DE2501322A1

DE2501322A1 - DEVICE FOR GRINDING BALLS

Info

Publication number: DE2501322A1
Application number: DE19752501322
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Current assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Priority date: 1975-01-15
Filing date: 1975-01-15
Publication date: 1976-11-04
Also published as: FR2297694A1; DE2501322B2; ATA111875A; FR2297694B1; AT335876B

Description

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch PatentanwälteAndrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch patent attorneys Diplom-PhysikerPhysicist Dr. Walfer AndrejewskiDr. Walfer Andrejewski Diplom-IngenieurGraduate engineer Dr.-lng. Manfred HonkeDr.-lng. Manfred Honke Diplom-IngenieurGraduate engineer Hans Dieter GesthuysenHans Dieter Gesthuysen Diplom-PhysikerPhysicist Dr. Karl Gerhard MaschDr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte:Lawyer file:

45 I5I/D0-45 I5I / D0-

43 Essen 1, Theaterplatz 3, Posff.78943 Essen 1, Theaterplatz 3, Posff. 789

15. Dezember 197415th December 1974

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung Maschinenfabrik Ernst Thielenhaus Wuppertal-Barmen, Schwesterstr. 50Patent and utility model registration for Maschinenfabrik Ernst Thielenhaus Wuppertal-Barmen, Schwesterstr. 50

Vorrichtung zum Schleifen von KugelnDevice for grinding balls

Zusatz zu Patent .......(Patentanmeldung P 16 52 116.7-14)Addendum to patent ....... (patent application P 16 52 116.7-14)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schleifen von Kugeln, bestehend aus einer drehangetriebenen Werkstückaufnahme mit einem Lager für einen der zu bearbeitenden Kugel zugeordneten Anschlußzapfeη und aus einer der Werkstückaufnahme ungefähr senkrecht zur Längsachse der Werkstücke zugeordneten topfförmigen Stirnschleifscheibe. Im Hauptpatent ist eine solcheThe invention relates to a device for grinding balls, consisting of a rotationally driven workpiece holder with a bearing for a connecting pin assigned to the ball to be machined and from one of the workpiece holder cup-shaped face grinding wheel assigned approximately perpendicular to the longitudinal axis of the workpieces. There is one in the main patent

