DE2346111C3

DE2346111C3 - An einer Schleifmaschine angeordnete Aufspann- und Teileinrichtung für Kugelnaben oder dergleichen zum Schleifen ihrer Zylinderringnuten

Info

Publication number: DE2346111C3
Application number: DE2346111A
Authority: DE
Inventors: Heinz Ditzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-09-13
Filing date: 1973-09-13
Publication date: 1978-06-08
Also published as: IT1021297B; DE2346111B2; FR2243782A1; SE393553B; JPS5076673A; SE7411494L; BR7407604D0; DE2346111A1; US3934378A; FR2243782B1; GB1480238A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine an einer Schleifmaschine angeordnete Aufspann- und Teileinrichtung für Kugelnaben oder dergleichen zum Schleifen ihrer Zylinderringnuten mii. den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Diese Kugelnaben werden namentlich im Kraftfahrzeugbau anstelle der bisher üblichen Kreuzgelenke verwendet, da sie ohne Schwierigkeiten eine größere Abwinkelbarkeit der miteinander verbundenen Wellen zulassen. Bei einer bereits dem Stand der Technik zuzurechnenden Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 werden die während des Schleifens gespannten Kugelnaben jeweils nach der Bearbeitung einer Ringnut zum Schleifen der folgenden Ringnut mittels einer Fortschalteinrichtung automatisch um den jeweiligen Teiler gedreht, wobei die Aufspann- und Teileinrichtung für die Dauer des gesamten Bearbeitungsvorganges geschlossen bleibt. Dabei ergab der bisher verwendete Werkstückhalter in Verbindung mit 5ü den Werkstückspannelementen häufig nicht die heutzutage bei Kugelnaben geforderte Bearbeitungsgenauigkeit, was zu einem Ausschuß bis zu 10% führte.

Aus der US-PS 22 89 683 ist weiterhin eine Aufspannvorrichtung für Kugelnaben bekannt, die ein Schleifen &> der Zylinderringnuten ermöglicht und bei welcher die Kugelnabe zwischen einem die Kugelnabe über einen Zapfen aufnehmenden Bodenteil und einem aufklappbar in diesem angelenkten Kopfteil eingespannt ist. Das Kopfteil nimmt einander entgegengesetzt liegend zwei ⁶:> Rastorgane federnd nachgiebig auf, die zum Ausrichten der Kugelnabe in zwei Ringnuten eingreifen. Diese Kugelnaben haben in der Regel gleichmäßig über den Umfang verteilt sechs Zylindernuten, die somit um jeweils 60° voneinander entfernt sind.

Bei der bekannten Aufspannvorrichtung muß diese nach dem Schleifen von zwei einander gegenüberliegenden Zylinderringnuten geöffnet und von Hand um 60° verdreht werden, was umständlich und zeitraubend ist.

Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Werkstückhalter in Verbindung mit der Werkstückaufnahme und den Werkstückgegenhalter so auszubilden, daß die Bearbeitung der Werkstückteile hinsichtlich der Genauigkeit und der Maßhaltigkeit den heutzutage gestellten Anforderungen gerecht wird.

Die Erfindung betrifft eine an einer Schleifmaschine angeordnete Aufspann- und Teileinrichtung für Kugelnaben oder dergleichen zum Schleifen ihrer Zylinderringnuten, die aus einer das Werkstück auf der Kugelmantelfläche erfassenden, umlaufend antreibbaren Werkstückaufnahme, einem gegen das Werkstück zustellbaren Werkstückgegenhalter, einem zwischen der Werkstückaufnahme und dem Werkstückgegenhalter angebrachten Werkstückhalter und aus einer Einrichtung zum Weiterdrehen des von der Aufspanneinrichtung aufgenommenen Werkstücks nach dem Schleifen einer Nut um den jeweiligen Teiler besteht. Erfindungsgemäß hat der Werkstückhalter zwei entgegengesetzt gerichtete, zur Drehachse der Werkstückaufnahme parallel verlaufende Achsschenkel, die in Bohrungen der Werkstückaufnahme bzw. des Werkstückgegenhalters geführt sind und einen quer zur Drehachse der Werkstückaufnahme gerichteten, in die Werkstückbohrung einschiebbaren Stirnzapfen. Außer-

