DE102021132468B3

DE102021132468B3 - METHOD AND DEVICE FOR GRINDING THE FACE SIDES OF A ROTATIONALLY-SYMMETRIC WORKPIECE HAVING COATINGS WITH DIFFICULT TO MACHIN

Info

Publication number: DE102021132468B3
Application number: DE102021132468.8A
Authority: DE
Inventors: Hubert Müller
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2041-12-10

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen von Planseiten 1 eines eine Beschichtung mit hohem Zerspanungswiderstand aufweisenden, rotationssymmetrischen Werkstückes 3, insbesondere einer Bremsscheibe 3.1, beschrieben, bei welchem bzw. bei welcher mit zwei Schleifscheiben 4, 5 geschliffen wird, wobei die erste Schleifscheibe 4 vorschleift und die zweite Schleifscheibe 5 fertigschleift und die Schleifscheiben 4, 5 CBN-Schleifscheiben sind. Die erste Schleifscheibe 4 zum Vorschleifen schleift die Planseite 1 des Werkstückes 3 um ein Vorschleifaufmaß, das deutlich größer ist als das mit der zweiten Schleifscheibe 5 geschliffene Fertigschleifaufmaß. Die erste Schleifscheibe 4 muss also ein relativ großes Zerspanungsvolumen realisieren und ist daher einem größeren Verschleiß ausgesetzt, als die zweite Schleifscheibe 5, welche ein kleineres Zerspanungsvolumen realisieren muss und die Maß- und Formhaltigkeit des Werkstückes 3 beim Fertigschleifen erzielt. Die Schleifscheiben 4, 5 sind jeweils als ineinander angeordnete Topfscheiben 4.1, 5.1 ausgebildet, welche relativ zueinander axial mit zumindest einer Planseite 1 des Werkstückes 3 in Schleifeingriff gebracht werden. Die ineinanderliegenden Topfscheiben 4.1, 5.1 haben jeweilige Antriebsspindeln 7, 8, wobei die außenliegende Antriebsspindel 7 in ihrem Innern eine innenliegende Antriebsspindel 8 aufweist, so dass beide Topfscheiben 4.1, 5.1 auf einem Schleifspindelstock angeordnet sind.A method and a device for grinding flat sides 1 of a rotationally symmetrical workpiece 3, in particular a brake disc 3.1, having a coating with high chipping resistance are described, in which grinding is carried out with two grinding wheels 4, 5, the first grinding wheel 4 pre-grinds and the second grinding wheel 5 finish-grinds and the grinding wheels 4, 5 are CBN grinding wheels. The first grinding wheel 4 for pre-grinding grinds the flat side 1 of the workpiece 3 by a pre-grinding allowance that is significantly larger than the finish-grinding allowance ground with the second grinding wheel 5 . The first grinding wheel 4 must therefore achieve a relatively large machining volume and is therefore exposed to greater wear than the second grinding wheel 5, which has to realize a smaller machining volume and achieves the dimensional and shape accuracy of the workpiece 3 during finish grinding. The grinding wheels 4, 5 are each designed as cup wheels 4.1, 5.1 arranged one inside the other, which are brought into grinding engagement relative to one another axially with at least one flat side 1 of the workpiece 3. The nested cup wheels 4.1, 5.1 have respective drive spindles 7, 8, with the outer drive spindle 7 having an inner drive spindle 8 in its interior, so that both cup wheels 4.1, 5.1 are arranged on a grinding headstock.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen von Planseiten eines eine schwerzerspanbare Beschichtung aufweisenden rotationssymmetrischen Werkstücks.The invention relates to a method and a device for grinding flat sides of a rotationally symmetrical workpiece having a coating that is difficult to machine.

Rotationssymmetrische Werkstücke werden im Stand der Technik auf Schleifmaschinen geschliffen, häufig in mehreren Arbeitsgängen oder sogar mit mehreren Schleifmaschinen. Die vorliegende Erfindung ist vor allem auf hartbeschichtete Werkstücke wie Bremsscheiben für Kraftfahrzeuge gerichtet. Zwischenzeitlich unterliegt der Bau von Kraftfahrzeugen immer strengeren und gesetzlich vorgegebenen eingeschränkteren Abgasbestimmungen sowie Feinstaubemissionsbestimmungen, welche von Kraftfahrzeugen hervorgerufen werden. Die Emissionen für Kraftfahrzeuge müssen zukünftig nach neuen Bestimmungen wie EURO 7 begrenzt werden. In dieser Vorschrift sind die zulässigen Feinstaubemissionen von Kraftfahrzeugen, welche maximal zugelassen sind, vorgegeben. Diese Emissionen sind allerdings gegenwärtig nur sehr schwer zu erreichen. Allenfalls mit erhöhtem Fertigungsaufwand sind diese Ziele erreichbar, was jedoch auch mit zusätzlichen Kosten stets verbunden ist.In the prior art, rotationally symmetrical workpieces are ground on grinding machines, often in a number of operations or even with a number of grinding machines. The present invention is primarily directed to hard coated workpieces such as brake discs for motor vehicles. In the meantime, the construction of motor vehicles is subject to ever stricter and more restricted exhaust gas regulations prescribed by law, as well as fine dust emission regulations, which are caused by motor vehicles. The emissions for motor vehicles must be limited in future according to new regulations such as EURO 7. This regulation specifies the maximum permissible fine dust emissions from motor vehicles. However, these emissions are currently very difficult to achieve. At best, these goals can be achieved with increased manufacturing effort, which, however, is always associated with additional costs.