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Vorrichtung zum Schleifen von mit angeformten Anschlußzapfen versehenen Kugeln beschrieben, wobei die Werkstückaufnahme eine Lagerbuchse für den an die Kugel angeformten Anschlußzapfen aufweist. Im Hauptpatent ist geschützt, daß die Werkstückaufnahme neben der Lagerbuchse eine mit einer Umfangsnut versehene, um ihre Längsachse frei drehbar gelagerte Zentrierwalze und eine parallel zur Längsachse der Zentrierwalze angeordnete Antriebswalze aufweist, daß die Lagerbüchse um eine parallel zu der von den Achsen der Zentrierwalze und der Antriebswalze gebildeten Ebene liegende und zur Achse des Anschlußzapfens orthogonal verlaufende Achse schwenkbar ist, daß der Spalt zwischen der Zentrierwalze und der Antriebswalze kleiner als der Durchmesser der zu bearbeitenden Kugel ist und daß die Drehrichtung der Antriebswalze so gewählt ist, daß die Kugel in den Spalt gezogen wird. Dabei ist zweckmäßiger Weise der Spalt zwischen der Zentrierwalze und der Antriebswalze einstellbar und die Umfangsnut durch Zusammensetzen der Zentrierwalze aus zwei kegelstumpfförmigen Hälften gebildet. - Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent hat sich in hohem Maße bewährt. Werden auf der Vorrichtung nach dem Hauptpatent Kugeln bearbeitet, so zeigen die bearbeitenden Kugeln sowohl extreme Rundheit, d. h. eine sehr exakte geometrische Form als auch hohe Oberflächengüte. Der SchleifVorgang kann dabei als einfaches Schleifen und als Feinschleifen im Sinne einer Superfinischbearbeitung, auch mehrstufig von einem Grobschleifen bis zu einem Feinschleifen, ausgeführt werden.Device for grinding provided with molded connecting pins balls described, wherein the workpiece holder a Has bearing bush for the connecting pin molded onto the ball. In the main patent it is protected that the workpiece holder in addition to the bearing bush a provided with a circumferential groove to has its longitudinal axis freely rotatably mounted centering roller and a drive roller arranged parallel to the longitudinal axis of the centering roller, that the bearing bush by a parallel to that of the plane formed by the axes of the centering roller and the drive roller and extending orthogonally to the axis of the connecting pin Axis is pivotable that the gap between the centering roller and the drive roller is smaller than the diameter of the is to be machined ball and that the direction of rotation of the drive roller is chosen so that the ball is pulled into the gap. The gap between the centering roller and the drive roller is expediently adjustable and the circumferential groove is through Assemble the centering roller formed from two frustoconical halves. - The device according to the main patent has has proven itself to a high degree. If balls are processed on the device according to the main patent, the processing balls show both extreme roundness, d. H. a very exact geometric shape as well as high surface quality. The grinding process can be used as a simple grinding and fine grinding in the sense of superfinishing, can also be carried out in several stages from rough grinding to fine grinding.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent so weiter auszubilden, daß auch Kugeln bearbeitet werden können, die keinen angeformten Anschlußzapfen sondern vielmehr eine Bohrung aufweisen, die auf einen Zapfen aufgesetzt werden kann. Es kann sich dabei um Vollkugeln und um Hohlkugeln handeln.The invention is based on the object of the device to train the main patent so that balls can be processed that do not have an integrally formed connecting pin but rather have a bore that can be placed on a pin. It can be solid or hollow spheres Act.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von Kugeln, bestehend aus einer drehangetriebenen Werkstüekaufnahme mit einem Lager für einen zu bearbeitenden der Kugel zugeordneten Anschlußzapfen und aus einer der Werkstückaufnahme ungefähr senkrecht zur Längsachse der Werkstücke zugeordneten topfförmigen Stirnschleifscheibe. Dabei ist nach der Lehre des Hauptpatentes die Anordnung zunächst so getroffen, daß die Werkstückaufnahme neben dem Lager für den der Kugel zugeordneten Anschlußzapfen eine mit einer Umfangsnut versehene, um ihre Längsachse frei drehbar gelagerte Zentrierwalze und eine parallel zur Längsachse der Zentrierwalze angeordnete Antriebswalze aufweist, daß das Lager für den der Kugel zugeordneten Anschlußzapfen um eine parallel zu der von den Achsen der Zentrierwalze und der Antriebswalze gebildeten Ebene liegende und zur Achse des Anschlußzapfens orthogonal verlaufende Achse schwenkbar ist, daß der Spalt zwischen der Zentrierwalze und der Antriebswalze kleiner als der Durchmesser der zu bearbeitenden Kugel ist, während die Drehrichtung der Antriebswalze so gewählt ist, daß die Kugel in den Spalt gezogen wird. Die Lehre der Erfindung besteht nach der vorstehend bereits beschriebenen Abwandlung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent darin, den Anschlußzapfen als Teil der Werkstückaufnahme auszuführen und die zu bearbeitenden Kugeln auf diesen Anschlußzapfen mit einer Bohrung aufzusetzen. Handelt es sich um eineThe invention relates to a device for grinding balls, consisting of a rotationally driven workpiece holder with a Bearing for a connecting pin assigned to the ball to be machined and from one of the workpiece holders approximately perpendicularly cup-shaped face grinding wheel assigned to the longitudinal axis of the workpieces. According to the teaching of the main patent, the arrangement is initially made so that the workpiece holder next to the bearing for the connecting pin associated with the ball provided with a circumferential groove, freely rotatably mounted about its longitudinal axis centering roller and one parallel to the longitudinal axis of the Centering roller arranged drive roller has that the bearing for the connecting pin assigned to the ball by a parallel to the plane formed by the axes of the centering roller and the drive roller and orthogonal to the axis of the connecting pin extending axis is pivotable that the gap between the centering roller and the drive roller is smaller than the diameter the ball to be machined, while the direction of rotation of the drive roller is chosen so that the ball is drawn into the gap will. According to the modification of the device according to the main patent already described above, the teaching of the invention consists in the connection pin as part of the workpiece holder execute and place the balls to be processed on this connecting pin with a hole. Is it a

