Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Schleifmaschinen zum Schleifen von kurzen und/oder stabförmigen Werkstücken, die einen unrunden, durch ebene und/oder gekrümmte Linien gebildeten Querschnitt und ebene, parallel zueinander verlaufende Stirnseiten aufweisen. Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 2006 007 055 A1 bekannt.

Der Ausdruck ”kurze und/oder stabförmige Werkstücke” bedeutet, dass nur solche Werkstücke gemeint sind, die keine Schleifbearbeitung mit einer Verstellung der Schleifsscheibe in Z-Richtung, d. h. der Längsrichtung des Werkstücks erfordern, oder allenfalls nur eine geringen Verstellung in Z-Richtung etwa zur Erzeugung einer Fase im Bereich der Stirnflächen. Die Zustellung der Schleifscheiben erfolgt somit nur in der hierzu senkrechten X-Richtung. Die Werkstücke weisen jedenfalls zwei parallel zueinander liegende Stirnflächen und eine hierzu vorzugsweise senkrecht liegende Außenkontur der Länge „L” auf, wobei die Länge L größer oder kleiner als der effektive Durchmesser der Stirnfläche sein kann. Es sind somit sowohl stab- als auch scheibenförmige Werkstücke umfasst, deren Querschnitt/Außenkontur beliebig sein kann. Der Kürze halber wird im Folgenden „stabförmiges Werkstück” verwendet, wobei auch scheibenförmige Werkstücke umfasst sein sollen.

Ein bevorzugtes und beispielhaft genanntes Anwendungsgebiet derartiger kurzer, stabförmiger Werkstücke sind mechanische Stell-, Schalt- und Steuereinrichtungen, in denen stabförmige Teile als Stellglieder Bewegungen und Kräfte übertragen. In diesem Fall können die stabförmigen Werkstücke eine Länge zwischen vorzugsweise 10 und 80 mm und einen quadratischen Querschnitt mit einer Kantenlänge zwischen vorzugsweise 2 und 15 mm haben. Als Werkstoff kommen unterschiedliche Metalle, aber auch Keramik-Werkstoffe in Frage. Durch den unrunden Querschnitt wird bei entsprechender Führung erreicht, dass die stabförmigen Stellglieder sich im eingebauten Zustand nur in ihrer Längsrichtung bewegen, aber nicht verdrehen.

In diesem Anwendungsfall werden an das fertig geschliffene stabförmige Werkstück sehr hohe Anforderungen gestellt; genannt seien vor allem die Maßhaltigkeit der Grundabmessungen, die Parallelität der Stirnflächen, die exakte Einhaltung des rechten Winkels zwischen den Längs- und Stirnseiten, die Ebenheit der Stirnflächen und die maximale Rauheitsprofilhöhe Rz.

Die in konkreten Anwendungsfällen verlangte Genauigkeit kann erreicht werden, indem jede Seite des stabförmigen Werkstücks einzeln durch Horizontal-Flachschleifen bearbeitet wird. Diese Methode ist aber auf geometrische Querschnitte mit geraden Kanten beschränkt. Die Schleifzone ist bei diesem Schleifverfahren auf Grund des Flächenkontakts mit der Schleifscheibe nur schwierig mit Kühlschmierstoff zu versorgen. Aus diesem Grund kann man nicht dasselbe Zeitspanvolumen wie beim Umfangschleifen erreichen. Außerdem muss das Werkstück dabei so häufig gewendet und umgespannt werden, dass eine wirtschaftliche Massenfertigung nicht gegeben ist. Auf Grund des Wendens und Umspannens des Werkstücks lassen sich die engen Fertigungstoleranzen wie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht realisieren.

In der DE 10 2006 007 055 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schleifbearbeitung derartiger Werkstücke beschrieben, bei dem das Werkstück in einer ersten Spannstellung zunächst an seinen Seitenflächen gehalten und einer Schleifstation zugeführt wird. Dort werden mittels einer Doppelscheibe beide Stirnflächen gleichzeitig vor- und feingeschliffen. Bei der Doppelscheibe umgreifen zwei im Abstand voneinander gleichachsig angeordnete, rotierende Schleifscheiben das Werkstück. Die Schleifscheiben tragen an den einander zugewandten Innenseiten Schleifbeläge für das Schruppen und nachfolgende Schlichten, die durch Verschieben der Schleifspindel in Zustellrichtung (X-Achse) nacheinander in Eingriff kommen. Der Abstand der Schlichtbereiche der Schleifscheiben entspricht dem Schleifmaß des zu bearbeitenden Werkstücks. Nach der Bearbeitung der Stirnflächen wird das Werkstück in einer zweiten Spannstellung über seine Stirnflächen eingespannt. In der zweiten Spannstellung werden die seitlichen Außenkonturen des Werkstücks durch Unrundschleifen erzeugt, wozu eine zweite Schleifspindel in die Bearbeitungsposition eingeschwenkt wird. Die erste Schleifspindel für das Doppelschleifen, die auf demselben schwenkbaren Schleifspindelstock wie die zweite Schleifspindel sitzt, wird hierbei aus dem Bearbeitungsbereich ausgeschwenkt. Nach Bearbeitung der Außenkontur wird das fertig bearbeitete Werkstück entnommen, und das nächste Werkstück wird in die Position für das Doppelschleifen der Stirnflächen gebracht, wofür die erste Schleifspindel erneut eingeschwenkt und zugestellt werden muss.

In der Praxis hat sich ergeben, dass für das abwechselnde Einschwenken und Zustellen der beiden Schleifspindeln in die Bearbeitungsposition ein beträchtlicher Zeitaufwand erforderlich ist, in welchem keine Bearbeitung der Werkstücke erfolgen kann. Hierunter leidet die Produktivität der Anlage, was besonders im Hinblick auf die üblicherweise sehr großen Stückzahlen der herzustellenden Werkstücke von erheblichem Nachteil ist. Zudem kann immer nur eine der beiden Schleifspindeln im Schleifbetrieb sein. Die nicht für das Schleifen nutzbaren Zeiten können 30% bis 50% der gesamten Bearbeitungszeit für ein Werkstück beanspruchen.

Aus der US 1 926 974 ist eine Schleifmaschine bekannt mit der zeitgleich beide Stirnseiten von kurzen Werkstücken plangeschliffen werden können. Bei den Werkstücken handelt es sich beispielsweise um Lagerringe von Kugellagern, die automatisch über eine rotierende Halte- und Fördereinrichtung von einer Beladeposition in die Schleifposition und anschließend in eine Entladeposition verbracht werden. Die Halte- und Fördereinrichtung ist hierfür als um eine Achse drehbare Scheibe ausgebildet, an deren Umfang mehrere gleich beabstandete Haltevorrichtungen angeordnet sind. Die Werkstücke sind in der Schleifposition über eine Friktionsscheibe rotatorisch antreibbar. Ein Schleifen der Umfangsflächen der Werkstücke ist hierbei jedoch nicht vorgesehen.

EP 0 522 272 A2 beschreibt ein Verfahren, in dem ein Werkstück in ein und derselben Aufspannung zuerst mit einer profilerzeugenden Schleifscheibe und dann mit einer weiteren Schleifscheibe bearbeitet wird. Hierzu wird das Werkstück in Richtung der Rotationsachsen der Schleifscheiben in Z-Richtung linear von einem Schlitten von einer ersten in eine zweite Bearbeitungsposition verfahren. Es erfolgt jedoch kein Umspannen des Werkstücks von den Stirnseiten auf die Längsseiten oder umgekehrt. Das Werkstück bleibt in beiden Bearbeitungspositionen an seinen Stirnseiten durch eine Werkstückspindel und einem Reitstock fest eingespannt.

DE 197 56 610 A1 zeigt ein Verfahren zur gleichzeitigen Grob- und Feinstbearbeitung der Umfangsflächen eines Werkstücks in einer einzigen stirnseitigen Aufspannung.

