführt, bis die Bohrung eine Toleranz von 0,00025 mm hat. Das kann geändert werden, da innerhalb der Leistungsfähigkeit der maschine jede erforderliche Toleranz möglich ist, Sowohl das Ein-Aus-Verfahren als auch das Yroportionalverfahren haben Vor- und Nachteile, so daß die Wahl des Verfahrens von der Art -des von der Schleifmaschine zu behandelnden Werkstücks abhängt.

Claims (21)

ratentansprüche

1. Schleifmaschine mit einer Schleifscheibe, einer Vorrichtung zum Tragen der Schleifsoheibe und einer Vorrichtung zum Tragen eines werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (16, 36', 36", 80', 80") zum Anwenden von Druck zwischen dem ,Werkstück (1, 7, 32, 53, 70) und der Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 1C3) während eines zu einem Durchbiegen wenigstens einer der Tragvorrichtungen führenden Schleifvorgangs vorgesehen ist, ferner eine Vorrichtung (23, 24.1, 24a, 81, 86) zum essen und Aufzeichnen der Dicke des von dem Werkstück abzunehmenden Materials entlang der zu schleifenden LIaterialfläche, während dies unter dem Druck steht, sowie eine Vorrichtung (21, 41, 90, 110), mit der die gegen das ;Werkstück wirkende Kraft der Schleifscheibe an den verschiedenen Stellen entsprechend dem aufgezeichneten Betrag des abzutragenden Materials in Richtung auf einen Ausgleich der Durchbiegung veränderlich gesteuert wird.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung auf einem Magnetband aufgezeichnet wird.

3 Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) an einer in einem Lagergehäuse (35, 52, 76) befindlichen Spindel (34, 50, 75, 104) angebracht ist und daß eine Vorrichtung zum Verstärken des Drucks der Schleifscheibe auf das Werkstück (1, 7, 32, 53, 70) durch Schwenken des Lagergehäuses der Schleifsoheibenspindel um einen Punkt (42, 58, 77, 107) vorgesehen ist, an dem die Sch-V.enkung (bei 59) des Gehäuses im wesentlichen gleich der Durchbiegung der Schleifsoheibenspindel an der Stelle ist, an der die Schleifscheibe das werkstück berührt.

40 Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsoheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) an einer in einem schwenkbar gelagerten Lagergehäuse (35, 52, 76) befindlichen Spindel (34, 50, 75, 104) angeordnet ist, und daß eine Vorrichtung zum Verstärken des Drucks der Schleifscheibe auf das lerkstück (1, 7, 32, 53, 70) vorgesehen ist; bei der die durch Durchbiegen der Schleifscheibenspindel bewirkte Änderung der Stellung der Schleifsoheibe bezüglich des Werkstücks durch das Lagergehäuse ausgeglichen wird,

5. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) auf einer in einem Lagergehäuse (35, 52, 76) befindlichen Spindel (34, 50, 75, 104) angeordnet ist, und daß eine Vrorrichtung zum Ausgleichen jeglicher infole von Schleifdruck auftretenden winkligen Durchbiegung der Schleifsoheibenspindel vorgesehen ist, die so gebildet ist, daß sie den Winkel zwischen der Schleifscheibe und dem werkstück dadurch konstant hält, daß das liagergehäuse der Schleifsoheibenspindel geschwenkt wird,

6. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetband und ein Übertrager (58) sowie eine Vorrichtung vorgesehen ist, die jede einzelne Position der Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) bezüglich des zu schleifnden sierkstücks (1, 7, 32, 53, 70) mittels des bbertragers einer entsprechenden Position des Magnetbands zuordnet.

7. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) als Taster verwendet wird0

8. Schleifmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen ein Magnetband aufweist, das den Betrag der radialen Materialab nehme von einer im wesentlichen zylindrischen Oberfläche, die zur Fertigbearbeitung eines Werkstücks (1, 7, 32, 53, 7ù) auf die gewünschte Form geschliffen wird, aufzeichnet, wobei sich der Betrag des radial abzunehmenden Materials längs der für die Schleifscheibe vorgesehenen Bahn beim Schleifen des Werkstücks ändert.

9. Schleifmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung zum variablen Steuern der Scloleifkraft Einrichtungen (36', 36", 80', 80") aufweist, durch die das Schleifen längs eines wiederholbaren Wegs vorgenommen wird.

10. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen so angeordnet ist, daß sie das Werkstück (1, 7, )2, 53, 70) dort (bei 40) berührt, wo die infolge des Schleifdrucks beim Schleifen auftretende Formänderung des Werkstücks den geringsten Effekt auf die Meßvorrichtung hat.

11. Schleifmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ' die Vorrichtung zum essen und Aufzeichnen das Werkstück (1, 7, 32, 53, 70) im wesentlichen im rechten Winkel zu der Druckrichtung zwischen dem Werkstück (1, 7, 32, 53, 70) und der Schleifscheibe (2, 13, 103 33, 51, 74) berührt.

12. Schleifmaschine für ein Werkstück, von dem zur Erzielung einer gewünschten Form wechselnde Materialbeträge abzunehm.en sind, mit einer Schleifscheibe, die material von dem werkstück abhebt, wenn sie gegen das @erkstück gedrückt wird, Vorrichtungen zum Stützen der Schleifscheibe und des werkstücks, gekennzeichnet durch eine eine :Paf3-lehre aufweisende Vorrichtung (23, 24-, 39, 40, 81) zum Aufzeichnen des Betrags, um den von den versc?iedenen Stellen des Werkstücks (1, 7, 32, 53, 70) Laterial abgenommen werden muß, und eine auf die Aufzeichnung ansprechende Vorrichtung (21, 41, 90, 109), dic die gegen das Werkstück wirkende Kraft der Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) verändert und steuert.

13. Schleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch glkennzeichnet, daß die Paßlehre einen an das )Jerkstück angreifender: Taster (24, 40) aufweist.

14. Schleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) die Paßlehre (81) betätigt.

15. Schleifmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (21, 41, 90, 109) zum Verstärken des Drucks zwischen der Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) und dem Werkstück (1,7, 32, 53, 70).

16o Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck vorausbestimmbar ansteigt.

17. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Tragen der Schleifscheibe (2, 13, 33, 51, 74, 103) eine sich biegende Spindel (34, 50, 75, 104) und eine Schwenkeinrichtung (18, 19, 37, 38, 78, 79, 108) für diese Spindel aufweist, so daß eine Winkeländerung an der Schwenkeinrichtung eine Änderung des Schleifdrucks bewirkt,

18. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (18, 19, 37, 38, 78, 79, 108) ein Schwenken um einen Punkt (42, 77, 107) entlang der Achse (73, 102) der Schleifscheibenspindel bewirkt, wobei die zum Ändern des Schleifdrucks verwendete Schwenkung (bei 59) im wesentlichen gleich der winkligen Durchbiegung der Spindel an der Stelle ist, an der die Schleifscheibe das Werkstück berührt.

19. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 12 his 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (42, 77, 107) der Schwenkeinrichtung (18, 19, 37, 38, 78, 79, 108) sich an einer Stelle befindet, die derart ausgewählt ist, daß die Winkelstellung zwischen Schleifscheibe und Werkstück ein Minimum wird, während sich der Sohlei£-druck durch Schwenken der Spindel (34, 50, 75, 104) verändert0

20. Schleifmaschine für ein Werkstück, von dem zur Erzielung einer gewünschten Form Material abzunehmen ist, mit einer Schleifscheibe, die X,Iaterial von dem Werkstück abhebt, wenn sie gegen das Werkstück gedrücktrwird, sowie Vorrichtunen zum Stützen der Schleifscheibe und des Werkstücks, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, mittels der die Schleifscheibe (2, 13, 93, 51, 74, 103) an das Werkstück (1, 7, 32, 53, 70) geführt wird, eine Vorrichtung (23, 24, 39, 40, 81) mit einer aßlehre, mit der während eines Arbeitsgangs eine infolge der Durch biegung auftretende Kraft aufgezeichnet wird, die auftritt, wnn die Schleifscheibe so eingestellt ist, daß die gewünschte Gestalt erhalten wird, wenn keine Durchbiegung auftritt, sowie eine Vorrichtung (28, 28', 88) zum Verstärken der verschiedenen Drücke der Schleifscheibe gegen das Werkstück proportional zu den verschiedenen während eines Schleifgangs aufgezeichneten Biegekräften.

21. Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks auf ein vorbestimmtes Maß mittels einer Schleifmaschine, wobei das Werkstück und/oder die Schleifscheibe derart beweglich gelagert sind, daß der Anpreßdruck zwischen ihnen während des Schleifvcrgangs verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck nach einem Soll-/lstwert-Vergleich bis zur Übereinstimmung von Sollwert und Istwert u derart verändert wird, daß der Anpreßdruck etwa proportional mit der Abweichung Sollwert/lstwert wächst oder daß lediglich an den Bearbeitungsstellen ein vorbestimmter, etwa konstanter Anpreßdruck ansewendet wird, an denen die Abweichung Sollwert/Istwert ein vorgestimmtes Maß überschreitet.

L e e r s e i t e