dem hat der Werkstückhalter neben dem Stirnzapfen mit diesem verbundene parallel zur Drehachse der Werkstückaufnahme verlaufende Anlageflächen zum stirnseitigen Abstützen des Werkstücks, uiid es sind in der Werkstückaufnahme drei Werkstückanlagestücke parallel nebeneinanderliegend und nachgiebig geführt gelagert, wobei ferner der Werkstückgegenhalter einen Einsatz mit vier Werkstückanlagebacken hat.

Die erfindungsgemäße Aufspann- und Teileinrichtung gestattet ein genaues, positionsgerechtes Einspannen ι ο und Weiterschalten des Werkstücks in der Teileinrichtung, was zu einer hohen Maßhaltigkeit in Ausbildung der Zylinderringnuten und ihrer Anordnung auf dem Werkstück führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die neue Aufspann- und Teilvorrichtung ist nachstehend anhand der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei^t

Fig. 1 und 2 zwei um 90° gegeneinander verdrehte Achsenschnitte,

F i g. 3 und 4 zwei Einzelheiten in größerem Maßstab, F i g. 5 und 6 zwei Teilschnitte und

F i g. 7 einen Teilschnitt einer abgewandelten Ausführungsform.

Zwischen dem Spindelstock und dem Reitstock einer sonst bekannten Werkzeugmaschine sind eine Werkstückaufnahme 3 und ein Werkstückgegenhai ier 5a eingespannt. Zwischen diesen beiden Teilen ist ein Werkstückhalter 5 angeordnet, der mit zwei entgegengesetzten Achsschenkeln 4, 6 in entsprechenden Bohrungen 2, 7 der Werkstückaufnahme 3 und des Werkstückgegenhalters 5a geführt ist. Ein Werkzeug X, etwa eine Schleifscheibe, dient zur Feinstbearbeitung der Zylinderringnuten der Kugelnabe 1. Das Werkstück 1 besteht aus einsatzgehärtetem Stahl. Nach dem Einsetzen in das Werkstück 1 zwischen den beiden Teilen 3 und 5a vorzentriert gehalten.

Die Werkstückaufnahme 3 und der Werkstückgegenhalter 5a berücksichtigen bereits die bei der Bearbeitung des Werkstücks einzuhaltende Exzentrizität. Der in der Bohrung 2 der Werkstückaufnahme 3 gehaltene Achsschenkel 4 des Werkstückhalters 5 sowie der in dem Werkstückgegenhalter 5a geführte Achsschenkel 6 sorgen dabei für eine Vorausrichtung der Kugelnabe 1. Die beiden Achsschenkel 4,6 sind achsgleich zueinander ausgerichtet und geläppt. Der Werkstückhalter 5 ist zwischen den beiden Achsschenkeln 4,6 etwa U-förmig ausgebildet und trägt auf dem Steg des U-förmigen Teils einen Stirnzapfen 7a.

In einer Sackbohrung 8 des Stirnzapfens 7a ist ein Schieber 5b entgegen der Wirkung einer Feder 16, die in der Sackbohrung 8 untergebracht ist, verschiebbar geführt. Der Schieber Sb hat einen Endkragen 9, der zunächst konisch abfällt und dann radial zu dem SS Schieber Sb ausläuft. Der Endkragen 9 hat die Form eines Achsenkreuzes 10, wobei die Arme radial auslaufen. Der Stirnzapfen Ta ist am Ende mit einem radialen Flansch U versehen, der vier über Kreuz gestellte Durchbohrungen 12 hat. Die Durchbohrungen 12 sind an dem dem Stirnzapfen 7a zugekehrten Ende auf einen kleineren Durchmesser 13 abgesetzt. Sie sind von den über Kreuz gestellten Armen des Schiebers 5b unterfaßt. In den Durchbohrungen 12, 13 sind mit Bundringen 14 versehene Hartmetallstopfen 15 geführt. Die Bundringe 14 der Stopfen 15 bestimmen dabei einen freien Raum zwischen dem Radialflansch 11 und dem Achsenkreuz 10. Dieser freie Raum ist mit öl auseefüllt.