Feinstaubemissionen von Kraftfahrzeugen werden nicht nur durch deren Antriebsmotor verursacht, welcher in der Mehrheit noch immer der Verbrennungsmotor ist, sondern auch von weiteren Baugruppen wie beispielsweise den Bremsen und insbesondere dabei den Bremsscheiben. Die Bremsscheiben unterliegen beim Bremsen in der Regel einem starken Verschleiß, was die Ursache dafür ist, dass das komplette verschlissene Material der Bremsscheiben und der Bremsbeläge letztlich in Form von Feinstaub in die Umwelt ausgetragen wird. Mit der nachfolgenden kurzen Übersichtsrechnung soll die Bedeutung der Feinstaubemissionen verdeutlicht werden, insbesondere wie hoch die Feinstaubemission bei herkömmlichen Bremsanlagen ist. Im Übrigen ist diese Feinstaubemission auch Bestandteil der Emissionen von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, auch wenn bei diesen Fahrzeugen stärker mit dem Motor gebremst werden kann, als dies bei herkömmlichen, mit einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Fahrzeugen, der Fall ist. Gemäß den Vorschriften sind Bremsscheiben, nach einem Verschleiß von ca. 1,5 mm pro Seite, auszuwechseln. Unter Zugrundelegung des durchschnittlichen Durchmessers einer Bremsscheibe innen im Bereich des Belages von ca. 150 mm und einem Außendurchmesser von ca. 280 mm muss bis zum Auswechseln von einem Masseverlust von 1 kg ausgegangen werden, welcher in Form von Feinstaub von einem Kraftfahrzeug in die Umwelt abgeben wird. Unter der Voraussetzung von vier Bremsscheiben an einem handelsüblichen Kraftfahrzeug sind das 4 kg verschlissenen und als Feinstaub abgegebenen Materials auf eine anzunehmende Lebensdauer der Bremsscheiben von ca. 60.000 km. Betrachtet man die hohe Anzahl von laufenden Kraftfahrzeugen, dann wird deutlich, dass dies Werte sind, die aus gesundheitlichen und ökologischen Gründen keinesfalls vernachlässigt werden dürfen.Particulate matter emissions from motor vehicles are not only caused by their drive motor, which is still mostly the internal combustion engine, but also by other assemblies such as the brakes and in particular the brake discs. The brake discs are usually subject to heavy wear when braking, which is the reason why all the worn material of the brake discs and the brake pads is ultimately discharged into the environment in the form of fine dust. The following brief overview calculation is intended to clarify the importance of fine dust emissions, in particular how high the fine dust emissions are in conventional braking systems. Incidentally, these particulate matter emissions are also part of the emissions from electrically powered vehicles, even if these vehicles can be braked more with the engine than is the case with conventional vehicles powered by an internal combustion engine. According to the regulations, brake discs must be replaced after a wear of approx. 1.5 mm per side. Based on the average diameter of a brake disc on the inside in the area of the pad of approx. 150 mm and an outer diameter of approx. 280 mm, a mass loss of 1 kg must be assumed before replacement, which a motor vehicle releases into the environment in the form of fine dust becomes. Assuming there are four brake discs on a commercial motor vehicle, the 4 kg of worn material that is released as fine dust means that the brake discs have an assumed service life of approx. 60,000 km. If you look at the high number of running motor vehicles, then it becomes clear that these are values that should not be neglected for health and ecological reasons.

Zum Schleifen von ebenen Flächen rotationssymmetrischer Bauteile gibt es viele, für unterschiedliche Anwendungen entwickelte Verfahren. So ist in JP 2011-131291 A eine Schleifmaschine zum Schleifen von Halbleiter-Wafern beschrieben. Es werden zwei Schleifeinheiten mit jeweiliger Spindel mit topfartig ineinander angeordneten Schleifscheiben zum einseitigen Schleifen der Halbleiter-Waferoberfläche beschrieben. Eine Schleifeinrichtung dient dabei dem Vorschleifen mittels einer Grobschleifscheibe, woran sich ein Finish-Schleifen mit einer Finish-Schleifscheibe anschließt, welche auf der Schleifmaschine bezüglich ihrer Spindelachse konzentrisch zu der Vorschleifscheibe angeordnet ist. Daran schließt sich noch ein Polierschritt an. Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist, dass die beiden Oberflächen des Wafers nacheinander geschliffen werden müssen. Allerdings ist es wegen der beiden Schleifspindeln möglich, Vorschleifen und Fertigschleifen zumindest zeitweise parallel zueinander auszuführen.There are many processes developed for different applications for grinding flat surfaces of rotationally symmetrical components. So is in JP 2011-131291 A describes a grinding machine for grinding semiconductor wafers. Two grinding units are described, each with a spindle with grinding wheels arranged one inside the other in the manner of a cup for one-sided grinding of the semiconductor wafer surface. A grinding device is used for pre-grinding by means of a rough grinding wheel, which is followed by finish grinding with a finish grinding wheel, which is arranged on the grinding machine concentrically to the pre-grinding wheel with respect to its spindle axis. This is followed by a polishing step. The disadvantage of this known device is that the two surfaces of the wafer have to be ground one after the other. However, because of the two grinding spindles, it is possible to carry out rough grinding and finish grinding parallel to one another, at least temporarily.

In DE 103 22 360 A1 ist eine Vorrichtung zum Feinbearbeiten von ebenen Flächen beschrieben. Dabei wird mit zwei Arbeitsflächen vorgeschliffen und fertiggeschliffen, welche nach der Art von Topfscheiben zusammengefasst und über eine Antriebsspindel angetrieben werden. Das Werkstück wird in einer Aufspannung bearbeitet, wobei das Vorschleifen und das Fertigschleifen bzw. das Fertig-Finishen nacheinander erfolgen. Die topfförmig ausgebildeten Schleifscheiben bilden eine äußere und eine innere Arbeitsfläche, welche nacheinander durch entsprechende axiale Verschiebung längs der Spindelachse zunächst ein Grobschleifen mit der äußeren Arbeitsfläche durchführen, woran sich ein Fertigschleifen mit der inneren Arbeitsfläche anschließt, wobei für die äußere Arbeitsfläche eine gröbere und für die innere Arbeitsfläche eine feinere Schneidmittelkörnung angewendet werden.In DE 103 22 360 A1 describes a device for finishing flat surfaces. Pre-grinding and finish-grinding are carried out with two working surfaces, which are combined in the manner of cup wheels and driven via a drive spindle. The workpiece is machined in one setting, with rough-grinding and finish-grinding or finish-finishing taking place one after the other. The cup-shaped grinding wheels form an outer and an inner working surface, which, by means of a corresponding axial displacement along the spindle axis, first carry out rough grinding with the outer working surface, which is followed by finish grinding with the inner working surface, with a coarser one for the outer working surface and a coarser one for the A finer cutting agent grain can be used on the inner working surface.