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Hohlkugel, so liegen im allgemeinen zwei Bohrungen, die von dem Anschlußzapfen durchfaßt werden, einander diametral gegenüber. Der Anschlußzapfen kann lose oder fest Teil der Werkstückaufnähme sein. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zu bearbeitende Kugel in den Spalt zwischen Zentrierwalze und Antriebswalze gezogen wird, erfährt eine zu bearbeitende Kugel beim Schleifen gleichsam von selbst eine Zentrierung.Toleranzen zwischen Anschlußzapfen und Kugel wirken sich daher nicht nachteilig auf die Genauigkeit der Bearbeitung aus. Im Ergebnis wird nach wie vor eine ausgezeichnete geometrische Genauigkeit bei hoher Oberflächengüte erreicht.Hollow ball, so are generally two bores through which the connecting pin passes, diametrically opposite one another. The connecting pin can be a loose or fixed part of the workpiece receptacle be. Since in the device according to the invention a ball to be machined into the gap between the centering roller and the drive roller is drawn, a ball to be machined experiences centering of its own accord during grinding. Tolerances between connecting pins and ball therefore do not adversely affect machining accuracy. The result is still a excellent geometric accuracy with high surface quality achieved.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation

Pig» 1 perspektivisch eine erfindungsgemäße VorrichtungPig »1 shows a device according to the invention in perspective

Fig. 2 in gegnüber der Fig. 1 wesentlich vergrößerter Darstellung eimern Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,FIG. 2 in a substantially enlarged illustration compared to FIG. 1 shows a section in the direction A-A through the object Fig. 1,

Fig. 5 im Maßstab der Fig. 2 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 1,5 on the scale of FIG. 2, a section in the direction B-B the object of Fig. 1,

Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach Fig. 2, und4 shows a schematic representation of a section in the direction C-C through the article of Fig. 2, and

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Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Pig. J5 mit einer Hohlkugel.5 shows a section from the article according to Pig. J5 with a Hollow sphere.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Oberflächenbearbeitung von auf einen Anschlußzapfen 1 aufgesteckten Kugeln 2. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus der Werkstückaufnahme 5 bis 8 mit Antrieb und der Werkstückaufnahme zugeordnetem, auf die Kugel aufsetzbarem Werkzeughalter 3 mit Werkzeug in Form eines Bearbeitungssteines 4. Die Werkstückaufnahme besteht, wie insbes. die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, zunächst aus einem Lager 5 mit dem darin gelagerten Anschlußzapfen 1, einer mit Zentriernut 6 versehenen Zentrierwalze 7 und einer Antriebswalze 8 für die Kugel 2. Die Antreibswalze 8 ist nach Art eines Spindelstocks gelagert und wird über Keilriemen oder dergleichen bei 9 angetrieben. Das Werkzeug ist erfindungsgemäß als angetriebene, um ihre Achse rotierende und auf die Kugel aufsetzbare topfförmige Stirnschleifscheibe 4 ausgeführt. Aus der Tatsache, daß die Stirnschleifscheibe 4 auf die Kugel 2 aufsetzbar ist, folgt, daß der Durchmesser der Kugel größer ist als der Innendurchmesser der Stirnschleifscheibe 4. Zentrierwalze 7 und Antriebswalze 8 bilden zwischen sich einen Spalt 10, in dem auf Antriebswalze und Zentrierwalze 7 die zu bearbeitende Kugel 2 aufliegt. Der Spalt 10 zwischen der Zentrierwalze 7 und der Antriebswalze 8 ist kleiner als der Durchmesser der zu bearbeitenden Kugel 2. Die Drehrichtung der Antriebswalze 8 ist so gewählt, daß die vonThe device shown in the figures is used for the surface treatment of a connector pin 1 attached Balls 2. The device according to the invention consists in their Basic structure from the workpiece holder 5 to 8 with drive and the workpiece holder assigned to the ball attachable tool holder 3 with tool in the form of a machining stone 4. As can be seen in FIGS. 2 and 3 in particular, the workpiece holder initially consists of a bearing 5 with the connecting pin 1 stored therein, one with a centering groove 6 provided centering roller 7 and a drive roller 8 for the ball 2. The drive roller 8 is in the manner of a headstock stored and is driven by a V-belt or the like at 9. The tool is according to the invention as a driven to its axis rotating and placed on the ball cup-shaped face grinding wheel 4 executed. From the fact that the End grinding wheel 4 can be placed on the ball 2, it follows that the diameter of the ball is greater than the inner diameter of the face grinding wheel 4. Centering roller 7 and drive roller 8 form between them a gap 10 in which the ball 2 to be machined rests on the drive roller and centering roller 7. Of the Gap 10 between the centering roller 7 and the drive roller 8 is smaller than the diameter of the ball to be machined 2. The direction of rotation of the drive roller 8 is chosen so that that of

