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Dokumentenidentifikation DE4437907B4 13.04.2006
Titel Verfahren zum Schleifen der Außenkontur eines Werkstückes
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Heck, Klaus, Dr., 85049 Ingolstadt, DE;
Hauenstein, Norbert, 85084 Reichertshofen, DE
DE-Anmeldedatum 22.10.1994
DE-Aktenzeichen 4437907
Offenlegungstag 25.04.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse B24B 5/01(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B24B 5/42(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schleifen der Außenkontur eines Werkstückes nach dem Einstechschleifverfahren, wobei die Schleifwerkzeugoberfläche mit Nuten versehen ist und wobei nach einem ersten Einstechschleifen das Schleifwerkzeug seitlich versetzt in einem zweiten Einstechschritt auf der Werkstückoberfläche verbliebene Stege abschleift.

Ein solches Verfahren sowie auch eine geeignete Vorrichtung zu dessen Durchführung ist zum Schleifen von Nocken oder dergleichen durch die europäische Patentschrift 0 497 008 B1 bekannt geworden. Als Einstechschleifwerkzeug kommt dabei eine Vorschleifscheibe zur Anwendung, die den Nocken bis auf ein vorgegebenes Vorschleifmaß bearbeitet, wonach dann mit einer Fertigschleifscheibe fertiggeschliffen wird. Das Vorschleifen kann schon nach einem einmaligen seitlichen Versetzen der Vorschleifscheibe beendet sein. Es können aber bei Bedarf auch noch weitere Schleifzyklen angeschlossen werden. Jedenfalls wird das Versetzen der Vorschleifscheibe sooft wiederholt, bis das Fertigvorschleifmaß erreicht ist. Die Fertigschleifscheibe kann eine andere Körnung und Bindung aufweisen als die Vorschleifscheibe, um die gewünschte Oberfläche zu erhalten und die Schleifparameter gezielt zu beeinflussen. Auch können beide Schleifscheiben auf einer gemeinsamen Spindel montiert sein.

Ausgehend von diesem bekannten Verfahren, welches als sehr zeitintensiv anzusehen ist und auch einen relativ hohen vorrichtungsgemäßen Aufwand erforderlich macht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein insoweit optimiertes Bearbeitungsverfahren bereitzustellen, ohne hierfür Einschränkungen hinsichtlich der für einen Fertigschliff geforderten geometrischen und oberflächenspezifischen Eigenschaften des Werkstückes in Kauf nehmen zu müssen.

Dies gelingt erfindungsgemäß, wenn nach den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 im einzelnen angegebenen Verfahrensschritten vorgegangen wird.

Dadurch, daß erst in der versetzten Phase (zweiter Einstechschritt) das radiale Fertigmaß angesteuert wird und in der sich daran anschließenden axialen Bewegung nur noch eine relativ dünne Schicht Restmaterial aus dem ersten Einstechschritt abgenommen werden muß, können allein mit dieser Vorgehensweise die für einen Fertigschliff geforderten geometrischen (Maßhaltigkeit) und oberflächenspezifischen (Oberflächengüte) Ziele sichergestellt werden. Hierfür bedarf es keiner zweierlei Werkzeuge für ein Vorschleifen und Fertigschleifen, wie dies im Stand der Technik an sich geläufig ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus Patentanspruch 2 hervor. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist beispielhaft anhand der Zeichnung nachstehend näher erläutert.

Die Figur zeigt abschnittsweise eine als Schleifwerkzeug dienende Schleifscheibe 1 zur Bearbeitung eines Werkstückes 2 nämlich der Lagerstellen einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle, mit einem im fertigbearbeiteten Zustand zylindrischen Abschnitt 3 und zwei Schulterabschnitten 4, die an den gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Abschnittes 3 über zwei gerundete Übergänge 5 ausgebildet sind.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, also zur Fertigbearbeitung insbesondere des zylindrischen Abschnittes 3, weist die Schleifscheibe 1 eine Anzahl ringförmiger Nuten 6 am Außenumfang auf, so daß sich eine entsprechende Anzahl (um eins höher) von Zinken 7, 8 ergibt, die letztlich der Werkstückbearbeitung dienen und deren radial außenliegende Bearbeitungsflächen eine CBN- oder Diamant-Besetzung aufweisen können, wie dies beim Hochleistungseinstechschleifen bereits bekannter Stand der Technik ist. Die jeweiligen Übergänge der außenliegenden Zinken 8 in die Stirnflächen 9 der Schleifscheibe 1 sind den Übergängen 5 des Werkstückes 2 entsprechend gerundet ausgebildet.

Die Nuten 6 werden nach innen breiter (Winkel &agr;), so daß zwischen den Flanken der Nuten 6 und beim nachstehend noch zu beschreibenden Schleifvorgang stehenbleibenden Stegen 10, 11 Freiwinkel (Winkel &agr;) entstehen, wodurch beispielsweise die Gefahr des Verklemmens zwischen Zinken 7, 8 und Stegen 10, 11 sicher verhindert werden kann.