In DE 195 13 383 A1 ist eine Vorrichtung zum beidseitigen Feinst-Bearbeiten eines Werkstückes beschrieben. Dazu sind Feinst-Bearbeitungs- oder Super-Finish-Schleifscheiben vorgesehen, welche jeweils eine eigene Orbitspindel aufweisen, über welche die jeweilige Schleifscheibe in Rotation versetzt wird. Die ebenen Flächen, welche mit der bekannten Vorrichtung geschliffen werden, sind beispielsweise Stirnflächen von Bohrungen in einem Gehäuse, beispielsweise in einem Pumpengehäuse. Die jeweiligen Werkzeuge sind vorzugsweise als Topfschleifscheibe oder Schleifring ausgebildet. Es handelt sich also um das Schleifen von Stirnflächen eines zylindrischen Rohrabschnittes, sodass das Schleifen sich nicht auf eine mehr oder weniger geschlossene planare Fläche bezieht, sondern auf eine kreisringförmige Fläche im Sinne einer Stirnseite eines röhrenförmigen Bauteils.In DE 195 13 383 A1 describes a device for double-sided precision machining of a workpiece. For this purpose, ultra-fine machining or super-finish grinding wheels are provided, each of which has its own orbit spindle, via which the respective grinding wheel is set in rotation. The flat surfaces which are ground with the known device are, for example, end faces of bores in a housing, for example in a pump housing. The respective tools are preferably cup grinding disc or slip ring. It is therefore a matter of grinding the end faces of a cylindrical pipe section, so that the grinding does not refer to a more or less closed planar surface, but to an annular surface in the sense of an end face of a tubular component.

In US 5 503 592 A ist eine Vorrichtung zum Schleifen von Edelsteinen beschrieben, bei welcher ein erstes Schleifelement und ein zweites Schleifelement vorhanden sind, welche jeweils unterschiedliche Schleifkörnungen der Schleifscheibe aufweisen. Die Vorrichtung weist zumindest zwei verschiedene konzentrische Edelstein-Bearbeitungselemente auf, mittels welcher die Oberflächen der Edelsteine nacheinander geschliffen und poliert werden. Topfförmige Schleifelemente sind nicht beschrieben.In U.S. 5,503,592 A describes a device for grinding precious stones, in which a first grinding element and a second grinding element are present, which each have different grinding grain sizes of the grinding wheel. The device has at least two different concentric gemstone processing elements by means of which the surfaces of the gemstones are successively ground and polished. Cup-shaped grinding elements are not described.

In CN 2 08 132 590 U ist eine Schleifvorrichtung zum Schleifen von Bremsscheiben beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung weist eine topfförmig ausgebildete Schleifscheibe auf, mittels welcher der Bund der Schleifscheibe geschliffen wird, und zwar einseitig, wobei der gekröpfte Bund vom Inneren her innerhalb der Vorrichtung abgestützt wird. Während dieses Schleifens ist die Bremsscheibe in den Bereichen, an welchen die Bremsbeschichtung angebracht ist, aufgespannt.In CN 2 08 132 590 U describes a grinding device for grinding brake discs. This known device has a cup-shaped grinding wheel, by means of which the collar of the grinding wheel is ground, specifically on one side, the cranked collar being supported from the inside within the device. During this grinding, the brake disc is clamped in the areas where the brake coating is applied.

Nachfolgend wird in der Beschreibung auf Bremsscheiben von Kraftfahrzeugen Bezug genommen, wobei davon ausgegangen wird, dass deren Größe je nach Fahrzeugtyp und Fahrzeuggröße auch stark variieren kann; jedenfalls werden Bremsscheiben für Kleinkraftfahrzeuge, handelsübliche PKWs wie auch LKWs in Betracht gezogen.In the following, reference is made in the description to brake disks of motor vehicles, it being assumed that their size can also vary greatly depending on the vehicle type and vehicle size; in any case, brake discs for small motor vehicles, commercial cars and trucks are considered.

Um dieser Feinstaubemission entgegenzuwirken, wurden unterschiedliche Maßnahmen versucht, in die Praxis umzusetzen. Ziel war dabei zuallererst, die Feinstaubemission zu reduzieren, und zwar unabhängig von den Abmessungen der Bremsscheibe, d. h. unabhängig von der Art des Kraftfahrzeuges, in welchem die jeweiligen Bremsscheiben bzw. Bremsanlagen verbaut sind. Neben dem Verschleiß wird der Feinstaub auch dadurch produziert, dass Bremsscheiben einer starken Korrosion unterworfen sind, so dass vor allem auch nach Zeitspannen, während derer das entsprechende Kraftfahrzeug nicht oder nur eingeschränkt benutzt wird, beim späteren Benutzen der angesetzte Rost ebenfalls zu zusätzlichen Feinstaubemissionen führt.In order to counteract this fine dust emission, various measures have been attempted to be put into practice. The aim was first and foremost to reduce fine dust emissions, regardless of the dimensions of the brake disc, i. H. regardless of the type of motor vehicle in which the respective brake discs or brake systems are installed. In addition to wear, the fine dust is also produced by the fact that brake discs are subject to severe corrosion, so that, especially after periods of time during which the vehicle in question is not used or only used to a limited extent, the rust that has formed also leads to additional fine dust emissions when it is used later.

Ein Weg, der im Stand der Technik zur Vermeidung dieses Nachteils beschritten worden ist, ist, die Bremsscheiben zu beschichten. Insbesondere mit Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb wurde dieser Weg verfolgt und intensiviert in der Realisierung. Wenn, wie bei Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb, der Motor stark für Bremsungen eingesetzt wird, dann kann damit zwar eine Reduzierung der Feinstaubemission einhergehen, stärkere Bremsungen oder Notbremsungen sind aber auch bei Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb immer wieder vorhanden, so dass entsprechende Feinstaubemissionen auch dort die Folge sind. Heutige Bremsscheiben sind meistens aus Gussmaterialien oder Stahlwerkstoffen hergestellt.One approach that has been taken in the prior art to avoid this disadvantage is to coat the brake discs. This path was pursued and intensified in its implementation, particularly with motor vehicles with electric drives. If, as in motor vehicles with electric drive, the engine is used heavily for braking, this can result in a reduction in particulate matter emissions, but stronger braking or emergency braking is also present again and again in motor vehicles with electric drives, so that the corresponding particulate matter emissions there as well result. Today's brake discs are mostly made of cast materials or steel materials.

Ein weiterer Weg zur Vermeidung von Feinstaubemissionen, der beschritten worden ist, ist im Stand der Technik die Ausführung der Bremssysteme als geschlossene Systeme, so dass die Emissionen an die Umwelt aufgefangen werden können und vom Fahrzeug nicht mehr abgegeben werden. Die erreichten Ergebnisse bei diesem Weg der technischen Entwicklung waren jedoch keinesfalls zufriedenstellend, weil dies auch mit zusätzlichen Kosten verbunden war.Another way to avoid fine dust emissions that has been taken in the prior art is to design the braking systems as closed systems, so that the emissions can be captured in the environment and are no longer emitted by the vehicle. However, the results achieved in this way of technical development were by no means satisfactory, because this was also associated with additional costs.