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der Antriebswalze 8 auf die Kugel 2 wirkende Reibungskraft die Kugel 2 in den Spalt 10 zieht. Das ist in Fig. 4 durch Pfeile 11, 12, 15 angedeutet worden. Obwohl grundsätzlich die Möglichkeit besteht, sowohl die Antriebswalze 8 als auch die Zentrierwalze 7 anzutreiben, zeigt das Ausführungsbeispiel die besonders einfache Ausführungsform, bei der lediglich die Antriebswalze 8 angetrieben und die Zentrierwalze 7 also über die Kugel 2 nur mitgeschleppt ist.the frictional force acting on the ball 2 of the drive roller 8 pulls the ball 2 into the gap 10. This is in Fig. 4 by arrows 11, 12, 15 have been suggested. Although basically the possibility consists of driving both the drive roller 8 and the centering roller 7, the embodiment shows the particularly simple embodiment in which only the drive roller 8 is driven and the centering roller 7 is only dragged along via the ball 2 is.

Um die zu bearbeitende Kugel 2 in dem Spalt 10 auf Antriebswalze 8 und Zentrierwalze 7 aufzulegen, ist das Lager 5 für den der Kugel 2 zugeordneten Anschlußzapfen 1 um eine parallel zu der von den Achsen der Zentrierwalze 7 und der Antriebswalze 8 gebildete Ebene liegende und Anschlußzapfens orthogonale Achse 14 schwenkbar, so daß dadurch die Kugel 2 in den Spalt 10 zwischen Zentrierwalze 7 und Antriebswalze 8 einschwenkbar ist. Der Abstand zwischen Zentrierwalze7und Antriebswalze 8 kann einstellbar sein. Im übrigen ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Zentrierwalze 7 aus zwei Halbwalzen 7&> 7b mit Trennung im Grund der Zentriernut 6 zu einer diaboloförmigen Walze zusammengesetzt. Auch der Werkzeughalter 3 kann schwenkbar sein, was jedoch im AusfUhrungsbeispiel nicht verwirklicht worden ist. - Der Antrieb der Kugel 2 erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Reibungsmitnähme von der Antriebswalze 8 aus. Dazu soll der Winkel der Radien I5 an die Berührungspunkte von Antriebswalze 8 und Außendurchmesser der Zentrierwalze 7 mit der Kugel 2 gegen die Horizontale etwa 10 bis I5⁰* vorzugsweise 12°, betragen.In order to place the ball 2 to be machined in the gap 10 on the drive roller 8 and centering roller 7, the bearing 5 for the connecting pin 1 assigned to the ball 2 is about a connecting pin lying parallel to the plane formed by the axes of the centering roller 7 and the drive roller 8 orthogonal axis 14 pivotable so that the ball 2 can thereby be pivoted into the gap 10 between the centering roller 7 and the drive roller 8. The distance between centering roller 7 and drive roller 8 can be adjustable. In addition, in the exemplary embodiment and according to the preferred embodiment of the invention, the centering roller 7 is composed of two half-rollers 7 &> 7b with a separation in the base of the centering groove 6 to form a diabolo-shaped roller. The tool holder 3 can also be pivoted, but this has not been implemented in the exemplary embodiment. In the device according to the invention, the ball 2 is driven by frictional entrainment from the drive roller 8. For this purpose, the angle of the radii I5 to the points of contact between drive roller 8 and the outer diameter of the centering roller should preferably be 7 with the ball 2 relative to the horizontal about 10 to I5 ⁰ * 12 °.