US 6,220,939 B1 zeigt eine Werkstückübergabevorrichtung mit mehreren Aufnahmepositionen, welche Werkstücke einer Aufspannvorrichtung zum nachfolgenden Umfangsschleifen zuführt Ein Planschleifen der Stirnseite erfolgt hier nicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Schleifmaschine der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass eine Verringerung der Taktzeit erfolgt, und so eine verbesserte wirtschaftliche Massenfertigung in Verbindung mit einem sehr guten Schleifergebnis erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren, das die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie mit den Schleifmaschinen nach den Ansprüchen 9 und 20.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die vollständige Schleifbearbeitung des stabförmigen Werkstücks in zwei Teilvorgängen in einer Weise durchgeführt, dass die Komplettbearbeitung auf einer einzigen Schleifmaschine in einem kontinuierlichen Fertigungsvorgang erfolgen kann. Dabei erfolgen nacheinander zwei verschiedene Einspannstellungen oder Einspannungen, die getaktet ineinander übergehen. Zunächst wird jedes Werkstück in einer von mehreren Spannvorrichtungen einer bewegbaren Halteeinrichtung einzeln an seinen Längsseiten eingespannt, also nicht etwa nur in die profilierte Ausnehmung einer Trägerscheibe eingesetzt, dies ist die erste Spannstellung. Die Spannvorrichtungen sind bevorzugt als Beladegreifer ausgebildet, die zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Backen aufweisen, zwischen denen das Werkstück durch Klemmung der Seitenflächen fixiert werden kann. Die mit dem Werkstück in Berührung kommenden Seiten sind bevorzugt an die äußere Form eines Werkstückrohlings angepasst, um ihn für den Transport durch die Schleifmaschine und für die Schleifbearbeitung sicher zu halten. Die Beladegreifer sind so dimensioniert, dass beide Stirnflächen des Werkstücks seitlich aus ihm hervorragen, so dass ihre Schleifbearbeitung ungehindert möglich ist. Sie müssen auch so geformt sein, dass sie in der Lage sind auch fertiggeschliffene Werkstücke übernehmen und für den Transport zu einer Entladestelle zu halten.

In dieser Einspannung wird das Werkstück in einen ersten Bearbeitungsbereich überführt, in welchem zumindest das Fertigschleifen der beiden Stirnseiten erfolgt. In der Regel werden die Stirnseiten in dieser Einspannung vor- und fertiggeschliffen. Ein getrenntes Vorschleifen ist aber an dieser Stelle nicht immer erforderlich. Bei entsprechender Gestaltung der Spannvorrichtung führt das Doppelplanschleifen zu einem ausgezeichneten Ergebnis an den Stirnseiten. Das nach wie vor eingespannte, also in der ersten Spannstellung befindliche Werkstück wird sodann mittels einer Bewegung dieser Spannvorrichtung zwischen zwei gleichachsig im Abstand voneinander befindliche Spannbacken überführt und von diesen an seinen Stirnseiten eingespannt, die bereits fertig geschliffen sind und dadurch die besten Voraussetzungen für eine präzise Weiterbearbeitung bieten. Hierbei ist streng darauf zu achten, dass beim Umspannen keine Längsverschiebung des Werkstücks stattfindet, die seine Lage in Bezug auf die Position der zweiten Schleifscheibe von der geforderten Soll-Lage verändert. Durch die Ausführung der Bewegungen der Spannbacken mit denen das Werkstück an seinen Stirnseiten eingespannt wird und der Wahl der Spannkräfte der Beladegreifer, die die Spannung für die erste Schleifbearbeitung sicherstellen, ist bewirkt, dass das Werkstück beim Spannen mit den Spannbacken der Werkstückspindelstöcke an seinen Stirnseiten nicht in seiner Längsrichtung verschoben wird.

Die Spannbacken bewirken die zweite Spannstellung des stabförmigen Werkstücks; die erste Spannstellung wird jetzt aufgehoben. Indem nunmehr die beiden Spannbacken synchron und phasengleich gesteuert gedreht werden, kann an dem Werkstück ein CNC-gesteuertes Umfangsschleifen nach dem Prinzip der C-X-Interpolation vorgenommen werden. Dabei entspricht jeder Drehstellung des von den beiden Spannbacken in Drehung versetzten Werkstückes (Drehachse C) ein bestimmter Abstand der Schleifscheibe in Richtung der X-Achse. Die Einzelheiten hierzu sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Schleiftechnik von dem CNC-gesteuerten Unrundschleifen geläufig und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.

Wenn das stabförmige Werkstück nach dem Prinzip des Unrundschleifens bearbeitet wird, liegt – im Gegensatz zum Flachschleifen – eine Linienberührung zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück vor. Die Kühlmittelzufuhr ist dadurch verbessert, und es wird ein höheres Zeitspanvolumen erreicht, so dass die Bearbeitungszeit erheblich verkürzt wird.

Mit dem CNC-gesteuerten Umfangsschleifen können stabförmige Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnitten vor- und fertig geschliffen werden, also einfache quadratische oder rechteckige Querschnitte mit abgerundeten Längskanten oder ebenen Fasen an den Längskanten bis hin zu prismatischen Querschnitten oder auch Querschnitte mit unterschiedlich gekrümmten Begrenzungslinien bis hin zu Mischformen aus allem. Mit der einfachen Möglichkeit, in einem Zuge ebene Längsseiten mit gebrochenen oder abgerundeten Kanten zu schleifen, ebenso aber auch Querschnitte mit durchweg gekrümmten Konturen, werden die Probleme der Gratbildung als Folge eines Planschleifens vermieden. Eine Auswahl der Möglichkeiten ist in der 1 des Ausführungsbeispiels zusammengestellt.

Wenn das Umfangsschleifen durch eine die gesamte Länge des stabförmigen Werkstücks überdeckende profilierte Schleifscheibe erfolgt, kann auch die Längskontur des Werkstücks unterschiedlich gestaltet werden. Beispiele hierfür sind in der 2 des Ausführungsbeispiels zusammengestellt. Zu dieser unterschiedlichen Längskontur gehören auch stirnseitige Fasen und Abrundungen.

Mit dem Auseinanderfahren der Spannbacken nach dem Fertigschleifen ist die zweite Spannstellung gelöst, und das fertige stabförmige Werkstück ist wiederum von den Spannbacken der ersten Einspannung in der Halteeinrichtung gespannt und gehalten. Die Halteeinrichtung wird weitergetaktet, d. h. um einen durch die Anzahl der Spannvorrichtungen (mindestens 3, bevorzugt 4, 5 oder 6) vorbestimmten Winkelbetrag &agr; gedreht und bringt das fertige Werkstück in eine Entladeposition wo es an eine Entladeeinrichtung übergeben wird.

In dem Anspruch 1 ist auch schon die konkrete Methode angegeben, wie der erste Teilvorgang des Planschleifens in den zweiten Teilvorgang des Umfangsschleifens übergehen kann. Es wird hierzu die Lösung gewählt, die erste Schleifscheibe einerseits und mindestens eine zweite Schleifscheibe andererseits mit den zugehörigen Schleifspindeln auf einem gemeinsamen Schleifspindelstock zu lagern, der in X-Richtung verschoben werden kann. Durch Bewegen der Halteeinrichtung werden die einzelnen Werkstücke nacheinander zuerst dem Wirkungsbereich der ersten Schleifscheibe und anschließend der zweiten Schleifscheibe zugeführt. Für die beim Schleifen erforderliche Zustellbewegung in Richtung der X-Achse wird der gemeinsame Schleifspindelstock in der Richtung der X-Achse gesteuert verfahren.