Ein weiterer beschrittener Weg ist die Beschichtung der Bremsscheiben mit solchen Materialen, die diesen neuerlichen Anforderungen Rechnung tragen. Zum einen müssen diese Beschichtungen die Korrosion der Bremsscheiben verhindern, sie müssen hitzebeständig sein und sie müssen vor allen Dingen in hohem Maße verschleißfest sein. Werden all diese Eigenschaften durch entsprechende Beschichtungen realisiert, dann können in starkem Maße die oben genannten Nachteile vermieden oder zumindest stark reduziert werden. Vor allen Dingen werden die Teile an den Laufflächen der Bremsscheiben beschichtet, an welchen die Eingriffsstellen der Bremsbacken sind. Diese Beschichtungen sind aus einer Kombination von Edelstahlanteilen, beispielsweise mit einem Anteil von ca. 70 %, und Karbidanteilen zusammengesetzt. Die Beschichtungen werden häufig im Wege des Laser-Auftragsschweißens aufgebracht, wobei Anteile von Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder beispielsweise auch Titankarbid mit zum Einsatz gelangen. Diese Karbidanteile machen die Beschichtungen sehr hart und damit sehr verschleißfest, führen aber zu der Eigenschaft, dass sie nur noch mit großem Aufwand bearbeitet werden können. Die Oberflächen der Bremsscheiben müssen relativ glatt und beide Planseiten auch parallel zueinander sein, da ansonsten beim Bremsen, wenn der Eingriff der Bremsbacken an den Bremsscheiben erfolgt, ein Rattern oder ein Schwingen der Bremsscheibe auftreten kann. Die Beschichtungen weisen also für die Bearbeitung der Bremsscheiben erhebliche Nachteile auf. Bei einfacheren, nicht die gro-ßen Härten und Verschleißfestigkeiten aufweisenden Beschichtungen können die Bremsscheiben mit herkömmlichen Schleifmaschinen oder anderen herkömmlichen Werkzeugmaschinen erfolgreich bearbeitet werden. In verbesserter, d. h. verschleißfesterer Ausführung mit aus diesen verschleißfesteren Materialien bestehenden Beschichtungen im Wirkbereich ist eine Bearbeitung mit den herkömmlichen Schleifverfahren jedoch nur äußerst schwer durchzuführen. Dies gilt vor allen Dingen für großserientechnische Anwendungen, vor allen Dingen auch unter dem Gesichtspunkt, dass akzeptable Fertigungskosten nicht erreichbar sind. Die Schlussfolgerung, die sich daraus ergeben hat, war, dass die verbesserten Bremsscheiben zwar prinzipiell herstellbar sind, zu den heutigen, von den Automobilherstellern geforderten möglichst niedrigen Fertigungskosten aber nicht herstellbar sind. Dies stellt einen erheblichen Nachteil dar, auch wenn durch die verlängerte Lebensdauer der Bremsscheiben ein Teil dieser Nachteile wieder kompensiert wird.Another approach taken is coating the brake discs with materials that take these new requirements into account. On the one hand, these coatings have to prevent corrosion of the brake discs, they have to be heat-resistant and, above all, they have to be extremely wear-resistant. If all of these properties are realized by appropriate coatings, then the disadvantages mentioned above can be largely avoided or at least greatly reduced. Above all, the parts on the running surfaces of the brake discs, on which the engagement points of the brake shoes are, are coated. These coatings are composed of a combination of stainless steel components, for example with a component of approx. 70%, and carbide components. The coatings are often applied by laser build-up welding, with proportions of tungsten carbide, silicon carbide or, for example, titanium carbide also being used. These carbide components make the coatings very hard and therefore very wear-resistant, but lead to the fact that they can only be processed with great effort. The surfaces of the brake discs must be relatively smooth and both flat sides must also be parallel to one another, otherwise the brake disc may rattle or vibrate when braking when the brake shoes engage with the brake discs. The coatings therefore have considerable disadvantages for processing the brake discs. In the case of simpler coatings that do not have the great hardness and wear resistance, the brake discs can be successfully machined with conventional grinding machines or other conventional machine tools. In an improved, ie more wear-resistant design with a coating made of these more wear-resistant materials However, processing with conventional grinding methods is extremely difficult to carry out in the effective area. This applies above all to large-scale technical applications, above all from the point of view that acceptable production costs cannot be achieved. The conclusion that emerged from this was that although the improved brake discs can in principle be manufactured, they cannot be manufactured at the lowest possible production costs demanded by automobile manufacturers today. This represents a significant disadvantage, even if some of these disadvantages are compensated for by the longer service life of the brake discs.

Zwischenzeitlich sind zahlreiche Versuche unternommen worden, die Laufflächen der verbesserten Bremsscheiben, d. h. der Bremsscheiben mit den härteren und verschleißärmeren Beschichtungen, mit unterschiedlichen Schleifverfahren zu schleifen. Ein Schleifen mit Korundschleifscheiben zeigte einen extrem hohen Verschleiß an den Schleifscheiben bei der Bearbeitung dieser Werkstückbereiche an den Bremsscheiben. Dieser Verschleiß war bei Korundscheiben derart hoch, dass eine Anwendung von Korundscheiben sich als vollkommen inakzeptabel herausstellte.In the meantime, numerous attempts have been made to improve the running surfaces of the brake discs, i. H. of the brake discs with the harder and less wear-resistant coatings, with different grinding processes. Grinding with corundum grinding wheels showed extremely high wear on the grinding wheels when processing these workpiece areas on the brake discs. This wear was so high with corundum discs that the use of corundum discs turned out to be completely unacceptable.

