EP0116668B1

EP0116668B1 - Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben

Info

Publication number: EP0116668B1
Application number: EP83101671A
Authority: EP
Inventors: Hans-Robert Dr.-Ing. Meyer; Josef Sauren
Original assignee: Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
Current assignee: Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1983-02-22
Publication date: 1989-01-11
Also published as: DE3378897D1; ATE39874T1; EP0116668A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben mit keramischer, bakelitischer oder metallischer Bindung, die auf einer Fläche eines Grundkörpers, welche nach außen durch den Größtdurchmesser der Rolle begrenzt ist, einen Belag aus Diamanten trägt.
Zum Einschleifen von Profilen in Werkstückoberflächen werden Schleifscheiben verwendet, die auf ihrer Schleiffläche geometrisch definierte Profile aufweisen. Diese Profile müssen durch ein Abrichten zunächst in die neue Scheibe eingearbeitet und danach wegen eines Schleifscheibenverschleißes von Zeit zu Zeit nachbearbeitet werden.
Das Abrichten einer Profilschleifscheibe erfolgt entweder mit einer Profilabrichtrolle, die auf ihrer Umfläche die Werkstück-Kontur trägt, oder mit einer Diamant-Formrolle. Eine Formrolle wird durch geeignete Steuerungen beim Abrichten auch seitlich so geführt, daß das erforderliche in der Steuerung gespeicherte Schleifscheibenprofil entsteht.
Der kleinste abzurichtende konkave Radius an der Schleifscheibe entspricht dem konvexen Radius R an der Diamant-Formrolle. Häufig werden Radien mit R _% 0,2 mm gefordert. Dafür geeignete Formrollen können entweder nur mit Diamanten von kleiner Körnungsgröße hergestellt sein oder der Radius R muß an der Formrolle durch Schleifen mit Diamant-Schleifscheiben erzeugt werden. Bei kleinen Radiusgrößen ist der Verschleiß der Diamant-Formrolle jedoch entsprechend höher, so daß sich der Einsatz solcher Abrichtwerkzeuge als unwirtschaftlich erweist.
Deshalb sind Diamant-Formrollen entwickelt worden, deren Umfläche zylinderförmig ist. Der Zylinderteil wird an beiden Seiten durch Radien begrenzt, die wiederum tangential in z. B. unter einem Winkel a = 30° geneigte Stirnflächen übergehen. Bei diesen Formrollen liegen die Diamanten auf der zylindrischen Umfangsfläche parallel zu der Drehachse des Werkzeuges in einer Schicht nebeneinander.
Für diese können bei gleichem Radius R wegen ihrer geometrischen Form größere Körnungsgrö- ßen verwendet werden als bei der vorher beschriebenen Ausführungsform. Wegen der zusätzlichen geraden Abrichtzonen kommen gleichzeitig mehrere Diamanten zum Einsatz. Dadurch wird die Lebensdauer verlängert. Die Verwendung derartiger Rollen ist jedoch durch ihre geometrische Form eingeschränkt, weil nur konkave Radien mit eingeschlossenem Winkel -- 90° bzw . 90° + a abgerichtet werden können. Außerdem sind derartige Diamant-Formrollen durch den am Radius auftretenden Verschleiß noch mit unzureichender Lebensdauer behaftet, weil beim Profilabrichten im Dereich des Radius R der häufigste Kontakt und damit die größte Belastung auftritt. Alle diese bekannten Formrollen haben den Nachteil, daß ihre Lebensdauer spätestens dann erreicht ist, wenn eine Schicht Diamanten verschlissen ist.
Bekannt (DE-A 1 093 692) ist ein Abrichtwerkzeug mit einer Diamantschicht, die radial zu der Achse der Schleifscheibe ausgerichtet ist. Dabei handelt es sich um ein feststehendes Abziehwerkzeug zum Abrichten, das für ein Formabrichten im Präzisionsverfahren nicht geeignet ist, weil sich mit fortlaufendem Verschleiß auch die wirksame Angriffsfläche der Diamantkörnung vergrößert, so daß sich die Einsatzbedingungen in Abhängigkeit vom Verschleiß fortlaufend ändern.
Der Nachteil einer nur geringen Lebensdauer einer Formabrichtrolle ist auch gegeben bei einer bekannten Ausführung entsprechend der DE-A 2 510 558 welche den nächstkommenden Stand der Technik beschreibt. Eine solche Abrichtrolle trägt auf zwei nach außen hin konvergierenden ebenen Flächen sowie auf ihrer Konvex gekrümmten Scheibenumfangsfläche einen Diamantbelag, der einschichtig ausgebildet ist. Wenn mit einer derartigen Formrolle das Abrichten einer Schleifscheibe mit ihrer Umfangsfläche erfolgt, ist die Lebensdauer bzw. der Erhalt genauer Abrichtergebnisse beschränkt auf den Erhalt der an der Umfangsfläche liegenden äußersten Diamantschicht, die einschichtig ist. Nach einem Verbrauch der außen am Umfang liegenden Diamantschicht würden zwar die beiden sich außen anschließenden und nach außen hin divergierenden Diamantschichten noch zum Einsatz kommen, obwohl diese ansich dafür bestimmt sind, durch ein Schwenken der Formrolle am abzurichtenden Werkzeug Schultern frei zu arbeiten. Aufgrund der mit dem fortschreitenden Verbrauch der außenliegenden Schichten zunehmenden Divergenz können aber nicht fortlaufend Radien gleicher Größe genutzt werden, weil die Größe der wirksamen Radien fortlaufend zunehmen würde, da sich der ursprünglich vorhandene kleine Außenradius der Formabrichtrolle fortlaufend vergrößert in Folge der gegenseitigen Schrägstellung der beiden außenliegenden Diamantschichten. Nach einem Verschleiß der ursprünglich am Umfang außen liegenden Diamantkornschicht ist es demzufolge nicht möglich, weiterhin gleichbleibend kleine Radien auf der Schleifscheibe zu erzeugen unter einer weiterhin langzeitigen Ausnutzung der Formabrichtrolle.