Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Schleifen von mindestens einem Rundkörper mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Schleifkörper für die Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Schleifen mit der Werkzeugmaschine und/oder mit dem Schleifkörper.

Bei der Fertigung von Rundteilen werden trennende Verfahren eingesetzt. Bekannt sind Fräsmaschinen, welche eine Formgebung über spanabhebende Bearbeitung umsetzen. Als eine Alternative bei der Bearbeitung von Rundteilen hat sich mittlerweile das Schleifen etabliert. Beispielsweise wird das spitzenlose Außenrundschleifen, insbesondere nach DIN 8589, Teil 1 1 , eingesetzt. Man unterscheidet beim spitzenlosen Schleifen grundsätzlich zwischen zwei Verfahrensvarianten, dem Durchgangschleifen (auch Durchlaufschleifen genannt) und dem Einstechschleifen. Letzteres wird für die Bearbeitung von Werkstücken mit abgesetzten oder profilierten Mantelflächen eingesetzt. Im Gegensatz zu anderen Rundschleifverfahren wird das Werkstück hierbei nicht kraftschlüssig eingespannt. Stattdessen befindet es sich im sogenannten Schleifspalt zwischen der Schleifscheibe und einer Regelscheibe auf einer Werkstückauflage.

Beispielsweise offenbart die Druckschrift WO 2014/090678 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, ein Verfahren und eine Rundschleifmaschine zum spitzenlosen Rundschleifen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Werkzeugmaschine und ein verbessertes Verfahren zur Fertigung von Rundkörpern vorzuschlagen, welche eine wirtschaftlichere Bearbeitung ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , durch eine Schleifscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Gegenstand der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine, welche zum Schleifen von mindestens einem Rundkörper ausgebildet ist. Die Werkzeugmaschine ist insbesondere als eine Rundschleifmaschine, im Speziellen als eine Außenrundschleifmaschine, ausgebildet. Bei dem Schleifen handelt es sich um ein Trennverfahren, insbesondere handelt es sich gemäß der DIN8589 um ein Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide und/oder um ein Spanen mit gebundenem Korn.

Der Rundkörper ist in der Grundform vorzugsweise als ein zylinderförmiger Vollkörper oder Hohlkörper ausgebildet. Das Material des Rundkörpers ist vorzugsweise Metall. Insbesondere kann es sich um ein Hartmetall handeln. Besonders bevorzugt besteht der Rundkörper aus Stahl, insbesondere Wälzkörper- oder Wälzlagerstahl.

Die Werkzeugmaschine weist eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Stangen- oder Rohrmaterials als ein Halbzeug auf. Das Stangenmaterial ist vorzugsweise als eine gerade, zylinderförmige Stange ausgebildet. Das Rohrmaterial ist vorzugsweise als ein gerades, hohlzylinderförmiges Rohr ausgebildet. Das Stangen- oder Rohrmaterial wird nachfolgend zusammenfassend als Halbzeug bezeichnet. Die Aufnahmeeinrichtung kann auch als Mittel zur Aufnahme des Stangen- oder Rohrmaterials bezeichnet werden.

Die Werkzeugmaschine weist einen Schleifkörper sowie eine Schleifeinrichtung auf. Die Schleifeinrichtung dient zum Rotieren des Schleifkörpers, insbesondere um eine Schleifkörperachse, sodass dieser das Halbzeug schleifen kann.

Ferner weist die Werkzeugmaschine eine ZuStelleinrichtung zum Zustellen des Schleifkörpers relativ zu dem Halbzeug auf. Vorzugsweise bewegt die ZuStelleinrichtung den Schleifkörper in Richtung des Halbzeugs. Alternativ kann jedoch auch das Halbzeug in Richtung des Schleifkörpers bewegt werden. In einem Zustellvorgang wird aus dem Halbzeug der mindestens eine Rundkörper gefertigt. Unter einem Zustellvorgang wird vorzugsweise das Zustellen des Schleifkörpers relativ zu dem Halbzeug ohne axiales Verschieben des Halbzeugs verstanden. Vorzugsweise wird der Schleifkörper in einer Zustellrichtung zugestellt, wobei die Zustellrichtung senkrecht zu der Längserstreckung des Halbzeugs ausgerichtet ist.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Schleifkörper ein Schleifprofil aufweist, welches so ausgebildet ist, so dass aus dem Halbzeug in dem Zustellvorgang parallel und/oder zugleich mindestens zwei Grundkörper gefertigt und von dem Halbzeug getrennt werden.