Bei der Bearbeitung von Bremsscheiben ist es generell besonders wichtig, dass im Eingriffsbereich der Bremsbacken an den Bremsscheiben die Toleranzen der Dicke, des Planlaufs, der Ebenheit und der Oberflächengüte sowie die geforderten Maßtoleranzen prozesssicher eingehalten werden. Im Eingriffsbereich der Bremsbacken an den Bremsscheiben ist über deren Umfang die in axialer Richtung vorhandene Dicke der Bremsscheiben mit einer Dickentoleranz von < 8 bis 10 µm auszubilden. Der Grund für diese hohe Genauigkeit der Parallelität der beiden Planseiten der Bremsscheiben ist aus technischer Sicht geboten, da ansonsten pulsierende Bremswirkung auftreten könnte, welche den vorhandenen sicherheitstechnischen Anforderungen nicht gerecht wird. Insbesondere bei den Bremsscheiben neueren Typs mit extrem harter Beschichtung sind dies große Herausforderungen bei der prozesssicheren Herstellung auch dieser Bremsscheiben.When machining brake discs, it is generally particularly important that the tolerances for thickness, axial run-out, flatness and surface quality as well as the required dimensional tolerances are reliably maintained in the area where the brake shoes engage with the brake discs. In the area of engagement of the brake shoes on the brake discs, the thickness of the brake discs in the axial direction must be formed with a thickness tolerance of <8 to 10 µm over their circumference. The reason for this high precision of the parallelism of the two flat sides of the brake discs is necessary from a technical point of view, since otherwise pulsating braking effects could occur which do not meet the existing safety requirements. Especially with the newer types of brake discs with an extremely hard coating, these are major challenges in the process-reliable manufacture of these brake discs as well.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die mit sehr verschleißfesten, hitzebeständigen und korrosionsverhindernden Beschichtungen auf ihren Planseiten der im Eingriffsbereich der Bremsbacken versehenen Bremsscheiben für eine Großserienfertigung und ökonomisch vertretbarem Aufwand schleifbar zu machen, dabei eine hohe Genauigkeit der fertig geschliffenen Bremsscheiben hinsichtlich Dickentoleranzen, des Planlaufes, der Ebenheit sowie der Oberflächengüte zu gewährleisten, wobei die eingesetzten Schleifscheiben hinsichtlich ihres Verschleißes und ihrer Zerspanleistung aufeinander für die jeweilige zu lösende Schleifprozessaufgabe abgestimmt sind und die Nebenkosten niedrig gehalten werden können bzw. gegenüber herkömmlichen Schleifscheibenmaterialen trotz der Beschichtung mit sehr hartem Material sogar gesenkt werden können.The object of the present invention is therefore to make the brake discs, which are provided with very wear-resistant, heat-resistant and anti-corrosive coatings on their plane sides in the area of engagement of the brake shoes, grindable for large-scale production and at an economically justifiable expense, while ensuring high accuracy of the finish-ground brake discs with regard to thickness tolerances, of axial run-out, flatness and surface quality, with the grinding wheels used being matched to each other in terms of their wear and cutting performance for the respective grinding process task to be solved and the additional costs can be kept low or even compared to conventional grinding wheel materials despite the coating with very hard material can be lowered.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved with a method having the features according to claim 1 and with a device having the features according to claim 10 . Expedient developments are defined in the respective dependent claims.

Erfindungsgemäß werden die Planseiten eines eine Beschichtung mit hohem Zerspanungswiderstand aufweisenden, rotationssymmetrischen Werkstückes, welches vorzugsweise eine Bremsscheibe mit verschleißfester Beschichtung ist, mit einer ersten Schleifscheibe, welche dazu da ist, ein Vorschleifaufmaß zu schleifen, und mit einer zweiten Schleifenscheibe, welche dafür vorgesehen ist, ein Fertigschleifaufmaß nach Beenden des Vorschleifvorganges zu schleifen, geschliffen. Die Schleifscheiben sind CBN-Schleifscheiben. Erfindungsgemäß ist das Vorschleifaufmaß deutlich größer als das Fertigschleifaufmaß. Das bedeutet, dass die erste Schleifscheibe ein viel größeres Zerspanungsvolumen realisieren muss, als es die zweite Schleifscheibe tut, welche nach dem Vorschleifen nur noch das Fertigschleifen bei viel geringerem Fertigschleifaufmaß als das Vorschleifaufmaß durchführt. Mit der ersten Schleifscheibe wird also mit eher untergeordneter Orientierung auf Maßhaltigkeit ein großes Zerspanungsvolumen pro Zeit abgetragen und zwar so weit, dass nur noch das geringe Fertigschleifaufmaß vorhanden ist, was mit der zweiten Schleifscheibe realisiert wird, mit welcher dann die entsprechenden Oberflächengüten und Maßgenauigkeiten innerhalb der vorgegebenen Toleranzschwellen eingehalten werden. Im übertragenen Sinne dient die erste Schleifscheibe sozusagen als eine Schleifscheibe, bei der ein rascherer Verschleiß akzeptiert wird, die also zum Vorschleifen im Interesse einer vertretbaren und ökonomischen Taktzeit zum Teil jedenfalls sozusagen in gewissem Maße geopfert wird, während die zweite Schleifscheibe, welche für das Feinschleifen vorgesehen ist, wegen des nur sehr geringen Fertigschleifaufmaßes sozusagen geschont wird. Diese Aufteilung in unterschiedliche Belastungen und Schleifleistungen für das Vorschleifen mit der ersten Schleifscheibe und das Fertigschleifen mit der zweiten Schleifscheibe wird soweit optimiert, dass insgesamt der Prozess noch ökonomisch durchgeführt werden kann, selbst bei Großserienfertigung. Insbesondere bei Großserienfertigung sind die Taktzeiten von besonderer Bedeutung. Gemäß der Erfindung wird also das Schleifen der Bremsscheiben an ihren Wirkflächen in zwei Stufen geschliffen. Unter Wirkflächen wird dabei die Eingriffsfläche der Bremsbacken oder Bremssteine an den eigentlichen Bremsflächen, d. h. den Planseiten der Bremsscheibe, bezeichnet. Die zwei Stufen bzw. Schritte beim Schleifvorgang bestehen also aus Vorschleifoperation und darauffolgender Fertigschleifoperation, wobei für beide Schleifschritte vorzugsweise unterschiedliche Schleifscheiben mit ggf. unterschiedlicher Schleifmittelspezifikation verwendet werden.According to the invention, the plane sides of a rotationally symmetrical workpiece having a coating with high chipping resistance, which is preferably a brake disc with a wear-resistant coating, are ground with a first grinding wheel, which is there to grind a pre-grinding allowance, and with a second grinding wheel, which is intended for to grind a finish grinding allowance after completing the pre-grinding process, ground. The grinding wheels are CBN grinding wheels. According to the invention, the pre-grinding allowance is significantly larger than the finish-grinding allowance. This means that the first grinding wheel has to realize a much larger metal removal rate than the second grinding wheel does, which after rough-grinding only carries out the finish-grinding with a much lower finish-grinding allowance than the rough-grinding allowance. With the first grinding wheel, with a rather subordinate focus on dimensional accuracy, a large machining volume per time is removed to such an extent that only the small finish grinding allowance is left, which is realized with the second grinding wheel, with which the corresponding surface qualities and dimensional accuracy within the specified tolerance thresholds are complied with. In a figurative sense, the first grinding wheel serves as a grinding wheel, so to speak, on which faster wear is accepted, which is sacrificed to a certain extent for pre-grinding in the interests of a reasonable and economical cycle time, while the second grinding wheel is used for fine grinding is provided, is spared, so to speak, because of the very small finish grinding allowance. This division into different loads and grinding capacities for rough grinding with the first grinding wheel and finish grinding with the second grinding wheel is optimized to such an extent that the process can still be carried out economically overall, even in large-scale production. Cycle times are particularly important in large series production. According to the invention, the grinding of the brake discs is therefore ground in two stages on their effective surfaces. The effective surfaces are the contact surfaces of the brake shoes or brake pads the actual braking surfaces, ie the flat sides of the brake disc. The two stages or steps in the grinding process thus consist of a pre-grinding operation and a subsequent finish-grinding operation, with preferably different grinding wheels, possibly with different abrasive specifications, being used for the two grinding steps.