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, Diamant-Formrollen für kleine Radien über eine längere Lebensdauer verwendbar zu machen, als es bisher wirtschaftlich möglich erschien. Erfindungsgemäß ist dafür eine Formabrichtrolle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgesehen, die nur mit einem einzigen Belag von Diamanten engklassierter Grösse versehen ist, der in Richtung der Drehachse einschichtig und senkrecht zu der Drehachse mehrschichtig ist.
Eine derartige Formrolle erlaubt die Bearbeitung von Profilen mit sehr kleinen Radien, ohne daß sich bei ihrem Verschleiß die wirksame Breite ändert. Dazu kann eine lange Lebensdauer ausgenutzt werden, weil nach einem Verschleiß der außenliegenden Diamanten fortlaufend die darunterliegenden Diamanten bis zum vollständigen Aufgebrauch der Diamantschichten unter gleich bleibenden Bedingungen auszunutzen sind.
Ein Ausfuhrungsbeispiel einer solchen Diamant-Formrolle ist in einer Zeichnung wiedergegeben und nachstehend erläutert.
Die Grundkörperteile 1 und 2 mit dem Durchmesser D bestehen vorzugsweise aus Stahl. Zwischen den Grundkörperteilen 1 und 2 liegt der in Richtung der Drehachse 3 einschichtige und senkrecht zur Drehachse 3 mehrschichtige Diamantbelag 4 von der Stärke D₁ mit den auf dem äußersten Umkreis befindlichen Diamanten 5. Die Diamanten können, um einen definierten Radius R mit enger Toleranz zu erzeugen, durch Sieben eng klassiert sein. Zum Beispiel kann eine Siebfraktion Verwendung finden, die ein Sieb mit der Maschenöffnungsweite 330 µm passiert hat, jedoch auf einem Sieb mit einer Maschenöffnungsweite von 290 ₄m liegen bleibt. Darüberhinaus kann zur weiteren Einengung der Toleranz die Siebfraktion in bekannter Weise kornformklassiert und nur die überwiegend runden oder blockigen Körner verwendet werden. Verschleißt die äußerste Diamantschicht 5 beim Abrichten, dann werden die Stahlgrundkörper 1 und 2 durch den Kontakt mit der Schleifscheibe gleichzeitig abgeschliffen, so daß die jeweils auf dem äußersten Umfang zur Verfügung stehenden Diamanten immer über den Grundkörper hinausragen, weil die Diamanten wegen ihrer Härte weniger verschleißen als die Stahlgrundkörper 1 und 2 und die zwischen den Diamanten angeordnete Bindung 6. Ein Verschleißzustand 7 ist als Beispiel gestrichelt eingezeichnet Aufgrund der nacheinander zum Eingriff gelangenden, diamantbestückten Umkreise bis zur gestricht-punktierten Linie 8, wobei jedoch die spitze Form der Diamant-Formrolle erhalten bleibt, ist die Lebensdauer dieses Abrichtwerkzeuges weit größer als die Lebensdauer bekannter Diamant-Formrollen, bei denen der Verschleiß nach meist nur einer halben Diamantbelagschicht bereits das Ende der Lebensdauer durch unzulässig große Formabweichung herbeiführt.
Die Bindung der Diamanten an den Grundkörperteil 1 erfolgt vorteilhaft durch einen galvanisch abgeschiedenen Nickelbelag, dessen Dicke kleiner ist als die Diamantkörnungsgröße. Verwendbar sind jedoch ebenfalls andere Bindungsarten wie Bronze, Stahl, Kunstharz und ähnliche. Vorzugsweise kann auch eine doppelte Bindung erfolgen, wobei der einschichtige Diamantbelag auf den einen Grundkörperteil durch einen galvanischen Niederschlag gebunden ist, der andere Grundkörperteil jedoch zum Beispiel mit einer Bronze, die gegebenenfalls mit verschleißmindernden Füllstoffen wie Kobalt aufgefüllt werden kann, aufgesintert wird. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der Grundkörperteil 2 aus Sinterbronze gefertigt ist, wobei die Sinterbronze direkt auf den mit dem Diamantbelag bestückten Grundkörperteil 1 aufgesintert wird.

Claims

1. Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben mit keramischer, bakelitischer oder metallischer Bindung, die auf einer Fläche eines Grundkörpers (1), welche nach außen durch den Größtdurchmesser (D) der Rolle begrenzt ist, einen Belag aus Diamanten (5) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Formabrichtrolle nur mit einem einzigen Belag von Diamanten (5) engklassierter Größe versehen ist, der in Richtung der Drehachse (3) einschichtig und senkrecht zu der Drehachse (3) mehrschichtig ist.

2. Diamant-Formrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten Größen von etwa 290 bis 330 µm aufweisen.

3. Diamant-Formrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (5) konformklassiert, vorzugsweise kugelförmig sind.