Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper zum Innenschleifen mit einer zwischen zwei Stirnflächen vorgesehenen Schleifmantelfläche, die mit Nuten versehen ist.

Derartige Schleifkörper kommen beispielsweise bei der Herstellung von Kraftstoff-Einspritzsystemen, hydraulischen Motorenelementen, Hydraulikzylindern, Wälzlagern u. a. Bauteilen zur Anwendung. Bei bekannten Schleifkörpern der eingangs genannten Art erstrecken sich die verschiedene Profilformen besitzenden Längsnuten über die gesamte Schleifmantelfläche, d.h., von einer Stirnfläche des Schleifkörpers bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche. Das führt im Schleifeinsatz, d.h., während des Innenschleifens, zu Schwingungen des Schleifkörpers und zu daraus resultierende Verschlechterungen der Oberflächengüte, nachfolgend „Rattermarken" genannt, die sich am entsprechenden Werkstück in nachteiliger Weise bemerkbar machen. Diese Rattermarken resultieren insbesondere aus Schlägen der in Drehrichtung jeweils hinteren Kante der jeweiligen Längsnut. Außerdem ist nach einer entsprechenden Einsatzdauer bei solch bekannten Schleifkörpern mit durchgehenden Längsnuten eine verstärkte Abnutzung des Schleifkörpers an den zuletzt erwähnten in Drehrichtung hinteren Kanten kaum vermeidbar. Es kommt also an diesen in Drehrichtung hinteren Kanten der Längsnuten zu Abrundungen derselben, wodurch die Schleifeigenschaften des Schleifkörpers verschlechtert werden. Ein derartiger Schleifkörper ist beispielsweise aus der DE 75 30 623 U1 vorbekannt.

Bekannt sind auch Schleifkörper zum Innenschleifen mit einer zwischen zwei Stirnflächen vorgesehenen Schleifmantelfläche, die mit Längsnuten ausgebildet ist, wobei jeder der beiden Stirnflächen Längsnuten ausgehen, deren Länge kleiner als die Mantellinienlänge der Schleifmantelfläche ist. Dabei können die von der einen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten gegen die von der anderen Stirnfläche ausgehenden Längsnuten in Umfangsrichtung des Schleifkörpers versetzt sein. Ein derartiger Schleifkörper zum Innenschleifen ist in der DE 198 46 335 A1 vorbeschrieben. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schleifkörpers soll erreicht werden, dass der Schleifkörper in der Kontaktzone mit dem zu bearbeitenden Werkstück jederzeit am vollen Durchmesser der Schleifmantelfläche abgestützt wird, so dass Schleifkörperschwingungen, die zu den erwähnten Nachteilen führen, in vorteilhafter Weise mit einfachen konstruktiven Mitteln vermieden werden sollen. Dadurch, dass der Schleifkörper mit seiner Schleifmantelfläche in der Kontaktzone mit dem zu bearbeitenden Werkstück jederzeit am vollen Durchmesser der Schleifmantelfläche abgestützt wird, soll sich außerdem der Vorteil ergeben, dass ein verstärkter Verschleiß an der in Drehrichtung hinteren Kante der jeweiligen Nut vermieden bzw. zumindest reduziert wird, so dass die Schleifeigenschaften des Schleifkörpers auch nach einer langen Einsatzdauer quasi unverändert bleiben sollen.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass auch derartig gestaltete Schleifkörper nicht alle Anforderungen erfüllen. Es hat sich herausgestellt, dass ausgehend von den Umfangsaußenkanten des Schleifkörpers zur Mitte hin die thermische Belastung auf das zu schleifende Bauteil ansteigt, das zu Form- und Lageabweichungen der zu bearbeitenden Geometrie am Bauteil führt. Daraus leitet sich letztendlich ab, dass die thermische Belastung der zu bearbeitenden Bauteile mit einer größeren axialen Länge des Schleifkörpers zunimmt.

Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schleifkörper bereit zu stellen, mit dem Schwingungen am jeweiligen zu schleifenden Werkstück vermieden sind und der auch nach einer längeren Einsatzdauer noch optimale Schleifeigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass die Nuten in Form wenigstens einer durchgehenden Förderwendel ausgebildet sind, welche an einer Stirnfläche beginnt und an der zugehörigen anderen Stirnfläche endet, wobei die Förderwendel unter einem Steigungswinkel geneigt zu einer Rotationsachse des Schleifkörpers angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schleifkörpers wird erreicht, dass dieser in der Kontaktzone mit dem zum schleifenden Werkstück nahezu am vollen Durchmesser der Schleifmantelfläche abgestützt ist, so dass Schleifkörperschwingungen, die zu dem vorstehend erwähnten Nachteilen führen, in vorteilhafter Weise mit einfachen konstruktiven Mitteln vermieden sind. Ein weiterer Vorteil ist dadurch begründet, dass durch die Förderwendel neben der Unterbindung von Schwingungsprozessen im Schleifprozess Kühlmittel effektiv verteilt und nicht verwirbelt wird, so dass die Gefahr eines Schleifbrandes wesentlich verringert ist. Ein weiterer Vorteil der Förderwendel liegt darin, dass diese abgetragenes Material von der zu schleifenden Fläche gleich mit entfernt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass der mit &agr; bezeichnete Steigungswinkel einen Wert zwischen 40° und 50° annimmt. Durch diesen Wert ist sichergestellt, dass die Schwingungen während des Schleifprozesses minimiert sind und das Kühlmittel in besonders effektiver Weise verteilt, d.h., nicht verwirbelt wird.

Aus Anspruch 3 geht die Anzahl der Förederwendeln in Abhängigkeit vom Durchmesser D des Schleifkörpers hervor, wobei dieser in Millimeter anzugeben ist. Vorgesehen ist, dass der Durchmesser des Schleifkörpers geteilt durch vier die Anzahl der einzubringenden Förderwendeln ergibt.

Im Anspruch 4 ist die Abhängigkeit der Nutbreite B der Förderwendel vom Durchmesser des Schleifkörpers, wiederum angegeben in Millimeter, beschrieben. Danach soll bei einem Durchmesser D ≤ 6 mm die Nutbreite B 1 mm betragen, bei einem Durchmesser zwischen 6 und 10 mm soll die Nutbreite B den Wert von 1,5 annehmen und bei einem Durchmesser von mehr als 10 mm soll die Nutbreite B 2 mm betragen. Auch die hier angegebenen Bedingungen sorgen dafür, dass einerseits das Schwingungsverhalten minimiert ist und andererseits eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels erfolgt.

In den Unteransprüchen 5 und 6 sind die Schleifmantelflächen des Schleifkörpers beschrieben. Danach ist vorgesehen, dass der Schleifkörper entweder eine zylindrische oder eine kegelstumpfförmige Schleifmantelfläche aufweist. Auch eine Kombination beider Schleifmantelflächenarten ist im Sinne der Erfindung denkbar.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 kann der Schleifkörper ein- oder auch mehrteilig ausgebildet sein. Bei Mehrteiligkeit wird der Schleifkörper in der Regel aus zwei Teilkörpern zusammengesetzt sein, wobei diese zweckmäßigerweise an einer gemeinsamen Welle vorgesehen sind.

Schließlich geht aus dem letzten Anspruch 8 hervor, dass der Schleifkörper vorzugsweise kubisches Bonitrid oder Diamant aufweisen soll. Auf diese Weise ist ein superharter Körper realisiert. Der Schleifkörper kann jedoch auch aus herkömmlichen Korund-, Sinderkorund oder Siliciumkarbid bestehen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schleifkörpers, teilweise geschnitten,

2 einen Längsschnitt durch den Schleifkörper gemäß 1,

3 eine Seitenansicht des Schleifkörpers nach 1,

4 eine Draufsicht auf eine Stirnfläche des Schleifkörpers gemäß 1 und

5 Rundheitsabweichungen von unterschiedlich gestalteten Schleifmantelflächen eines Schleifkörpers

In den 1 bis 4 ist ein Schleifkörper 1 zeichnerisch dargestellt, der eine obere Stirnfläche 2 und eine gleiche untere Stirnfläche 3 aufweist, so dass der Schleifkörper 1 eine zylindrische Schleifmantelfläche 4 besitzt. Dieser Schleifkörper 1 kann beispielsweise zum Schleifen einer Innenbohrung eines Gehäuseteils verwendet werden, das einen längsverschieblichen Kolben eines hydraulischen Ventilspielausgleichselementes aufnimmt. Es liegt auf der Hand, dass diese Aufnahmebohrung des Gehäuses eine hohe Fertigungsgüte aufweisen muss, damit der in ihr aufgenommene Kolben eine gute Dichtwirkung aufweist. Der Schleifkörper 1 ist mit einer zentrischen Aufnahmebohrung 5 versehen, in die ein nicht dargestellter Dorn eingeführt ist, der mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten Antriebselementes in Rotation versetzt ist, so dass der Schleifkörper 1 um seine Rotationsachse 6 rotiert und zum Schleifen eingesetzt werden kann. Der Schleifkörper 1 mit seiner Schleifmantelfläche 4 weist eine axiale Länge L und einen Durchmesser D auf. Der Durchmesser D kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 2 und 8 mm und die Länge L kann in einem Bereich zwischen 1 und 50 mm liegen. Es sind aber auch andere Abmessungen denkbar.