Auch der Raum zwischen dem Achsenkreuz 10 und dem Werkstückhalter 5a ist mit öl ausgefüllt Durch die Feder 16 ist der Schieber Sb in einer Anlagestellung an den Bundringen 14 gehalten. Die Hartmetallstopfen 15 sind abgedichtet in den Bohrungen 12,13 geführt

Durch den Stirnzapfen 7a ist ein auf ihn aufgeschobenes Werkstück 1 bei gleichzeitiger Anlage an dem Stopfen 15 vorzentriert gehalten. Der auf dem Reitstock der Werkzeugmaschine sitzende Werstückgegenhalter 5a ist an der dem Werkstück zugekehrten Seite mit einem Einsatz 18 versehen. Der Werkstückgegenhalter 5a ist in Achsrichtung des Werkstücks hin und her verschiebbar. Er wird zum Einlegen des Werkstücks 1 ausgefahren und nach dessen Einlegen in die aus der F i g. 1 ersichtliche Arbeitsstellung verbracht

Der Werkstückaufnehmer 3 nimmt in paralleler Anordnung drei Zylinderstücke 19,20,21 auf, die an der dem Werkstück 1 abgekehrten Seite auf einen kleineren Durchmesser abgedreht sind. Die Zylinderstücke 19,20, 21 sind in zwei hiniereinander liegenden Büchsen 22, 23 der Werkstückaufnahme 3 verschiebbar geführt. Ihre dem Werkstück 1 zugekehrten Stirnflächen sind mit Hartmetall bestückt. Diese Stirnflächen folgen dabei der Umrißlinie des Werkstücks 1. Sie legen sich dabei auf eine der bereits bearbeiteten Kugelflächen des Werkstücks 1 an. Die beiden äußeren Zylinderstücke 19, 21 sind durch eine Wickelfeder 24 belastet, die zwischen einer Innenhülse 25 der Werkstückaufnahme 3 und ihnen eingespannt ist. Das mittlere Zylinderstück 20 ist begrenzt axial verschiebbar in der Büchse 22 durch eine Langloch-Stiftverbindung 26, 27 geführt und durch einen Bund 28 einer Steuerstange 29 verstellbar. Das Zylinderstück 20 ist dabei ständig in Anlage an dem Werkstück 1 gehalten. Die Steuerstange 29 löst durch Enddruck die Maschinensicherung aus und gibt die Aufspann- und Teileinrichtung zum Arbeiten frei.

Der Werkstückgegenhalter 5a hat in einer Längsbohrung 30 einen entgegen der Wirkung einer Feder 31 verschiebbaren Stift 32, der einen einstellbaren Endanschlag 33 hat Der Stift 32 trägt einen radial vorstehenden Mitnehmeranschlag 34, der mit einer Nase 35 in einer Aussparung 36 eines Schiebers 37 eingreift. Der Schieber 37 ist in einer Bohrung 37a des Werkstückgegenhalters 5a geführt. Bei Betätigung dss Stiftes 32 und des von ihm mitgenommenen Schiebers 37 wird zufolge der gegenseitigen Anordnung dieser Teile der Schieber 37 gegen das Werkstück 1 verschoben und leitet dabei dessen Verdrehen um den Stirnzapfen 7a ein. Diese Drehbewegung ist kleiner als 60°. Die Werkstückaufnahme 3 trägt einen im Winkel von 60° zur Drehachse des Werkstücks 1 ausgerichteten Raststift 38, der durch eine Feder (jiicht dargestellt) belastet ist. Die Kappe des Raststiftes 38 ist mit einer Hartmetallauflage 39 versehen. Die Hartmetallkappe 39 ist leicht exzentrisch zu der Achse des Raststiftes 38 ausgerichtet, so daß beim Verdrehen des Raststiftes 38 durch den mit ihr gekuppelten Mikrometer-Schneckentrieb der Raststift 38 genau ausgerichtet werden kann und hiernach auch das Werkstück 1 dementsprechend verstellt. Der Raststift 38 ist durch eine exzentrische Mikrometerschraube feinsteinstellbar und kann dabei um Bogensekunden feinsteingestellt werden. Durch den Raststift 38 wird somit das Werkstück 1 genau fluchtend ausgelichtet.