Damit die Bremsscheiben mit verschleißfester Beschichtung geschliffen werden können, müssen die Schleifscheiben bezüglich (bzgl.) ihrer Schleifmittel, d. h. bzgl. des Schleifbelags so ausgebildet sein, dass sie die entsprechende Aufgabe erfüllen können. Die Beschichtung an der Wirkfläche der Bremsscheiben besteht aus einer Kombination von Edelstahlanteilen, und zwar bis z. B. ca. 70 % Anteil, und Karbidanteilen. Die Karbidanteile für die Beschichtung bestehen aus Wolframkarbid, Siliziumkarbid und/oder beispielsweise Titankarbid. Diese Karbidanteile tragen zu einer sehr hohen Verschleißfestigkeit der Beschichtung bei, was aber im Gegenzug bedeutet, dass diese Beschichtungen nur mit großem Aufwand geschliffen werden können. Die Schleifscheiben müssen einen Schleifbelag aufweisen, der härter ist als die verschleißfeste Beschichtung. So ist bei handelsüblichen Korund-Schleifscheiben auch ein Siliziumkarbidanteil enthalten, was jedoch bedeutet, dass das Schleifmittel im Schleifbelag nicht härter ist als der Beschichtungsbelag auf der Bremsscheibe. Der zum Schleifen eingesetzte Belag muss aber zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung also mittels eines demgegenüber härteren Schleifmittels des Belags der Schleifscheiben geschliffen werden.In order for the brake discs to be ground with a wear-resistant coating, the grinding wheels must be of (regarding) their abrasives, i. H. be designed with respect to the grinding layer in such a way that they can fulfill the corresponding task. The coating on the effective surface of the brake discs consists of a combination of stainless steel components, up to e.g. B. about 70% share, and carbide shares. The carbide components for the coating consist of tungsten carbide, silicon carbide and/or titanium carbide, for example. These carbide components contribute to the very high wear resistance of the coating, which in turn means that these coatings can only be ground with great effort. The grinding wheels must have an abrasive coating that is harder than the wear-resistant coating. Commercial corundum grinding discs also contain a silicon carbide component, which means that the abrasive in the grinding layer is not harder than the coating layer on the brake disc. However, in order to carry out the method according to the invention, the coating used for grinding must be ground using an abrasive of the coating of the grinding wheels that is harder in comparison.

Das jeweilige Schleifmittel kann vorzugsweise für das Vorschleifen und das Fertigschleifen unterschiedlich gewählt werden. Dennoch wird gemäß der Erfindung aus Kostengründen der Schleifbelag der ersten Schleifscheibe für das Vorschleifen dabei so ausgewählt, dass er immer noch ein ökonomisches Schleifen ermöglicht, wobei ein rascherer Verschleiß der Vorschleifscheibe auch wegen des von ihr zu leistenden höheren Zerspanungsvolumens in Kauf genommen und akzeptiert wird, dass die Maß- und Formtoleranzen sowie die Oberflächengüte beim Vorschleifen nicht den Toleranzen am Fertigteil entsprechen. Wegen der geringeren Qualitätsanforderungen ist es auch nicht erforderlich, die Schleifscheibe zum Vorschleifen häufig abzurichten. Die Härte und Spezifikation des Schleifbelags der Vorschleifscheibe werden nun so gewählt, dass ein hoher Materialabtrag realisiert werden kann und dass nach dem Vorschleifen eine möglichst geringe Dicke des Fertigschleifaufmaßes an der Wirkfläche der Bremsscheibe verbleibt, was im Bereich von beispielsweise max. 0,05 mm liegt. Die exakten Maße und Formen der Oberfläche beziehungsweise (bzw.) der Bremsscheibe einschließlich der Oberflächengüte sind nach dem Vorschleifen insgesamt deutlich besser als beispielsweise am Rohteil, das noch kein Vorschleifen erfahren hat. Beim Fertigschleifen wird die zweite Schleifscheibe in Einsatz gebracht, welche nur einen Bruchteil des Zerspanvolumens im Vergleich zum Vorschleifen zu leisten hat, da das Fertigschleifaufmaß sehr viel geringer ist als das Vorschleifaufmaß. Beim Fertigschleifen wird gegenüber dem Vorschleifen die zweite Schleifscheibe wegen des deutlich geringeren Zerspanungsvolumens, das sie leisten muss, gewissermaßen geschont, so dass Maßhaltigkeit, Genauigkeit und Oberflächengüte über einen recht lagen Zeitraum für die zweite Schleifscheibe eingehalten werden können.The respective abrasive can preferably be chosen differently for the pre-grinding and the finish-grinding. Nevertheless, according to the invention, for reasons of cost, the grinding layer of the first grinding wheel for the pre-grinding is selected in such a way that it still enables economical grinding, with more rapid wear of the pre-grinding wheel also being accepted because of the higher machining volume it has to perform. that the dimensional and shape tolerances as well as the surface quality during pre-grinding do not correspond to the tolerances on the finished part. Due to the lower quality requirements, it is also not necessary to dress the grinding wheel frequently for pre-grinding. The hardness and specification of the grinding layer of the pre-grinding disc are selected in such a way that a high level of material removal can be achieved and that after the pre-grinding, the smallest possible thickness of the finish grinding allowance remains on the effective surface of the brake disc, which is in the range of max. 0.05 mm, for example . The exact dimensions and shapes of the surface or (or) the brake disc, including the surface quality, are significantly better overall after pre-grinding than, for example, on the raw part that has not yet undergone any pre-grinding. For finish grinding, the second grinding wheel is used, which only has to do a fraction of the cutting volume compared to rough grinding, since the finish grinding allowance is much lower than the rough grinding allowance. In finish grinding, the second grinding wheel is spared to a certain extent compared to rough grinding because of the significantly lower machining volume that it has to perform, so that dimensional accuracy, accuracy and surface quality can be maintained for the second grinding wheel over a fairly long period of time.