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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfährt die Kugel 2 in dem Spalt 10 zwischen Antriebswalze 8 und Zentrierwalze 7 eine eindeutige Auflage und gleichzeitig über die Antriebswalze 8 ihren Antrieb. Der Anschlußzapfen 1, der in das Lager 5 eingesetzt ist, beeinflußt bis auf eine Orientierung des Anschlußzapfens 1 den Bewegungsablauf der Kugel beim BearbeitungsVorgang nicht, so daß in Wechselwirkung mit der Stirnschleifscheibe 4 an der Kugel 2 vorhandene Unrundheiten abgearbeitet werden können und Toleranzen in der Zuordnung von Werkstück und Werkzeug sich nicht nachteilig auf die Rundheit auswirken können. Im übrigen läßt sich je nach eingesetzter Stirnschleifscheibe 4 jede gewünschte Oberflächenbearbeitung durchführen. Der Anschlußzapfen ist bei der dargestellten Ausführungsform leicht konisch ausgebildet und in eine zugeordnete Bohrung 16 der Kugel 2 einführbar, in Fig. 3 ist diese aufgezeigt. Die Fig. 5 zeigt eine auf einen Anschlußzapfeη 1 aufgeschobene Hohlkugel 2 wobei die Hohlkugel in ihrer Wandung zwei diametral gegenüberliegende Bohrungen 16 zur Aufnahme des Anschlußzapfens 1 aufweist.In the device according to the invention, the ball 2 in the gap 10 between the drive roller 8 and the centering roller 7 experiences an unambiguous Support and at the same time via the drive roller 8 their drive. The connecting pin 1, which is inserted into the bearing 5, affects up to an orientation of the connecting pin 1 the Movement of the ball during the machining process not, so that In interaction with the face grinding wheel 4 on the ball 2 existing out-of-roundness can be processed and tolerances in the assignment of workpiece and tool can not have a negative effect on the roundness. Otherwise, ever After the face grinding wheel 4 has been inserted, carry out any desired surface treatment. The connection pin is in the illustrated Embodiment slightly conical and in a associated bore 16 of the ball 2 can be inserted, this is shown in FIG. 3. Fig. 5 shows a connection pin on a 1 pushed-on hollow ball 2 wherein the hollow ball has two diametrically opposite bores 16 in its wall for receiving the Has connecting pin 1.

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Claims

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1. Device for grinding balls, consisting of a rotationally driven workpiece holder with a bearing for a connecting pin assigned to the ball and from one of the workpiece holder approximately perpendicular to the longitudinal axis of the workpieces associated cup-shaped face grinding wheel, wherein after the Main patent the workpiece holder in addition to the bearing for the connecting pin assigned to the ball is provided with a circumferential groove, Centering roller freely rotatably mounted about its longitudinal axis and one arranged parallel to the longitudinal axis of the centering roller Has drive roller, furthermore the bearing for the connecting pin associated with the ball by one parallel to that of the Axes of the centering roller and the drive roller formed plane lying and extending orthogonally to the axis of the connecting pin Axis is pivotable, the gap between the centering roller and the drive roller is smaller than the diameter of the is to be machined ball and finally the direction of rotation of the drive roller is chosen so that the ball in the gap is pulled, characterized in that the connecting pin (1) - loose or fixed - part of the workpiece holder and the ball (2) to be machined is placed on the connecting pin (1) with a bore (16).

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