Mit dem Auseinanderfahren der Spannbacken nach dem Fertigschleifen ist die zweite Spannstellung gelöst, und das fertige stabförmige Werkstück erneut der Halteeinrichtung übergeben. Es wird von dieser beim nächsten Arbeitstakt durch entsprechende Drehung in eine Entladeposition verbracht, wo es von einer Entladeeinrichtung übernommen werden kann.

Dadurch dass an einem Werkstück nacheinander zwei Schleifbearbeitungen durchgeführt werden, wobei die beiden Schleifscheiben lediglich um geringe Strecken in X-Richtung zugestellt und vom Werkstück entfernt werden müssen, ergibt sich eine erhebliche Zeitersparnis gegenüber der Bearbeitung nach dem in der DE 10 2006 007 055 A1 beschriebenen Verfahren. Diese Zeitersparnis kann über 30% bis 50% der gesamten Taktzeit für die Schleifbearbeitung eines Werkstücks betragen. Die Zeitersparnis ergibt sich schon daraus, dass die relativ langen Zeiten für das Ein- und Ausschwenken der Schleifspindeln in den Bearbeitungsbereich völlig entfallen, da sich erfindungsgemäß beide Schleifspindeln in einer Tandemanordnung ständig in unmittelbare Nähe zu dem zugehörigen Bearbeitungsbereich befinden. Innerhalb eines eng umgrenzten Gebiets führen die gemeinsam auf einem Spindelstock angeordneten Schleifspindeln und Schleifscheiben nur eine Bewegung in X-Richtung aus. Anstelle des aufwändigen Schwenkens der Schleifspindeln nach dem Stand der Technik ist lediglich das Werkstück von einer ersten Bearbeitungsposition mit einer ersten Schleifscheibe zu einer zweiten Bearbeitungsposition mit einer zweiten Schleifscheibe zu transportieren, was sehr schnell geschehen kann. Zudem können auf der Halteeinrichtung gleichzeitig mehrere Werkstücke gespannt und getaktet dem Schleifbereich zugeführt werden. Von diesen Werkstücken werden in jedem Bewegungstakt der Halteeinrichtung jeweils zwei bearbeitet, wobei das eine in der ersten Bearbeitungsposition eine Fertigbearbeitung beider Stirnflächen erfährt und ein weiteres Teil in einer zweiten Bearbeitungsposition fertig geschliffen wird. Hierdurch wird der Durchsatz merklich beschleunigt. Eine Weitere Beschleunigung kann sich dadurch ergeben, dass beide Werkstücke in den Bearbeitungspositionen zumindest zeitweise zeitgleich geschliffen werden, was für bestimmte Außenkonturen der Werkstücke ohne weiteres möglich ist. Zumindest ist eine zeitgleiche Bearbeitung zweier Werkstücke für kürzere Zeitabschnitte im Bearbeitungszyklus erzielbar, etwa derart, dass das Fertigschleifen der Stirnflächen in der ersten Bearbeitungsposition sich zeitlich mit dem Beginn des Unrundschleifens in der zweiten Bearbeitungsposition überlappt. Diese wesentlichen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich in besonderer Weise durch die Tandemanordnung der beiden Schleifspindeln auf einem Schleifspindelstock, die sich auch bei Verwendung anderer Transport- und Spannvorrichtungen, als der hier beschriebenen, erzielen lassen.

Im Anspruch 2 sind vorteilhafte Einzelheiten zu dem ersten Schleifvorgang, dem Doppelplanschleifen der Stirnseiten, angegeben. Hierzu wird das in der Halteeinrichtung eingespannte Werkstück bis an die erste Schleifscheibe, die als „Doppelschleifscheibe” aus zwei einzelnen Schleifscheiben zusammengesetzt sein kann, herangefahren, was durch Drehen der Halteeinrichtung um einen vorgegebenen Winkelbetrag &agr; geschieht. Der Vorgang des Planschleifens selbst erfolgt durch Verfahren der in üblicher Weise an einer ersten Schleifspindel gelagerten ersten Schleifscheibe. Zur Bearbeitung ist die rotierende ersten Schleifscheibe, die Doppelschleifscheibe, in der Richtung der X-Achse verfahrbar. Die beiden Schleifscheiben der Doppelschleifscheibe umgreifen bei dem Schleifvorgang das stabförmige Werkstück, das dabei mit seiner Längsrichtung parallel zu der Rotationsachse der ersten Schleifscheibe verläuft. Das Verfahren kann an dieser Stelle aber auch so geführt werden, dass das Werkstück ortsfest in seiner Position verbleibt und die Schleifscheibe in Längs- und Querrichtung zum Werkstück verfahrbar ist. Das Verfahren der Schleifscheibe in Längsrichtung dient bevorzugt zum Justieren der Schleifscheiben in Bezug auf das Werkstück oder in Bezug auf die Position der zweiten Schleifscheibe zur Bearbeitung der Außenkontur.

Nach Anspruch 6 werden zum Beispiel Sensoren in die Beladegreifer der Haltevorrichtung integriert, mit denen das Schleifaufmaß der einzelnen gespannten Werkstücke ermittelt werden kann. Die so gewonnenen Werte werden an die Steuereinrichtung der Schleifmaschine übermittelt und werden von dieser für die Festlegung des Ablaufs des Umfangsschleifens berücksichtigt. Auch hierdurch kann sich eine Beschleunigung der Bearbeitung ergeben.

Da beim Unrundschleifen der Außenkontur der Werkstücke beachtliche Drücke quer zur Längsachse des Werkstücks auftreten können, die zu einer Verbiegung des Werkstücks führen, wird das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 7 dahingehend ergänzt, dass eine Lünette zur Abstützung des Werkstücks gegen Verbiegung durch Querkräfte vorgesehen wird. Diese Lünetten, von denen jeweils eine einem Beladegreifer, d. h. Spanstelle für das Werkstück zugeordnet ist, sind auf der Haltevorrichtung zusammen mit den Beladegreifern montiert. Die Lünetten sind auf der Haltevorrichtung in Bezug auf die Position des Werkstücks zustellbar oder von dieser Position entfernbar und gelangen nur in der zweiten Bearbeitungsposition für das Schleifen der Außenkontur mit der zweiten Schleifscheibe in Einsatz. Ihr Einsatz erfolgt gemäß Anspruch 7 wie folgt: Nachdem das Werkstück in der zweiten Bearbeitungsposition von den Spannbacken übernommen und gespannt ist, werden die Backen des Beladegreifers geöffnet, so dass das Werkstück frei rotieren kann und die Zweite Schleifscheibe für die Bearbeitung freien Raum hat. In diesem Zustand werden zuerst die Seitenkanten des Werkstücks auf Fertigmaß rund geschliffen, was bedeutet, das hiermit die größten Durchmesser des fertigen Werkstücks festgelegt sind. Hierauf wird die Lünette soweit auf das Werkstück zugestellt, dass sie in zumindest punktuelle Anlage an das Werkstück kommt und dieses somit gegen Querkräfte abstützt. Die Bewegung der Lünette erfolgt bevorzugt über hydraulische oder pneumatische Verstellmittel, die dem Fachmann geläufig sind. Die Lünette weist auf ihrer Eingriffseite mit dem Werkstück eine bevorzugt im Querschnitt halbkreisförmige Ausnehmung auf, die an die erwähnten größten Durchmesser des fertigbearbeiteten Werkstücks angepasst ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei Rotation des Werkstücks in der Lünette mindestens ein Bereich am Umfang des Werkstücks mit der Lünette in Kontakt ist, so dass diese in allen Phasen der Rotation ihre Stützwirkung entfalten kann. Mit angestellter Lünette erfolgt sodann die Fertigbearbeitung der Außenflächen des Werkstücks, dessen Schleifbearbeitung damit beendet ist. Hierauf wird die Lünette vom Werkstück entfernt, die Beladegreifer der Halteeinrichtung ergreifen und spannen das Werkstück erneut, worauf die Spannbacken der Werkzeugspindelstöcke auseinander gefahren werden und diese für den Transport durch die Halteeinrichtung freigeben. Die Halteeinrichtung wird dann erneut im Rahmen eines neuen Arbeitstakts um den Winkel &agr; gedreht, wodurch das fertige Werkstück aus dem zweiten Bearbeitungsbereich entfernt und schließlich einer Entladeeinrichtung zugeführt wird. Letztere wird je nach Anzahl der Spannstellen auf der Halteeinrichtung und der Anordnung der Entladestation in Bezug auf die Halteeinrichtung eventuell erst nach weiteren Arbeitstakten erreicht.