Durch die Aufteilung des Schleifprozesses in eine Vorschleifoperation und eine Fertigschleifoperation, welche beide mit unterschiedlichen Schleifscheiben durchgeführt werden, ist es gemäß der Erfindung möglich, die CBN-Schleifbeläge der ersten und zweiten Schleifscheibe in ihren Spezifikationen exakt auf die Anforderungen einzustellen und auf die verschiedenen Schleifvorgänge unter Inkaufnahme unterschiedlichen Verschleißes der jeweiligen Schleifscheiben für die jeweilige anteilige Schleifaufgabe abzustimmen und daran anzupassen.By dividing the grinding process into a pre-grinding operation and a finish-grinding operation, both of which are carried out with different grinding wheels, it is possible according to the invention to adjust the specifications of the CBN grinding layers of the first and second grinding wheel precisely to the requirements and to the various grinding processes below Acceptance of different wear of the respective grinding wheels for the respective proportionate grinding task and adapt to it.

Um die Nebenzeiten, welche die Zeiten definieren, zu denen nicht geschliffen wird, während des erfindungsgemäßen Schleifverfahrens bzw. bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine möglichst gering zu halten, sind die erste Schleifscheibe und die zweite Schleifscheibe jeweils topfförmig ausgebildet und liegen ineinander. Das bedeutet, dass eine größere Schleifscheibe einen ersten Topf bildet, in welchem eine zweite kleinere Scheibe angeordnet ist. In der Regel ist die äußere Topfscheibe die erste Schleifscheibe und die innere Topfscheibe die zweite Schleifscheibe. Die beiden Topfscheiben liegen sozusagen ineinander. Ihre Rotationsachsen fallen zusammen und sind liegend angeordnet. An den Vorderseiten des Randes des jeweiligen Topfes der jeweiligen Topfscheibe sind die entsprechenden Schleifbeläge aufgebracht. Mit der ersten Schleifscheibe wird der Wirkbereich der Bremsscheibe vorgeschliffen, wohingegen mit der zweiten Schleifscheibe der gleiche Bereich an der Bremsscheibe nach dort beendetem Vorschleifen fertiggeschliffen wird.In order to keep the non-productive times, which define the times at which grinding is not carried out, as low as possible during the grinding method according to the invention or in the grinding machine according to the invention, the first grinding wheel and the second grinding wheel are each cup-shaped and lie one inside the other. This means that a larger grinding wheel forms a first pot in which a second, smaller wheel is arranged. As a rule, the outer cup wheel is the first grinding wheel and the inner cup wheel is the second grinding wheel. The two cup wheels lie inside each other, so to speak. Their axes of rotation coincide and are arranged horizontally. The corresponding abrasive coatings are applied to the front sides of the edge of the respective cup of the respective cup wheel. The active area of the brake disc is pre-ground with the first grinding wheel, whereas the same area on the brake disc is finish-ground with the second grinding wheel after the pre-grinding has ended there.

Bei heute bekannten Schleifmaschinen sind die Vorschleifscheiben und die Fertigschleifscheiben häufig auf separaten Schleifspindeln angeordnet, welche häufig auf einem jeweiligen Schleifspindelstock angeordnet sind. Nachteilig bei einer derartigen bekannten Anordnung ist, dass nach dem Vorschleifen die erste Schleifscheibe bzw. die erste Schleifspindeleinheit aus dem Schleifbereich verbracht werden muss, damit die zweite Schleifscheibe bzw. zweite Schleifspindeleinheit in den Schleifbereich verschwenkt oder verbracht werden kann. Während dieser Zeit kann nicht geschliffen werden, so dass allein dieses Vorgehen bzw. diese Anordnung zu zusätzlichen Nebenzeiten führt. Wegen der Doppelanordnung von Schleifspindeleinheiten bei den bekannten Maschinen ist darüber hinaus ein größerer Platzbedarf vorzusehen, als wenn nur ein einzelner Schleifspindelstock bzw. eine einzelne Schleifspindeleinheit vorzusehen ist, wie das bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist. In the grinding machines known today, the rough grinding wheels and the finish grinding wheels are often arranged on separate grinding spindles, which are often arranged on a respective grinding headstock. The disadvantage of such a known arrangement is that after the pre-grinding, the first grinding wheel or the first grinding spindle unit is removed from the grinding area must be brought so that the second grinding wheel or second grinding spindle unit can be pivoted or brought into the grinding area. It is not possible to grind during this time, so that this procedure or this arrangement alone leads to additional non-productive times. Because of the double arrangement of grinding spindle units in the known machines, more space is required than if only a single grinding headstock or a single grinding spindle unit is to be provided, as is the case with the present invention.

Gemäß der Erfindung sind die jeweils ineinander angeordneten Topfscheiben zwar relativ zueinander axial an eine jeweilige zu schleifende Planseite des Werkstückes anstellbar, ihre beiden Rotationsachsen liegen jedoch aufeinander, so dass eine quasi einzelne Schleifspindel in eine äußere Spindel und eine innere Spindel aufgeteilt sind, wobei die innere Spindel innerhalb der äußeren Spindel angeordnet ist und läuft.According to the invention, the cup wheels, which are arranged one inside the other, can be adjusted axially relative to each other on a respective flat side of the workpiece to be ground, but their two axes of rotation lie on top of each other, so that a quasi-single grinding spindle is divided into an outer spindle and an inner spindle, with the inner Spindle is located within the outer spindle and runs.

Die äußere, größere Topfscheibe dient dabei dem Vorschleifen, wohingegen die zweite, innere Topfscheibe dem Fertigschleifen dient. Es ist aber auch möglich, die Schleifaufgaben der einzelnen Topfscheiben auszutauschen.The outer, larger cup wheel is used for rough grinding, while the second, inner cup wheel is used for finish grinding. However, it is also possible to exchange the grinding tasks of the individual cup wheels.