In der Werkzeugmaschine wird somit eine Verfahrenskombination durchgeführt, wobei zugleich ein Profil, insbesondere ein Außenprofil auf die mindestens zwei Rundkörper eingebracht wird und zugleich die Rundkörper von dem Halbzeug und auch voneinander getrennt werden.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass insbesondere im Vergleich zu einer klassischen, spanenden Bearbeitung von Rundkörpern, die insbesondere mit definierten Schneiden durchgeführt wird, eine Mehrzahl von Arbeitsschritten erspart werden kann. Betrachtet man beispielsweise eine Einzelfertigung von Innenringen mit Kugellaufbahnen, so werden diese nach der folgenden Arbeitsfolge gefertigt:

1 . Weichbearbeitung des Rohteils in mehreren Arbeitsschritten (zum Beispiel Doppelseitenplanschleifen, spitzenlos Durchgangsschleifen und Drehen)

2. Härten

3. spitzenlos Durchgangsschleifen (bei ca. 70 Prozent der Teile)

4. zwei Mal Doppelseitenplanschleifen

5. Einstechschleifen der Laufbahn

6. Bohrungsschälschleifen

7. Finishen der Laufbahn

Gegenüber der Bearbeitung nach dem zuvor geschilderten Arbeitsvorgang können die Bearbeitungsschritte für die Weichbearbeitung (Doppelseitenplanschleifen, spitzenlos Durchgangsschleifen und Drehen) sowie das zweifache Doppelseitenplanschleifen entfallen und die damit verbundenen höheren Anforderungen an das Bauteil bezüglich Form- und Lagetoleranzen verringert oder sogar eliminiert werden.

Gegenüber dem konventionellen spitzenlosen Einstechschleifen besteht die Verbesserung in der höheren Ausbringung pro Arbeitstakt. Ein damit verbundener Vorteil ist, dass durch den Entfall mehrerer Arbeitsschritte auch die erforderlichen Wasch- und Konservierungsvorgänge entfallen können und die dafür erforderlichen Anlagen und Medien eingespart werden können.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Schleifprofil mindestens drei Trennscheibenabschnitte zum Einbringen von Trennspalten in das Halbzeug auf, wobei die Trennspalten zum Abtrennen der mindestens zwei Rundkörper von dem Halbzeug und/oder voneinander ausgebildet sind. Ferner weist das Schleifprofil mindestens zwei Profilabschnitte zum Einschieifen von Profilen in die mindestens zwei Rundkörper auf. Die Profile sind insbesondere nicht geradlinig ausgebildet. In dieser bevorzugten Ausgestaltung sind somit parallel zwei Rundkörper in einem Zustellvorgang zu fertigen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Schleifprofil eine abwechselnde Abfolge von Trennscheibenabschnitten zum Einbringen eines Trennspalts zwischen zwei der Rundkörper und Profilabschnitten auf, sodass mindestens fünf, vorzugsweise mindestens zehn Rundkörper in dem einen Zustellvorgang gefertigt werden können. Vorzugsweise reihen sich die Abschnitte des Schleifprofils in axialer Richtung aneinander an. Es ergibt sich der Vorteil, dass nicht nur zwei, sondern eine größere Anzahl von Rundkörpern parallel gefertigt werden kann.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist der Profilabschnitt einen Laufbahnabschnitt auf, wobei der Laufbahnabschnitt insbesondere zum Einschieifen einer Laufbahn auf dem Rundkörper ausgebildet ist. Die Laufbahn dient insbesondere zum Führen einer Kugel. Besonders bevorzugt ist der Laufbahnabschnitt in einem Längsschnitt zumindest abschnittsweise teilkreisförmig ausgebildet und/oder die Laufbahn in dem Rundkörper weist eine teilkreisförmige Form auf. Alternativ oder ergänzend weist der Profilabschnitt einen Dichtnutenabschnitt auf, wobei der Dichtnutenabschnitt so ausgebildet ist, dass dieser eine Dichtnut in dem Rundkörper erzeugt, insbesondere einschleift. Betrachtet man eine radiale Ausdehnung von Profilabschnitt und vom Trennscheibenabschnitt ausgehend von der Schleifkörperachse, so erstreckt sich der Trennscheibenabschnitt weiter als der Profilabschnitt, sodass der Rundkörper vollständig von dem Halbzeug abgetrennt werden kann.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Schleifprofil der Trennscheibenabschnitt ein in Zustellrichtung divergierendes und/oder hinterschnittenes Teilprofil aufweist. Damit wird erreicht, dass die in axiale Richtung weisenden Seitenflanken des Trennscheibenabschnitts kontaktfrei zu dem Rundkörper bleiben, sodass die Trennspalte als eine Ebene in dem Rundkörper ausgebildet ist und ein Seitenplanschleifen erspart werden kann.