Im Anspruch 8 ist eine Variante dieses Verfahrens angegeben, gemäß welcher die Seitenkanten nur bis annähernd an das Fertigmaß geschliffen werden. Unter „annähernd” ist hier zu verstehen, dass nur noch wenige hundertstel Millimeter, etwa 1 bis 3 hundertstel mm, bis zum Fertigmaß abgeschliffen werden müssen. Die Lünette wird sodann, wie bei dem Verfahren nach Anspruch 7 beschrieben, an das Werkstück angestellt und dieses wird ebenfalls bis annähernd an das Fertigmaß geschliffen. Daraufhin wird die Lünette entfernt und die gesamte Außenkontur wird auf Fertigmaß geschliffen. Da hierfür nur ein sehr geringer Abtrag notwendig ist, der nur geringen Schleifdruck erfordert, wird die Genauigkeit des Schleifens nicht beeinträchtigt.

Im Folgenden besteht auch die Möglichkeit, dass die Lünette derart angesteuert ist, dass sie zum Fertigschleifen des Restaufmaßes nicht zurückgezogen werden muss und das Werkstück dann bis zum Erreichen des Fertigmaßes abgestützt bleibt.

Durch den Lünetteneinsatz lassen sich nicht nur erhöhte Genauigkeiten bei langen, dünnen Werkstücken erreichen, sondern es kann auch mit einem höheren Zerspanvolumen pro Zeiteinheit beim Schleifen gearbeitet werden, was wiederum die Schleifzeit am Werkstück verringert.

Die Verfahren gemäß den Ansprüchen 7 und 8 sind besonders für solche Formen des Werkstückquerschnitts geeignet, wie sie in 1 (mit Ausnahme von 1g) gezeigt sind. Für derartige Werkstücke mit im Wesentlichen regelmäßigen, Symmetrien aufweisenden Konturen und Querschnitten lässt sich die Präzision der Herstellung deutlich erhöhen.

Eine Schleifmaschine, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 geeignet ist, ist im Anspruch 9 angegeben.

Das Besondere an dieser Schleifmaschine liegt darin, dass zwei Schleifspindeln mit parallelen Rotationsachsen auf einem gemeinsamen Schleifspindelstock in einer „Tandemanordnung” montiert sind und mittels diesen gemeinsam bewegbar sind. Der Begriff „Tandemanordnung” nimmt auf die Art der Anordnung der Schleifspindel bzw. Schleifscheiben Bezug und soll zum Ausdruck bringen, dass die Schleifscheiben beider Schleifspindeln zumindest zeitweise gleichzeitig eine Bearbeitung an zwei Werkstücken durchführen können, wofür jedoch nur ein Vorschubmechanismus erforderlich ist. Dieses Merkmal unterscheidet diese Anordnung prinzipiell von bekannten Anordnungen von zwei Schleifspindeln auf einem Schleifspindelstock, bei der die einzelnen Schleifspindeln durch Verschwenken des Schleifspindelstocks um eine Drehachse zum Eingriff an einem einzigen Werkstück gebracht werden. Das zeitraubende Verschwenken der Schleifspindeln entfällt bei der Tandemanordnung völlig. Der Zeitaufwand für das Heranführen der Werkstücke von einer Bearbeitungsstelle zu der anderen bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine ist demgegenüber gering, zumal auch bei den bekannten Schleifmaschinen etwa nach der DE 10 2006 007 055 A1 das Werkstück in die Bearbeitungsposition gebracht und wieder herausgeführt werden muss.

Die Schleifmaschine nach Anspruch 9 bietet zudem den Vorteil, dass jeweils mehrere stabförmige Werkstücke gleichzeitig durch die Maschine transportiert und bearbeitet werden, die dabei in der ersten Spannstellung an den Stirnseiten plangeschliffen und in der zweiten Spannstellung an den Längsseiten durch Umfangsschleifen bearbeitet werden. Nach dem Durchlaufen der Schleifmaschine sind die stabförmigen Werkstücke fertig geschliffen. Die Handling-Zeiten sind auf ein Minimum reduziert.

Nach Anspruch 10 ist es besonders vorteilhaft, wenn die Halteeinrichtung für die Werkstücke, die sowohl zum Spannen der Werkstücke als auch zu deren Transport zu den Bearbeitungspositionen und durch die Schleifmaschine von einer Belade- zu einer Entladeeinrichtung dient, als Taktscheibe ausgebildet ist. Die bevorzugt als kreisförmige Platte ausgebildete Taktscheibe ist um eine horizontale Achse drehbar und trägt in der Peripherie oder am äußeren Rand angeordnete Spannpositionen oder Spannstellen, die bevorzugt als Beladegreifer mit zwei aufeinander zu- und weg bewegbaren Greiferbacken ausgebildet sind. Die Spannpositionen, von denen mindestens drei, bevorzugt 4, 5 oder 6 vorhanden sind, befinden sich in gleichen Abständen am Umfang der Taktscheibe. Sie sind je nach Anzahl in einem Drehwinkel &agr; zwischen ihnen angeordnet, der sich als 360° geteilt durch die Anzahl der Spannpositionen ergibt. Im Betrieb besteht ein Takt der Taktscheibe in einer Drehung um den Winkel &agr;. Hierbei wird bevorzugt zumindest ein Werkstück-Rohling von der Beladeposition in die erste Bearbeitungsposition überführt, ein an den Stirnflächen fertig geschliffenes Werkstück in die zweite Bearbeitungsposition gebracht und ein vollständig fertig geschliffenes Werkstück aus dem Bearbeitungsbereich der Schleifmaschine entnommen.

Weitere Ausgestaltungen der Schleifmaschine nach Anspruch 9 sind in den Unteransprüchen 11 bis 19 angegeben, wobei die Ansprüche 17 bis 19 auf die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 8 Bezug nehmen, für die eine Lünette erforderlich ist.

Der Anspruch 20 gibt eine weitere Schleifmaschine an, die speziell zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist. Die Ansprüche 21 bis 31 betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu.

Der Anspruch 22 ist darauf gerichtet, dass die zweite Schleifscheibe der erfindungsgemäßen Schleifmaschinen an die Längskontur des fertigen stabförmigen Werkstücks angepasst ist und auch dessen stirnseitige Fasen mit umfassen kann. Die Bearbeitung der Werkstück-Seitenflächen durch das numerisch gesteuerte Umfangsschleifen nach dem Prinzip der C-X-Interpolation ermöglicht es, dass Abrundungsradien oder Fasen an den Kanten ohne Taktzeitverlängerung zusammen mit den Seitenflächen geschliffen werden. Das gilt auch für die stirnseitigen Fasen, wenn die Kontur der Schleifscheibe entsprechend profiliert ist. Die stirnseitigen Fasen werden in derselben Einspannung in einem Konturzug zeitgleich mit den Seitenflächen und mit den längs verlaufenden Fasen oder Abrundungsradien geschliffen. Ein Umspannen entfällt. Der Prozess ist insgesamt in Bezug auf die geforderten Geometriedaten (Maß-; Form- und Lagetoleranzen) wesentlich einfacher und sicherer beherrschbar. Es wird nicht nur Bearbeitungszeit eingespannt, sondern insbesondere wird auch die mit dem Umspannen verbundene Gefahr von Ungenauigkeiten vermieden. Es kommt noch hinzu, dass die Kontur der Schleifscheiben beim Abrichten mit einer Genauigkeit eingestellt werden kann, die im &mgr;m-Bereich liegt. Somit ergeben sich stirnseitige Fasen, die über ihre gesamte Länge und untereinander stets genau dieselbe Breite haben. Auch in dieser Hinsicht wird somit durch die Erfindung zugleich mit der Schnelligkeit der Bearbeitung auch die Genauigkeit des Ergebnisses verbessert. Weiterhin ist es auch möglich, entsprechend profilierte, beispielsweise galvanisch belegte Schleifscheiben einzusetzen, die nicht abgerichtet werden müssen.