Wie die 1 bis 4 weiter zeigen, gehen von der unteren Stirnfläche 3 die Förderwendeln 7, 8 aus, die sich entlang der Schleifmantelfläche 4 bis zur oberen Stirnfläche 2 erstrecken und dabei die Schleifmantelfläche 4 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umschließen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Schleifkörper 1 mit zwei Förderwendeln 7, 8 versehen, die zueinander symmetrisch angeordnet sind. Diese symmetrische Anordnung sorgt für einen besonders schwingungsarmen Schleifprozess. Wie aus 4 erkennbar, sind die Förderwendeln 7, 8 an der unteren Stirnfläche 3 in Umfangsrichtung um 180° gegeneinander versetzt. In der gleichen Art und Weise erreichen sie dann die obere Stirnfläche 2, d. h., auch dort sind sie wiederum um 180° gegeneinander versetzt. Wie aus 3 erkennbar, sind beide Förderwendeln 7, 8 gegenüber der Rotationsachse 6 des Schleifkörpers 1 unter dem Steigungswinkel &agr; geneigt angeordnet. Bei Rotation des Schleifkörpers 1 um seine Achse 6 wird je nach Drehrichtung Kühlmittel von der oberen Stirnfläche 2 zur unteren Stirnfläche 3 oder von der unteren Stirnfläche 3 zur oberen Stirnfläche 2 gefördert. Auf diese Weise ist eine gute Kühlwirkung an der Schleifmantelfläche 4 eingestellt, so dass Schleifbrand beim zum schleifenden Teil nicht eintreten kann. Die 3 macht auch deutlich, dass der Schleifkörper 1 mit nahezu der gesamten axialen Länge L seiner Schleifmantelfläche 4 am zum schleifenden Teil anliegt, wobei diese axiale Länge L lediglich durch die Nutbreite B der beiden Förderwendeln 7,8 verringert ist.

Die grafische Darstellung in 5 zeigt je 10 Messpunkte eines Schleifvorganges mit unterschiedlichen Rundheitsabweichungen, wobei der verwendete Schleifkörper 1 zwar immer die gleiche axiale Länge L und den gleichen Durchmesser D aufweist, aber eine unterschiedliche Schleifmantelfläche 4 hat. Die mit a bezeichnete Kurve zeigt Messwerte von der Rundheitsabweichung, die mit einem Schleifkörper realisiert sind, dessen Schleifmantelfläche keinerlei Aussparungen bzw. Nuten aufwies. Die mit b dargestellte Kurve zeigt einen Schleifkörper 1 im Sinne der Erfindung, dessen Förderwendeln 7, 8 aber eine flache Steigung aufwiesen, die mit etwa 25° angegeben ist. Die untere, mit c gekennzeichnete Kurve zeigt Rundheitsabweichungen, die mit einem Schleifkörper 1 im Sinne der Erfindung erreicht wurden. Das bedeutet, die zylindrische Mantelfläche 4 war mit Fördernuten 7, 8 versehen, deren Steigungswinkel &agr; mit 45° angegeben ist. Wie erkennbar, weist die mit a bezeichnete Kurve die höchsten Abweichungen in der Rundheit auf, während die Kurve b, die immerhin mit Förderwendeln ausgestattet ist, zwar bessere Werte als die Kurve a zeigt, aber immer noch deutlich über der Kurve c liegt. Dies bedeutet, die Kurve c, welche eine Schleifmantelfläche 4 im Sinne der Erfindung repräsentiert, weist ganz geringe Rundheitsabweichungen auf, wobei die größte Abweichung zwischen zwei Messpunkten lediglich 1 &mgr;m beträgt.

1

Schleifkörper

2

obere Stirnfläche

3

untere Stirnfläche

4

Schleifmantelfläche

5

Aufnahmebohrung

6

Rotationsachse

7

Förderwendel

8

Förderwendel

D

Durchmesser des Schleifkörpers

L

axiale Länge des Schleifkörpers

B

axiale Breite der Förderwendel

N

Anzahl der Förderwendeln

&agr;

Steigungswinkel