Bei einer Alternative oder Weiterbildung der Erfindung ist in dem Schleifprofil der Profilabschnitt oder ein Teilabschnitt davon als ein in Zustellrichtung konvergierendes und/oder hinterschnittfreies Teilprofil ausgebildet. Im Gegensatz zu dem Trennscheibenabschnitt soll der Profilabschnitt oder ein Teilabschnitt davon in dem Rundkörper ein Profil erzeugen, welches komplementär zu dem Profilabschnitt beziehungsweise Teilabschnitt ausgebildet ist. Dies ist jedoch nur möglich, wenn der Profilabschnitt beziehungsweise der Teilabschnitt in Richtung des Rundkörpers konvergiert und/oder insbesondere im Schleifzustand in dem Rundkörper hinterschnittfrei ausgebildet ist.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Rundkörper als Gleichteile ausgebildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Zustellgeschwindigkeit bei dem Zustellvorgang einheitlich für alle Rundkörper eingestellt werden kann, ohne dass Kompromisse aufgrund von unterschiedlichen Rundkörpern gemacht werden müssen.

Prinzipiell wäre es möglich, dass das Halbzeug insbesondere zentriert von einer Aufnahmeeinrichtung aufgenommen wird. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Halbzeug von der Aufnahmeeinrichtung unzentriert gehalten wird. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Es ist vorgesehen, dass die Aufnahmeeinrichtung aus einer Auflage zur Auflage des Halbzeugs und einer Regelscheibe gebildet ist. Der Schleifkörper und die Regelscheibe bilden einen Schleifspalt, wobei die Auflage in dem Schleifspalt angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend ist die Werkzeugmaschine zur Umsetzung eines insbesondere spitzenlosen Einstechschleifens ausgebildet. Vorzugsweise ist die Werkzeugmaschine so realisiert, dass der Schleifkörper und die Regelscheibe in gleicher Drehrichtung betrieben werden. Die Regelscheibe ist vorzugsweise so ausgebildet, dass diese das Halbzeug schlupfarm oder schlupffrei dreht und/oder dass das Halbzeug und die Regelscheibe gemeinsam schlupffrei rotieren. Insbesondere ist die Regelscheibe aus einem Kunststoff ausgebildet.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Schleifkörper für die Werkzeugmaschine, wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schleifkörper das Schleifprofil aufweist, sodass aus dem Halbzeug in einem Zustellvorgang mindestens zwei Rundkörper gefertigt und von dem Halbzeug getrennt werden können. Der Schleifkörper ist insbesondere als ein Zylinderkörper ausgebildet, wobei das Schleifprofil an der äußeren Zylinderwand angeordnet beziehungsweise eingebracht ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schleifen von Rundkörpern mit dem Schleifkörper, wobei der Schleifkörper wie zuvor beschrieben ausgebildet, und wobei das Verfahren vorzugsweise in der Werkzeugmaschine erfolgt, wie diese zuvor beschrieben wurde. Das Verfahren wird umgesetzt, indem mindestens zwei Rundkörper in einem Zustellvorgang gefertigt und abgetrennt werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Werkzeugmaschine als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Detaildarstellung im Längsschnitt eines Halbzeugs und eines Schleifkörpers in einer Anfangsposition zur Illustration eines Verfahrens zum schleifen eines Rundkörpers auf der Werkzeugmachine der Figur 1 ;

Figur 3 in gleicher Darstellung wie in Figur 2 in einer Zwischenposition;

Figur 4 in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren in einer Trennposition.