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine arbeitet mit bewährten Grundelementen der modernen Schleiftechnik, die aber durch ein intelligentes Förder- und Spannsystem auf neue Weise miteinander verknüpft sind. Der Aufbau der Schleifmaschine bleibt einfach. Das Beladen der Schleifmaschine kann mit einer Ladezelle durch eine Ladeluke erfolgen, so dass beispielsweise die sogenannte „Schlüsselloch-Lösung” möglich ist, bei der die Werkstücke zugeführt werden. Hierbei sind auch andere Ausführungen von Fördersystemen zur Zu- und Abführung der Werkstücke zu und von der Halteeinrichtung möglich.

Mit den erfindungsgemäßen Schleifmaschinen können auch kleinere Losgrößen wirtschaftlich gefertigt werden, weil sie dazu eingerichtet sind, an einem bestimmten Werkstück-Typ eine Komplettbearbeitung vorzunehmen. Es besteht also eine hohe Stückzahl-Flexibilität. Insbesondere durch das numerisch gesteuerte Umfangsschleifen nach dem Prinzip der C-X-Interpolation ist auch eine hohe Typenflexibilität gegeben; die Rüstzeiten beim Umstellen auf eine andere Querschnittsform der stabförmigen Werkstücke können sehr kurz sein. Beispielsweise ist es möglich, bei einem stabförmigen Werkstück mit quadratischem Querschnitt die Umstellung von durch Fasen gebrochenen Längskanten auf abgerundete Längskanten innerhalb von 3 Minuten vorzunehmen, weil die Umstellung lediglich durch das Teileprogramm für das zu erzeugende Werkstück erfolgt. Dabei passt sich auch die Fase zusammen mit dem Querschnitt an.

Die Erfindung wird anschließend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Die Figuren zeigen das Folgende:

1 gibt verschiedene unrunde Querschnitte von stabförmigen Werkstücken wieder, die gemäß der Erfindung geschliffen werden sollen.

2 zeigt unterschiedliche Längskonturen, die das zu schleifende stabförmige Werkstück haben kann.

3 ist eine Ansicht von oben auf eine Ausführungsform einer Schleifmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

4 zeigt eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine in Höhe der Halteeinrichtung in der Z-Richtung gesehen.

5A zeigt die relative Lage der ersten und der zweiten Schleifscheiben sowie die jeweilige Bearbeitungsposition von zwei Werkstücken.

5B zeigt die relative Lage der ersten und der zweiten Schleifscheiben sowie die jeweilige Bearbeitungsposition von zwei Werkstücken, wobei beide Schleifscheiben zumindest teilweise zeitgleich im Eingriff mit dem Werkstück sind.

6 zeigt einen Teil-Querschnitt durch eine Doppel-Schleifscheibe mit Schrupp- und Schlichtschleifbelag sowie ein zu bearbeitenden Werkstück.

7 zeigt eine Detailansicht einer zweiten Schleifscheibe im Eingriff mit einem zwischen rotierenden Backen gespannten Werkstück.

8 zeigt eine Detailansicht eines Werkstücks in Bearbeitungsposition für die Außenkontur, das mittels einer Lünette abgestützt ist.

9 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung nach 8 im Schnitt.

1 vermittelt beispielhaft einen Eindruck von der Form, welche die Querschnitte des zu schleifenden stabförmigen Werkstücks 1 haben können. In der einfachsten Form ist das stabförmige Werkstück 1 ein quaderförmiges Stäbchen mit quadratischen Stirnseiten 2 und rechteckförmigen Längsseiten 3, die sich in Seitenkanten 3a treffen, s. 1a bis 1d. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet derartiger stabförmiger Werkstücke 1 sind Stellglieder in mechanischen Schalt- oder Stelleinrichtungen. Diese Stellglieder können eine Länge L zwischen 10 und 80 mm und einen Querschnitt zwischen 2 und 15 mm haben; jedoch handelt es sich hierbei nur um ein Beispiel. Als Material derartiger stabförmiger Werkstücke 1 kommen unterschiedliche Metalle, aber auch Keramik-Werkstoffe in Frage. Je nach der gewünschten Funktion kann der Querschnitt auch von der Form des geometrisch strengen Quadrats (b) abweichen. So können die Längskanten abgerundet (c) oder mit ebenen Fasen (d) versehen sein. Die Quadratform kann auch zu einem Quadrat mit konvexen Flächen (e) oder mit konkaven Flächen (f) variiert werden. Ferner sind Konturen mit allein durch gekrümmte Linien begrenzten Querschnitten (g), also auch ovale Konturen (h) oder Polygone jeder Ordnung (k) möglich, bei denen die für den quadratischen Querschnitt angegebenen Abwandlungen gleichfalls Gültigkeit haben.

Auch die Längskontur des zu schleifenden stabförmigen Werkstücks 1 ist keinesfalls auf die geometrisch strenge Form des Rechtecks festgelegt, wie sie noch einmal in 2a dargestellt ist.

2 zeigt die Längsseiten 3 des stabförmigen Werkstücks 1 in unterschiedlichen Varianten. So können auch im Übergang zu den Stirnseiten 2 ebene Fasen 2a (2b) oder Abrundungen 2b (2c) vorhanden sein. Die strenge Rechteckform kann zu einer balligen Form (d) variiert werden. Ferner sind konische Längskonturen (e) möglich, aber auch eine rechteckige Grundform mit abgesenktem Mittelteil (f).

3 stellt die erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schleifmaschine dar, mit der ausgehend von einem Rohling die Komplettbearbeitung des stabförmigen Werkstücks 1 möglich ist. Auf einem Maschinenbett 4 ist ein Schleiftisch mit einer Gleitbahn 5 ausgebildet. Die Halteeinrichtung 6 ist in der Richtung dieser Gleitbahn 5 verfahrbar. Diese Verfahrbarkeit dient insbesondere zur Justierung der Position der Halteeinrichtung 6 zur Anpassung an verschiedene Werkstücke 1 und deren Abmessungen. Abweichend von der 3 ist es auch möglich, dass die Verschiebebewegung der Schleifscheiben in Bezug auf das Werkstück 1 in Richtung der Z-Achse als Kreuzschlittenlösung unterhalb der X-Achse auf dem Maschinenbett 4 angeordnet sein kann.

Die Halteeinrichtung besteht bevorzugt aus einer kreisförmigen Scheibe, die um ihren Mittelpunkt drehbar in einer Ebene senkrecht zur Z-Richtung (d. h. der Richtung der Gleitbahn 5) angeordnet ist. Die Scheibe ist mit einem Sockel mit der Gleitbahn verbunden befindet sich im Wesentlichen über dieser. Die Scheibe trägt in der Nähe ihres Umfangsbereichs mehrere in gleichen Winkelabständen angeordnete Spannstellen zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke. Die Spannstellen sind hierzu als Beladegreifer 24 ausgebildet, die den Außenumfang des Werkstücks zwischen zwei Spannbacken 24a fest einspannen oder durch auseinander Bewegen der Spannbacken 24a freigeben können. Die Form der dem Werkstück 1 zugewandten Spannbacken 24a der Beladegreifer 24 ist bevorzugt der äußeren Form der unbearbeiteten Werkstücke 1 angepasst, um diese für das Schleifen sicher zu fixieren. Selbstverständlich müssen die Beladegreifer in der Lage sein, auch ein fertig bearbeitetes Werkstück 1 sicher zu halten und sie dürfen nicht mit den Schleifscheiben 14, 15 während der Bearbeitung in Konflikt kommen.