An der dem Werkstück 1 zugekehrten Stirnseite hat der Werkstückgegenhalter 5a einen Einsatz 18 mit vier paarweise einander gegenüberliegenden Hartmetalleinsätzen 40. Diese Hartmetalleinsätze 40 sind Hen

bereits bearbeiteten Kugelflächen des Werkstücks 1 zugeordnet. Diese beiden Kugelflächen schließen dabei eine dritte Kugelfläche zwischen sich ein.

Zum Bearbeiten wird das Werkstück 1 auf den Stirnzapfen Ta des Werkstückhalters 5 aufgeschoben. Die zwei Zylinderstücke 19, 21 können dabei entgegen der sie belastenden Feder 24 nachgeben. Das mittlere Zylinderstück 20 wird durch die Büchse 23, die Langloch-Stiftverbindung 26, 27 und die Steuerstange 29 ausgerichtet und dabei an dem Werkstück ! gehalten. Die Hartmetallauflager 40 des Einsatzstückes 18 legen sich dabei auf der Gegenseite des Werkstücks an zwei Kugelflächen an und sorgen dabei für eine feste Anlage und Ausrichtung des Werkstücks 1. Die fluchtende Ausrichtung des Werkstücks 1 wird durch den Raststift 38, 39 bewirkt, wobei die exzentrische Mikrometereinstellung eine Feinsteinstellung ermöglicht. Es werden dann gleichzeitig die beiden normal zur Drehachse des Werkstücks 1 liegenden Zylinderringnuten bearbeitet.

Am Ende des ersten Ausganges werden die beiden Schleifscheiben zurückgezogen, so daß sie die Aufspanneinrichtung freigeben. Die Maschine wird abgestellt und der Gegenhalter 5a wird so weit nach rechts abgezogen, daß das Werkstück 1 zum Verdrehen frei liegt. Der Stift 33 wird entgegen der Wirkung der ihn belastenden Feder 31 nach links verschoben und nimmt durch den Mitnehmeranschlag 34 den Schieber 37 mit. Der Schieber 37 kommt an einer der Kugelflächen des Werkstücks 1 zur Anlage und verdreht das Werkstück 1 über den Bereich seines Hubweges. Die Verdrehung des Werkstücks liegt dabei etwas unter 60°. Durch die beim Verdreher ankommende nächste Zylinder-Ringfläche des Werkstücks 1 wird der Raststift 38 entgegen der Wirkung der ihn belastenden Feder zurückgeschoben und fällt dann in diese Zylinderringnut des Werkstücks 1 ein. Durch das Wiedereinfahren des Raststifts 38 in die Zylinderringnut wird das Werkstück genau um 60° verdreht und dann durch die Verstelleinrichtung des Raststiftes 38 genau ausgerichtet.

Die Hartmetallstopfen 15 des Stirnzapfens 7a richten das Werkstück 1 parallel zur Bearbeitungsebene aus.
Die verschiedenen Hartmetallstopfen sind zuvor auf

ίο das genaue Maß abgerichtet worden. Die Hartmetallstopfen, die kaum einem Verschleiß unterliegen, verbürgen dabei das genaue Ausrichten des Werkstücks und der Aufspannvorrichtung und geben diesem eine lange Gebrauchsdauer.

Bei der Abwandlung nach der Fig. 7 sitzt auf dem Stirnzapfen 7a ein durch eine Feder 41 in einem Sackloch 42 des Stirnzapfens 7a belasteter Schieber 43, der an dem dem Fuß des Stirnzapfens 7a zugekehrten Ende einen Ringflansch 44 hat. Der Ringflansch 44 des Schiebers 43 nimmt in vier Gewindebohrungen 45 je einen Schraubstopfen 46 auf. Die Schraubstopfen 46 sitzen auf Bolzen 47, die am Ende Bundringe 48 haben. Die Bolzen 47 sind in entsprechend abgesetzten Bohrungen 49 des Werkzeughalters 5a geführt.