Die Figur 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Werkzeugmaschine 1 , welche zum Schleifen von einem Rundkörper 2 ausgebildet ist. Die Werkzeugmaschine 1 ist insbesondere als eine Rundschleifmaschine ausgebildet. Sie weist eine Aufnahmeeinrichtung 3 zur Aufnahme eines Halbzeugs 4 auf, wobei aus dem Halbzeug 4 durch das Schleifen der Rundkörper 2 gebildet wird. Die Aufnahmeeinrichtung 3 umfasst eine Regelscheibe 5 sowie eine Auflage 6, auf der der Rundkörper 2 beziehungsweise das Halbzeug 4 angeordnet ist. Ferner weist die Werkzeugmaschine 1 einen Schleifkörper 7 auf, welcher über eine Schleifeinrichtung 8 um eine Schleifkörperachse A1 rotiert werden kann. Eine Regelscheibenrotationsachse A2 und die Schleifkörperrotationsachse A1 sind parallel zueinander und parallel zu einer Halbzeugrotationsachse A3, welche eine Rotationsachse für das Halbzeug 2 beziehungsweise den Rundkörper 4 bildet.

Regelscheibe 5 und Schleifkörper 7 sind so angeordnet, dass zwischen diesen ein Schleifspalt 9 gebildet ist, in dem zum einen die Auflage 6 und zum anderen der Rundkörper 2 beziehungsweise das Halbzeug 4 angeordnet ist. Bei einer Bearbeitung kann der Schleifkörper 7 gegebenenfalls gemeinsam mit der Schleifeinrichtung 8 in einer Zustellrichtung Z über eine nicht dargestellte ZuStelleinrichtung in Richtung zu dem Schleifspalt 9 und/oder dem Rundkörper 2 und/oder dem Halbzeug 4 zugestellt werden. Die Zustellrichtung Z ist dabei senkrecht zu den genannten Achsen A1 , A2 und A3. Die Regelscheibe 5 und der Schleifkörper 7 werden in gleicher Umlaufrichtung rotiert, wobei Regelscheibe 5 und Rundkörper 2 beziehungsweise Halbzeug 4 schlupfarm oder schlupffrei miteinander rotieren. Der Schleifkörper 7 kann dagegen schneller rotieren, sodass dieser den Rundkörper 2 beziehungsweise das Halbzeug 4 schleift.

Insbesondere wird auf der Werkzeugmaschine 1 ein Einstechschleifen, insbesondere spitzenloses Außenrundschleifen, im Speziellen nach DIN 8589, Teil 1 1 umgesetzt.

Die Figur 2 zeigt in einem Längsschnitt einen Detailbereich der Werkzeugmaschine 1 , und zwar das Halbzeug 4 mit dessen Halbzeugrotationsachse A3, welches auf der Auflage 6 angeordnet ist. Ferner ist ein Schleifprofil 12 des Schleifkörpers 7 in der Längsschnittdarstellung gezeigt. Das Schleifprofil 12 ist in Umlaufrichtung um die Schleifkörperrotationsachse A1 gleich ausgebildet. In axialer Erstreckung weist das Schleifprofil 12 eine abwechselnde Abfolge von Trennscheibenabschnitten 13 und Profilabschnitten 14 auf. Die Profilabschnitte 14 teilen sich wiederum auf in Dichtnutenabschnitte 15 und Laufbahnabschnitte 16. Das Schleifprofil 12 in der Figur 2 weist insgesamt vier Trennscheibenabschnitte 13 und drei dazwischen angeordnete Profilabschnitte 14 auf. Es ist zu erkennen, dass die radiale Länge der Trennscheibenabschnitte 13 länger ausgebildet ist als die radiale Länge der Profilabschnitte 14.

Das Halbzeug 4 ist in dem Ausführungsbeispiel als ein Rohrmaterial aus Stahl ausgebildet. Besondere Vorteile können bei dem Schleifen von Rundkörpern 2 dadurch erzielt werden, dass das Rohmaterial bereits gehärtet ist.