Die Mindestanzahl von Spannstellen ist drei, wobei im Betrieb zumindest eine jeweils zu Be- oder Entladen der Werkstücke 1 dient und sich die anderen beiden an je einer Bearbeitungsposition 41, 42 der ersten und zweiten Schleifscheiben 14, 15 befinden. Bevorzugt werden jedoch mehr als drei Spannstellen vorgesehen, wie die in 4 gezeigt ist, wo sechs von ihnen vorhanden sind. Hierdurch lassen sich die Be- und Entladebereiche auch voneinander trennen. Bevorzugt wird jedoch dass das Be- und Entladen der Werkstücke an der selben Position erfolgt, da hierdurch am wenigsten Platz benötigt wird. Hierfür sind natürlich beliebige Be- und Entladeeinrichtungen konzipierbar, die dem Fachmann geläufig sind. Unabhängig von der Anzahl der Spannstellen sind jedoch stets höchstens zwei Werkstücke unter Bearbeitung, da erfindungsgemäß nur zwei Schleifspindeln vorhanden sind, jedoch können diese jeweils mit einer oder zwei Schleifscheiben bestückt sein.

Zu beiden Seiten der Halteeinrichtung 6 befinden sich die Werkstückspindelstöcke 7a und 7b, die ebenfalls auf der Gleitbahn verfahrbar sind. Die Werkstückspindelstöcke 7a, 7b können einzeln oder gemeinsam verfahrbar sein. In den Werkstückspindelstöcken 7a, 7b sind Spannbacken 8a, 8b gelagert, die zur Rotation angetrieben werden können. Dabei ist eine Steuerung vorgesehen, durch die die beiden gleichachsig im Abstand von einander befindlichen Spannbacken 8a, 8b streng synchron und phasengleich verdreht werden.

An ihren äußeren Enden tragen die Spannbacken 8a, 8b je einen Reibbelag 9a, 9b, mit dem die Spannbacken 8a, 8b gegen die Stirnseiten 2 des stabförmigen Werkstücks 1 gepresst werden können, um dieses einzuspannen, vergleiche hierzu auch 7. Die Reibbeläge 9a, 9b der Spannbacken 8a, 8b bestehen aus einem sehr verschleißfesten Material, beispielsweise Hartmetall, dadurch wird ihr Verschleiß vermindert.

Streng senkrecht zu dem Schleiftisch mit der Gleitbahn 5 und zu der seitlichen Verschieberichtung der Werkstückspindelstöcke 7a, 7b und/oder ihrer Spannbacken 8a, 8b ist ein Schleifspindelstock 10 in X-Richtung, d. h. senkrecht in Bezug auf die Gleitbahn 5 verschiebbar. Der Schleifspindelstock 10 trägt zwei Schleifspindeln 12 und 13, die in der Höhe und in Bezug auf den horizontalen Abstand von der Gleitbahn 5 zueinander versetzt angeordnet sind, wie dies in 4 dargestellt ist. Die erste Schleifspindel 12 trägt zwei erste Schleifscheiben 14a, 14b, während die zweite Schleifspindel 13 mit der zweiten Schleifscheibe 15 versehen ist. Die Schleifspindeln 12 und 13 treiben die zugehörigen Schleifscheiben 14a, b und 15 zur Drehung um ihre Rotationsachsen 14c und 15a an.

In der üblichen Bezeichnung der Schleiftechnik definiert die Gleitbahn 5 mit der seitlichen Verschieberichtung der Spannstation 6 und der Werkstückspindelstöcke 7a, 7b die Z-Achse. Die gemeinsame Dreh- und Antriebsachse 16 der Spannbacken 8a, 8b bildet die Drehachse C, während die senkrecht zu der Z-Achse und der C-Achse verlaufende Verschieberichtung des Schleifspindelstocks 10 die X-Achse ist.

Einzelheiten der in Zwillingsanordnung von zwei Schleifscheiben 14a, 14b vorgesehenen ersten Schleifscheibe 14, der Doppelschleifscheibe 14, gehen aus 6 hervor. Die beiden Schleifscheiben 14a, 14b sind auf der gemeinsamen Rotationsachse 14c der ersten Schleifspindel 12 in einem axialen Abstand D angeordnet, der durch die Distanzscheibe 17 definiert ist. Jede Schleifscheibe 14a, 14b besteht aus einem Grundkörper 18a, 18b. Die beiden einander zugewandten Breitseiten 19a, 19b der Grundkörper 18a, 18b weisen in ihrem äußeren Umfangsbereich je eine Vertiefung 20a, 20b auf, in der sich eine äußere ringförmige Zone 21a, 21b mit einem Schruppbelag und eine innere ringförmige Zone 22a, 22b mit einem Schlichtbelag befindet. Die beiden Beläge 21a, 21b und 22a, 22b bilden ringförmige Körper innerhalb der Vertiefungen 20a, 20b. Dabei haben die äußeren ringförmigen Zonen 21a, 21b mit dem Schruppbelag eine sich konisch nach außen erweiternde Form.

5A verdeutlicht die Anordnung der beiden Schleifscheiben 14, 15 und damit der Achsen der zugehörigen Schleifspindeln 12, 13 in Bezug zueinander und zur Halteeinrichtung 6 mit den Werkstücken 1. Es handelt sich um eine seitliche Ansicht in Z-Richtung. Zudem gezeigten Zeitpunkt hat die erste Schleifscheibe 14 bereits die Bearbeitung der Stirnflächen des Werkstücks beendet und ist durch Verfahren in X-Richtung in einer Position angelangt, in welcher die beiden Schleifbeläge der Doppelschleifscheibe nicht mehr im Eingriff mit dem Werkstück 1 stehen. Das Werkstück 1, dessen Außenkontur noch nicht bearbeitet ist, wird hierbei noch von dem Beladegreifer 24 der Spannstelle gehalten.

Die zweite Schleifscheibe 15 beginnt gerade in Berührung mit einem anderen Werkstück 1 zu treten, dessen Stirnflächen 2 in einem vorigen Takt von der ersten Schleifscheibe 14 fertig bearbeitet wurden. Das Werkstück 1 wird von nicht gezeigten Spannbacken 8a, 8b in Längsrichtung gespannt und wird durch die zugehörigen Antriebe der beiden nicht gezeigten Spindelstöcke 12, 13 synchron um die C-Richtung in Rotation versetzt. Die Spannbacken 24a des Beladegreifers 24 sind vom Werkstück 1 gelöst, nachdem das Werkstück 1 von den Spannbacken 8a, 8b ergriffen und gespannt ist.

In 5B ist eine Variante hierzu dargestellt, bei der die erste Schleifscheibe 14 noch im Bearbeitungseingriff mit den Stirnflächen 2 des einen Werkstücks 1 ist, während die zweite Schleifscheibe 15 gerade mit dem Schleifen der Außenkontur beginnt. Bei einer derartigen Anordnung, die im Wesentlichen auf einem geringeren horizontalen Abstand der beiden Achsen der Schleifspindeln 12, 13 beruht, findet somit eine zumindest teilweise zeitlich überlappende Bearbeitung von zwei verschiedenen Werkstücken 1 statt. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung der Taktzeit und damit zu erhöhter Produktivität.