Die Schleifscheibe 1 weist in ihrem radial außenliegenden Bearbeitungsbereich eine Breite C auf, die sich aus der Beziehung C = B – N ergibt, wobei B die Breite des zylindrischen Abschnittes 3 des Werkstückes 2 und N die Breite einer der (gleich breiten) ringförmigen Nuten 6 ist. Zwischen den Breiten Z1 und Z2 der Zinken 7,8 und der Breite N der ringförmigen Nuten 6 gilt die Beziehung Z1 > N und Z2 > N.

Die Bearbeitung des zylindrischen Abschnittes 3 sowie der Schulterabschnitte 4 des Werkstückes 2 geht nun folgendermaßen vor sich:

In einer radialen Zustellbewegung (Pfeil 14) dringt die Schleifscheibe 1 in einem ersten Einstechschritt bis zu einer Tiefe T1 = T – X in das Werkstück 2 ein, wobei T das eigentliche Fertigmaß, also der Fertigdurchmesser des zylindrischen Abschnittes 3 ist und wobei X ein Mindermaß in der Größenordnung von vorzugsweise 0,02 bis 0,1 mm ist. Nach Erreichen des Zustellmaßes T1 und einer darauffolgenden Rückstellbewegung (Pfeil 13) der Schleifscheibe 1 wird diese (oder alternativ eine gegengerichtete Seitwärtsbewegung des Werkstückes 2) seitlich versetzt (Pfeil 15), bis die mit Strichlinien angedeutete Position 1.1 erreicht ist. In der sich daran anschließenden weiteren Zustellbewegung (Pfeil 14) werden die im davorliegenden Bearbeitungsschritt verbliebenen Stege 10, 11 durch die Zinken 7,8 abgeschliffen und gleichzeitig eine Schulterfläche 16 des rechten Schulterabschnittes 4 bearbeitet. Die Zustellbewegung erfolgt bis zum Fertigmaß T (Fertigdurchmesser des zylindrischen Abschnittes 3). Ist dieses erreicht, so schließt sich eine nach links gehende (Pfeil 17) Axialbewegung der Schleifscheibe 1 (oder alternativ eine nach rechts gehende Axialbewegung des Werkstückes 2) an, so daß die Zinken 7,8 wie einzelne parallele Schleifumfänge das Restmaterial X über die gesamte Breite des zylindrischen Abschnittes 3 bis zum Fertigmaß T abarbeiten können. Ist die Ausgangsposition erreicht, so ist nach einer sich daran anschließenden Rückstellbewegung (Pfeil 13) der Schleifscheibe 1 und einer damit einhergehenden Bearbeitung einer Schulterfläche 16 des linken Schulterabschnittes 4 mittels des Zinkens 8 der Bearbeitungsvorgang beendet.

Während des gesamten Werkstück-Bearbeitungsvorganges rotieren sowohl das Werkstück 2 als auch die Schleifschleibe 1 um ihre jeweilige Längsachse.

Denkbar wäre selbstverständlich, das Restmaterial X bis zum Fertigmaß T auch in mehr als einer Stufe, d. h. also in mehr als einer radialen Zustellbewegung (Pfeil 14) und einer sich daran anschließenden Axialbewegung (Pfeile 15, 17) der Schleifscheibe 1 abzuarbeiten. Ist für die Schulterflächen 16 der Schulterabschnitte 4 ebenfalls eine erhöhte Maßhaltigkeit und Oberflächengüte gefordert, so wäre denkbar und im Rahmen der Erfindung liegend, die ursprüngliche Ausgangsposition der Schleifscheibe 1 und der seitliche Versatz für den zweiten Bearbeitungsschritt so zu wählen, daß auch die Schulterflächen 16 zunächst mit einem gewissen Untermaß gefertigt und erst in darauffolgenden Bearbeitungsschritten, also Axialbewegungen (Pfeile 15, 17) der Schleifscheibe 1, das jeweilige Fertigmaß angesteuert werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Schleifen der Außenkontur eines Werkstückes nach dem Einstechschleifverfahren, wobei die Schleifwerkzeugoberfläche mit Nuten versehen ist und wobei nach einem ersten Einstechschleifen das Schleifwerkzeug seitlich versetzt in einem zweiten Einstechschritt auf der Werkstückoberfläche verbliebene Stege abschleift, gekennzeichnet durch die weiteren Arbeitsschritte

    • daß das Schleifwerkzeug (1) im zweiten Einstechschritt um ein vorgegebenes Maß X tiefer in das Werkstück (2) eindringt als beim ersten Einstechschritt und

    • daß an den zweiten Einstechschritt sich eine axiale Relativbewegung zwischen Schleifwerkzeug (1) und Werkstück (2) anschließt, um das verbliebene Restmaterial abzuschleifen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Werkstück (2) mit zu bearbeitenden zylindrischen Abschnitten (3) und sich daran anschließenden Schulterabschnitten (4) das Schleifen von Schulterflächen (16) während der radialen und axialen Zustell- und Rückstellbewegungen (Pfeile 13, 14, 15, 17) zum Bearbeiten der zylindrischen Abschnitte 3 vorgenommen wird.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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