Gegebenenfalls können den Schraubstopfen 46 an den Stirnenden noch Hartmetallauflagen zugeordnet sein.

Die Werkstückaufnahme 3 trägt noch einen Ausrichthebel 50, der sich in der Arbeitsstellung vor das auf dem Stirnzapfen 7a aufgesteckte Werkstück 1 legt und dieses beim Ausrichten und Zentrieren unterstützt.

Alle Teile der Aufspann- und Teileinrichtung sind aus hochwertigem Stahl gefertigt, der gegebenenfalls noch an den in Betracht kommenden Stellen gehärtet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. An einer Schleifmaschine angeordnete Aufspann- und Teileinrichtung für Kugelnaben oder dergleichen zum Schleifen ihrer Zylinderringnuten, bestehend aus einer das Werkstück auf der Kugelmantelfläche erfassenden, umlaufend antreibbaren Werkstückaufnahme, einem gegen das Werkstück zustellbaren Werkstückgegenhalter, einem zwischen Werkstückaufnahme und Werkstückge- ι ο genhalter angebrachten Werkstückhalter und aus einer Einrichtung zum Weiterdrehen des von der Aufspanneinrichtung aufgenommenen Werkstücks nach dem Schleifen einer Nut um den jeweiligen Teiler, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (5) zwei entgegengesetzt gerichtete, zur Drehachse der Werkstückaufnahme (3) paraüel verlaufende Achsschenkel (4, 6) die in Bohrungen (2, 7) der Werkstückaufnahme (3) beziehungsweise des WerkstückgegenhaJters (5a) geführt sind, und einen quer zur Drehachse der Werkstückaufnahme (3) gerichteten, in die Werkstückbohrung einschiebbaren Stirnzapfen (7a) aufweist, neben dem mit diesem verbundene parallel zur Drehachse der Werkstückaufnahme (3) verlaufende Anlageflächen (15) zum stirnseitigen Abstützen des Werkstücks (1) angeordnet sind, daß in der Werkstückaufnahme (3) drei Werkstückanlagestük ke (19, 20, 21) parallel nebeneinanderliegend und nachgiebig geführt gelagert sind, und daß der Werkstückgegenhalter (5a) einen Einsatz (18) mit vier Werkstückanlagebacken (40) aufweist.

2. Aufspann- und Teileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Werkstück-Anlagestücke (19,21) der Werkstückaufnahme (3) durch eine Feder (24) belastet sind und das mittlere Werkstück-Anlagestück (20) durch eine Langloch-Stiftverbindung (26, 27) in Achsrichtung begrenzt verschiebbar und durch eine Steuerstange (28) verstellbar ist.

3. Aufspann- und Teileinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagekanten (40) des Einsatzstücks (18) des Werkstückgegenhalters (Sa) mit Hartmetallauflagen versehen sind und die Anlageflächen (15) im Bereich des Stirnzapfens (Ta) von einem Flansch (11) am Stirnzapfen (7a) aufgenommen und an diesem nachgiebig geführt sind.

4. Aufspann- und Teileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (15) im Bereich des Stirnzapfens (7a) rückseitig Bundringe (14) aufweisen, die den Flansch (11) des Stirnzapfens (7a) hintergreifen und auf denen Radialarme (9) eines in dem Stirnzapfen (Ja) entgegen Federwirkung (16) verschiebbaren Schiebers (5b) abgestützt sind, wobei der durch die Bundringe (14) bestimmte Raum sowie ein hinter den Radialarmen (9) belassener Raum mit öl angefüllt sind.

5. Aufspann- und Teileinrichtung nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnzapfen (7a)von einer Schieberkappe (43) überdeckt ist, die Schieberkappe (43) durch eine in dem Stirnzapfen (7a) angeordnete Feder (41) belastet ist und einen Flanschkragen (44) besitzt, der in Gewindebohrungen Achszapfen (45) von Bolzen (46) aufnimmt, die in Bohrungen (47) des Werkstückhalters (5) geführt sind.