In der Halteeinrichtung sind in jeder Spannstelle zwei Spannbacken 24a eines Beladegreifers 24 diametral zueinander angeordnet und gegenläufig zueinander beweglich gesteuert. Mit ihren Spannbacken 24a sind die Beladegreifer 24 an den Querschnitt des stabförmigen Werkstücks 1 angepasst. In der Beladeposition 1 der 4 sind die Spannbacken 24a des Beladegreifers 24 auseinander gefahren. In Position 2 haben die Spannbacken des Beladegreifers 24 das stabförmige Werkstück 1 ergriffen und stellen sich ausgleichend beidseitig gegen dieses an. Diese Art des Greifens und Spannens hat den Vorteil, dass beim Ergreifen und Einspannen des stabförmigen Werkstücks 1 dessen Längsmitte auch bei unterschiedlichem Schleifmaß der Werkstücke 1 immer in derselben waagerechten Ebene bleibt. Im Gegensatz zu einer starren Werkstückauflage hat somit das Schleifaufmaß keinen Einfluss auf die Lage der Werkstückmitte. Beim späteren Umfangsschleifen wird das Aufmaß gleichmäßig abgetragen. Wie die Position 2 der 4 zeigt, kann die Halteeinrichtung 6 das eingespannte stabförmige Werkstück 1 bis dicht an die ersten Schleifscheiben 14a, 14b der Doppelschleifscheibe heranfahren.

Im Folgenden wird der Ablauf eines Schleifvorganges auf einer Schleifmaschine gemäß 4 im Einzelnen beschrieben.

Der Rohling des stabförmigen Werkstücks 1 wird von einem üblichen Transportsystem an die Halteeinrichtung 6 an eine Spanneinrichtung in der Beladeposition übergeben. Dort wird das Werkstück 1, wie schon beschrieben, mittels der Spannbacken 24a des Beladegreifers 24 zentrisch eingespannt, vergleiche die erste Bearbeitungsposition 41 der 4. Die Halteeinrichtung 6 dreht danach um den Winkel &agr; und führt das Werkstück 1 bis in den Wirkungsbereich der ersten Schleifscheibe 14 vor. In dieser ersten, aus 4 ersichtlichen Spannstellung in der ersten Bearbeitungsposition 41 läuft das zeitgleiche Doppelplanschleifen der beiden Stirnseiten 2 an dem stabförmigen Werkstück 1 ab. Hierzu fährt der Schleifspindelstock 10 in Richtung der X-Achse gegen das stabförmige Werkstück 1 vor, vergleiche die 4. Die äußeren ringförmigen Zonen 21a, 21b mit dem Schruppbelag (s. 6) schleifen je eine Stirnseite 2 des stabförmigen Werkstücks 1 vor. Sodann überstreichen die inneren ringförmigen Zonen 22a, 22b mit dem Schlichtbelag je eine Stirnseite 2, so dass die Stirnseiten 2 fertig geschliffen sind.

Anschließend fährt der Schleifspindelstock 10 weiter in X-Richtung, wodurch die zweite Schleifscheibe 15 in Eingriff mit der Oberfläche eines weiteren Werkstücks 1 gelangt, das sich von den beiden Werkstückspindelstöcken 7a, 7b gehalten in der zweiten Bearbeitungsposition 42 befindet. Nach Beendigung der Oberflächenbearbeitung dieses Werkstücks 1 kehrt der Schleifspindelstock 10 sodann in Richtung der X-Achse in seine Ausgangsstellung zurück, so dass alle Schleifscheiben 14, 15 außer Eingriff mit Werkstücken 1 sind. Hierauf wird die Taktscheibe 6a der Halteeinrichtung 6 um das durch die Anzahl der Spannstellen (Spannpositionen) 40 vorbestimmte Winkelmaß &agr; weitergedreht, und ein neuer Arbeitstakt beginnt. Dieser Beginn besteht darin, dass ein noch unbearbeitetes Werkstück 1 in den Bearbeitungsbereich der ersten Schleifspindel 12 gebracht wird und ein an dieser Stelle bereits an den Stirnflächen 2 fertig geschliffenes Werkstück 1 in den Bearbeitungsbereich der zweiten Schleifscheibe 15 gefördert wird. Das stabförmige Werkstück 1 befindet sich dann im Bereich der gemeinsamen Dreh- und Antriebsachse 15a der beiden Spannbacken 8a, 8b. Dort wird dieses Teil durch aufeinander zu Bewegung der Spannbacken ergriffen und gespannt, worauf die Beladegreifer 24 das Werkstück freigeben. Sodann beginnt ein neuer Schleifzyklus indem die Schleifscheiben durch erneutes Verschieben des Schleiftisches in X-Richtung auf die Haltevorrichtung und damit auf die Werkstücke zugestellt werden. Das Planschleifen kann auch schon während des Umspannens erfolgen. Hierdurch wird eine weitere Taktzeitreduzierung erreicht, da während des Umspannens schon planseitig in der ersten Bearbeitungspositiongeschliffen wird.

In dem Bearbeitungsbereich der zweiten Schleifspindel 13 fahren die beiden Werkstückspindelstöcke 7a, 7b beidseitig an das stabförmige Werkstück 1 heran, bis die Spannbacken 8a, 8b mit ihren Reibbelägen 9a, 9b das stabförmige Werkstück 1 an seinen Stirnseiten 2 eingespannt haben. Je nach Ausführung der Werkstückspindelstöcke 7a, 7b kann das Einspannen des stabförmigen Werkstücks 1 an seinen Stirnflächen 2 aber auch allein durch die Spannbacken 8a, 8b erfolgen, wenn diese nicht nur rotierend antreibbar, sondern auch axial verfahrbar sind. Danach werden die Beladegreifer 24 der Halteeinrichtung 6 auseinandergefahren.

Der Vorteil dieser Art des Umspannens besteht darin, dass das Werkstück zwischen den beiden Schleifbearbeitungen nicht mehr separat mit einem Beladehandling gegriffen werden muss. Dadurch kann für das Einspannen zwischen den Spannbacken 8a, 8b eine optimale Genauigkeit erreicht werden; denn es können keine weiteren Positionierfehler durch ein Beladehandling mehr vorkommen. Durch die Ausführung der Bewegungen der Spannbacken 8a, 8b und der Spannkräfte der Beladegreifer 24 ist sichergestellt, dass das Werkstück 1 während des Umspannens in seiner Längsrichtung nicht verschoben wird.

Das stabförmige Werkstück 1 wird durch die beiden Spannbacken 8a, 8b nicht nur in seiner zweiten Spannstellung eingespannt, sondern von den beiden Spannbacken 8a, 8b auch gesteuert zur Drehung angetrieben, wobei die gemeinsame Dreh- und Antriebsachse 15a der beiden Spannbacken 8a, 8b die C-Achse des Schleifvorganges bildet. Natürlich können die Spannbacken 8a, 8b das stabförmige Werkstück 1 erst dann drehen, wenn es sich außerhalb der Beladegreifer 24 befindet, die erste Spannstellung somit aufgehoben ist. Im übrigen zeigt 5a, wie die zweite Schleifscheibe 15 in Richtung der X-Achse an den Umfang des stabförmigen Werkstücks 1 herangefahren und zugestellt wird.

7 zeigt den Zustand des Umfangsschleifens in der zweiten Spannstellung von oben, wobei die Spannbacken 8a, 8b das stabförmige Werkstück 1 einspannen und zugleich verdrehen. Die gemeinsame Dreh- und Antriebsachse 16 bildet die C-Achse des Schleifvorganges. Die zweite Schleifscheibe 15 überdeckt mit ihrer axialen Breite B die Länge L des stabförmigen Werkstücks 1.