Der Schleifkörper 7 wird in der Zustellrichtung Z rotierend in Richtung des Halbzeugs 4 gefahren. Sobald Halbzeug 4 und Schleifkörper 7 in Kontakt sind, wird die Rotation des Schleifkörpers 7 auf das Halbzeug 4 übertragen. Dieses stützt sich jedoch gegen die Regelscheibe 5 ab, sodass die Drehgeschwindigkeit durch die Regelscheibe 5 begrenzt und damit definiert ist. Im Ergebnis rotieren Regelscheibe 5 und Halbzeug 4 beziehungsweise später Rundkörper 2 betragsmäßig mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit, die Umfangsgeschwindigkeit des Schleifkörpers 7 ist jedoch höher, sodass der Schleifvorgang durchgeführt wird. ln der Figur 3 ist dargestellt, wie der Schleifkörper 7 weiter in der Zustellrichtung Z in Richtung des Halbzeugs 4 zugefahren ist. Die Trennscheibenabschnitte 13 sind bereits in das Material des Halbzeugs 4 eingetaucht und haben unvollständige Trennspalte 17 erzeugt, wie dies im unteren Teil der Figur 3 zu erkennen ist. In dem Zustand in der Figur 3 sind die Profilabschnitte 14 jedoch noch kontaktfrei zu dem Halbzeug 4 ausgebildet.

In der Figur 4 ist dagegen der Zustand der Werkzeugmaschine 1 gezeigt, wobei das Halbzeug 4 bereits zu Rundkörpern 2 geschliffen ist und die Rundkörper 2 voneinander und von dem Halbzeug 4 abgetrennt sind. Dabei sind die Trennscheibenabschnitte 13 soweit eingetaucht, dass diese die Wandung des Halbzeugs 4 vollständig durchdrungen haben und dadurch vollständige Trennspalte 17 ausgebildet sind.

Die Profilabschnitte 14 sind dagegen in das Halbzeug 4 beziehungsweise in die Rundkörper 2 eingedrungen und erzeugen durch den Schleifvorgang eine zu dem Schleifprofil 12 beziehungsweise Profilabschnitt 14 komplementäres Profil in den Rundkörpern 2. Somit sind in den Rundkörpern 2 jeweils eine Laufbahn 18 sowie zwei Dichtnuten 19 eingebracht. Die Laufbahn 16 ist als eine Rille für Kugeln als Wälzkörper ausgebildet, die Dichtnuten weisen ein rechteckiges Profil auf, so dass Dichtungen eingelegt werden können. Damit bilden die Rundkörper 2 Innenringe für ein Wälzkörperlager.

Wie aus dem Schleifprofil zu erkennen ist, ist der Trennscheibenabschnitt 13 in Richtung des Halbzeugs 4 divergierend ausgebildet, sodass die Trennspalte 17 nur durch die äußersten Bereiche der Trennscheibenabschnitte 13 definiert sind und die begrenzenden Wände der Rundkörper 2 in Radialebenen zu der Halbzeugrotationsachse A3 verlaufen. Die Profilabschnitte 14 beziehungsweise die Teilabschnitte 15 und 16 sind dagegen konvergierend ausgebildet, sodass das Profil hinterschnittfrei eingebracht werden kann. Die Erzeugung der in dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen drei Rundkörper 2 erfolgt in einem einzigen Zustellvorgang, wobei der Schleifkörper 7 zu dem Halbzeug 4 zugestellt wird, ohne das Halbzeug 4 in axialer Richtung zu bewegen.

Bezugszeichenliste

1 Werkzeugmaschine

2 Rundkörper

3 Aufnahmeeinrichtung

4 Halbzeug

5 Regelscheibe

6 Auflage

7 Schleifkörper

8 Schleifeinrichtung

9 Schleifspalt

10 leer

1 1 leer

12 Schleifprofil

13 Trennscheibenabschnitte

14 Profilabschnitte

15 Dichtnutenabschnitte

16 Laufbahnabschnitte

17 Trennspalte

18 Laufbahn

19 Dichtnuten

Z Zustellrichtung

A1 Regelscheibenrotationsachse

A2 Schleifkörperrotationsachse

A3 Halbzeugrotationsachse