Es erfolgt ein Umfangsschleifen nach dem Prinzip der C-X-Interpolation, wobei jeder Drehstellung des stabförmigen Werkstücks 1 ein bestimmter Abstand zwischen der C-Achse und der Rotationsachse 15a der zweiten Schleifscheibe in Richtung der X-Achse entspricht. Dieser Vorgang ist dem Fachmann im Prinzip von dem bekannten CNC-Unrundschleifen geläufig und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Ersichtlich können nach diesem Prinzip die in 1 dargestellten und ähnliche Querschnitte ausgeführt werden. Die gegenseitige Bewegung von Werkstück 1 und zweiter Schleifscheibe 15 wird dabei durch Verschieben des Schleifspindelstocks 10 in Richtung der X-Achse erzeugt. Das Vor- und Fertigschleifen kann mit einer einzigen zweiten Schleifscheibe 15 erfolgen.

Die in 2 dargestellten unterschiedlichen Längskonturen lassen sich verwirklichen, indem die Umfangskontur 15a der zweiten Schleifscheibe 15 entsprechend profiliert ist, vgl. 2d. Insbesondere lassen sich auch stirnseitige Fasen 2a oder Abrundungen 2b an dem stabförmigen Werkstück 1 in einem Konturzug und in derselben Einspannung zeitgleich mit dem Schleifen der Längsseiten 3 anschleifen. Die Umfangskontur 15a der zweiten Schleifscheibe 15 muss hierzu entsprechend geformt sein, vgl. 2b.

Ersichtlich erfüllt die Halteeinrichtung 6 im Zuge der erfindungsgemäßen Verfahrensführung wechselnde Aufgaben. Sie dient zunächst als Transporteinrichtung, die stabförmige Werkstücke 1 bis in den Wirkungsbereich der ersten Schleifscheiben 14a, 14b in der Doppelschleifscheibe fördert. Dort dient sie zugleich als Spanneinrichtung, welche die erste Spannstellung des stabförmigen Werkstücks 1 beim Schleifen der Stirnseiten gewährleistet. Danach dient die Spannstation 6 wieder als Fördermittel, welches das stabförmige Werkstück 1 in den Bereich der beiden Spannbacken 8a, 8b entsprechend Position 4 in 4 überführt. Das Einspannen in die zweite Spannstellung zum Durchführen des Umfangsschleifens wird danach von den Spannbacken 8a, 8b übernommen. Die Halteeinrichtung 6 transportiert das fertig geschliffene Werkstück weiter zu einer Entladeposition, von wo es von einer nicht dargestellten Entladevorrichtung entnommen werden kann. Die so frei gewordene Spannstelle kann dann mit einem neuen Werkstück-Rohling bestückt werden, was bevorzugt mittels einer in einer in der Nähe einer eigenen Beladeposition angeordneten Beladevorrichtung erfolgt.

In 8 und 9 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei welcher die einzelnen Spannstellen der Halteeinrichtung 6 mit Lünetten 50 als Einrichtungen zum Stützen des Werkstücks 1 während der Bearbeitung der Außenkontur mittels der zweiten Schleifscheibe vorgesehen sind. Hierzu ist auf der Scheibe der Halteeinrichtung 6 jeweils ein in radialer Richtung verschiebbares Bauteil vorgesehen, welches die Lünette 50 bildet und bei auseinander gefahrenen Greifflächen der Beladegreifer 24 in Anlage an das von den Spannbacken 8a, 8b gehalten und rotierend angetriebene Werkstück 1 bringbar ist. Dieses Bauteil weist auf der dem Werkstück 1 zugewandten Vorderseite eine an die Abmessungen des Werkstücks 1 angepasste im Wesentlichen halbkreisförmige Ausnehmung 51 auf, wie in der Seitenansicht nach 8 gezeigt ist. Durch die Dimensionierung der Ausnehmung 51 und die Form der Innenkontur lässt sich erreichen, dass das Werkstück 1 bei der Rotation um seine Längsachse in C-Richtung zumindest im Mittenbereich stets an zumindest einem Punkt seiner Außenkontur sicher unterstützt ist. Hierdurch wird ein Durchbiegen des Werkstücks 1 unter dem Einfluss des Schleifdrucks verhindert, so dass eine besonders hohe Schleifgenauigkeit und höheres Zerspanvolumen erreicht werden kann.

In 9 ist eine Draufsicht auf die Anordnung nach 8 dargestellt, die einen Querschnitt durch das als Lünette 50 dienende Bauteil zeigt. Erkennbar ist in dieser Darstellung, das die Innenkontur des Bauteils ballig ausgebildet sein kann, so dass im Wesentlichen nur ein Punkt- oder Linienkontakt der Lünette 50 mit dem Werkstück 1 in seinem Mittelbereich stattfinden kann. Hierdurch ergibt sich eine minimale Beeinträchtigung der Rotation des Werkstücks 1 und eine Minderung des Risikos der Riefenbildung oder sonstiger Beschädigungen auf dem Werkstück 1. Die Bezugszeichen in den 8 und 9 haben dieselbe Bedeutung wie in den übrigen Figuren.

Die erfindungsgemäßen Lünetten 50 werden von in den 8 und 9 nicht gezeigten Betätigungseinrichtungen hydraulisch, pneumatisch oder über elektrische Stelleinrichtungen gesteuert in Anlage an das Werkstück 1 gebracht oder von diesem entfernt, wie im Zusammenhang mit den Ansprüchen 7 und 8 ausführlich erläutert ist. Die erforderlichen Bewegungen der Lünetten 50 ergeben sich aus den Erfordernissen des jeweils angewandten Verfahrens.

Das hier beschriebene Umfangsschleifen bietet einen besonderen Vorteil, wenn das stabförmige Werkstück 1 einen in Querrichtung geschichteten Aufbau hat, wie das für manche Anwendungsfälle wertvoll ist. Es können also abwechselnd fest verbundene Schichten aus unterschiedlichen Werkstoffen im Werkstück vorgesehen sein. Im Gegensatz zum Planlängsschleifen werden beim Umfangsschleifen die Werkstoffe der einzelnen Schichten im Bereich der Seitenflächen nicht miteinander verschmiert.

1

stabförmiges Werkstück

2

Stirnseite

2a

Stirnfase

2b

stirnseitige Abrundung

3

Längsseite

3a

Seitenkante

4

Maschinenbett

5

Gleitbahn

6

Halteeinrichtung

6a

Sockelteil

6b

Taktscheibe

7a, b

Werkstückspindelstock

8a, b

Spannbacken

9a, b

Reibbelag

10

Schleifspindelstock

11

lotrechte Achse

12

erste Schleifspindel

13

zweite Schleifspindel

14, 14a, b

erste Schleifscheiben

14c

Rotationsachse der ersten Schleifscheiben

15

zweite Schleifscheibe

15a

Rotationsachse der zweiten Schleifscheibe

15b

Umfangskontur der zweiten Schleifscheibe

16

Antriebe und Führungen

17

Distanzscheibe

18a, b

Grundkörper

19a, b

Breitseite

20a, b

Vertiefung

21a, b

äußere ringförmige Zone

22a, b

innere ringförmige Zone

23

Sockelteil der Spannstation 6

24

Beladegreifer

24a

Spannbacken

30

gemeinsame Dreh- und Antriebsachse

31

Schleifaufmaß

40

Spannpositionen

41

erste Bearbeitungsposition

42

zweite Bearbeitungsposition

43

Be- und Entladeposition

50

Lünette

51

Ausnehmung

A

Drehrichtung der Taktscheibe

B

axiale Breite der zweiten Schleifscheibe

C

Rotationsachse des stabförmigen Werkstücks beim Umfangsschleifen

D

Abstand der ersten Schleifscheiben voneinander

L

Länge des stabförmigen Werkstücks

X

Achsrichtung der Zustellbewegung senkrecht zur Längsachse des stabförmigen Werkstücks

&agr;

Winkel zwischen benachbarten Spannpositionen