Dadurch, dass beide Topfscheiben ineinander als Topfset angeordnet und ausgebildet sind, braucht als Schleifbereich nur der Bereich am Werkstück beim Schleifen im Einsatz befindlicher Schleifscheiben abgegrenzt zu werden, welcher durch die Größe und Dimension der äußeren Topfscheibe vorgeben ist. Die kleinere, innen angeordnete Topfscheibe benötigt als zweite Schleifscheibe keinen besonderen Raum innerhalb der Maschine. Dies ist insbesondere deshalb ein Vorteil, da das Schleifen in der Regel mit flüssigen Kühlschmierstoffen wie beispielsweise wasserlöslichen Emulsionen bzw. Schleiföl durchgeführt wird. Wenn der unmittelbare Schleifbereich, wie es heute in der Regel üblich ist, vom äußeren Bereich gekapselt ausgeführt werden muss, so kann bei kleineren Schleifeinheiten eine kleinere Kapselung mit wiederum Kostenvorteilen gegenüber großen Kapselungen vorgesehen werden. Innerhalb einer Kapselung ist das Abführen von ablaufendem Kühlschmierstoff oder Schleifabtrag jedenfalls einfacher zu realisieren als aus einer Kapselung, welche beispielsweise die gesamte Maschine umfasst. Die geringere Kapselung hat auch den Vorteil, dass die außerhalb der Kapselung liegenden Elemente wie beispielsweise Elektrik gegenüber dem Kühlschmierstoffen nicht in dem hohen Maße abgedichtet werden müssen .Due to the fact that both cup wheels are arranged and formed one inside the other as a set of cups, only the area on the workpiece that is defined by the size and dimension of the outer cup wheel needs to be delimited as the grinding area. As the second grinding wheel, the smaller, internally arranged cup wheel does not require any special space inside the machine. This is an advantage in particular because the grinding is usually carried out with liquid cooling lubricants such as water-soluble emulsions or grinding oil. If the immediate grinding area has to be encapsulated from the outer area, as is usually the case today, smaller encapsulation can be provided for smaller grinding units, which in turn has cost advantages over large encapsulations. In any case, it is easier to carry away cooling lubricant or grinding debris inside an enclosure than out of an enclosure which, for example, encompasses the entire machine. The reduced encapsulation also has the advantage that the elements outside the encapsulation, such as the electrical system, do not have to be sealed off to the same extent from the cooling lubricants.

Damit die gesamten Planflächen der Bremsscheibe gleichermaßen geschliffen werden können, wird beim Schleifen neben dem rotationsmäßigen Antrieb von Werkstück und Schleifscheiben eine Bewegung des Werkstückes und/oder der Schleifscheibe relativ zueinander in radialer Richtung, um sämtliche Bereiche der Planseiten zu schleifen, bewegt. Diese Bewegung entspricht sozusagen einer Bewegung, bei welcher die Bremsscheibe mit den Planseiten in den Schleifspalt, welcher durch die Stirnseiten des Schleifbelags am topfförmigen Rand der jeweiligen Schleifscheibe durchfahren wird, zugestellt wird.So that the entire flat surfaces of the brake disc can be ground equally, during grinding, in addition to the rotational drive of the workpiece and grinding wheels, the workpiece and/or the grinding wheel are moved relative to one another in a radial direction in order to grind all areas of the flat sides. This movement corresponds, so to speak, to a movement in which the flat sides of the brake disc are fed into the grinding gap, which is traversed by the end faces of the abrasive coating on the cup-shaped edge of the respective grinding disc.

Vorzugsweise werden bei dem eine Bremsscheibe für Kraftfahrzeuge darstellenden Werkstück deren Planseiten nacheinander geschliffen.In the case of the workpiece representing a brake disc for motor vehicles, the plane sides thereof are preferably ground one after the other.

Weiter vorzugsweise ist es auch möglich und beabsichtigt, dass beide Planseiten gleichzeitig geschliffen werden. Das kann dadurch realisiert werden, dass vorzugsweise auf jeder Seite der Bremsscheibe im Bereich der Planseiten der Bremsscheiben jeweils ein Topfset angeordnet ist, so dass sowohl das Vorschleifen als auch das Fertigschleifen dann so ausgeführt werden, dass beide Planseiten zumindest zeitweise zeitparallel geschliffen werden, indem die jeweilige Schleifscheibe entweder für den Vorschleifvorgang oder für den Fertigschleifvorgang gleichzeitig gegenüberliegend in Eingriff gebracht werden und das Schleifen ausführen. Damit können zum einen das Schleifen effektiver durchgeführt und zum anderen die Taktzeit verringert werden. Des Weiteren ergibt sich bzgl. der Qualität für das Schleifergebnis der weitere Vorteil, dass beim gleichzeitigen Schleifen der Wirkflächen an beiden gegenüberliegenden Planseiten die Schleifkräfte bzw. Schleifkraftkomponenten, welche in axialer Richtung, d. h. in Richtung Rotationsachse der Topfscheiben, auf die Bremsscheibe wirken, komplett kompensiert werden können. Wenn die Axialkräfte, welche auf die Bremsscheibe beim Schleifen wirken, kompensiert werden, so ist eine im Vergleich zum einseitigen Schleifen einer Bremsscheibe zumindest elastische Verformung derselben ausgeschlossen. Dadurch kann eine erheblich verbesserte Genauigkeit des Schleifergebnisses erreicht werden. Mit einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, hochgenaue Dickentoleranzen einzuhalten, welche kleiner sind als beispielsweise 8 µm, d. h. < 0,01 mm. Je nach eingebrachten Schleifkräften können die Dickentoleranzen auch noch weiter verkleinert werden.More preferably, it is also possible and intended that both flat sides are ground at the same time. This can be achieved by preferably arranging a cup set on each side of the brake disc in the area of the flat sides of the brake discs, so that both the pre-grinding and the finish grinding are then carried out in such a way that both flat sides are ground at least temporarily at the same time by respective grinding wheel can be brought into engagement oppositely at the same time for either the pre-grinding process or for the finish-grinding process and carry out the grinding. On the one hand, this allows grinding to be carried out more effectively and, on the other hand, the cycle time can be reduced. Furthermore, with regard to the quality of the grinding result, there is the further advantage that when grinding the active surfaces on both opposite plane sides at the same time, the grinding forces or grinding force components, which are in the axial direction, i. H. in the direction of the axis of rotation of the cup wheels, which act on the brake disc, can be completely compensated. If the axial forces acting on the brake disk during grinding are compensated for, at least elastic deformation of a brake disk, compared to grinding on one side, is prevented. As a result, a significantly improved accuracy of the grinding result can be achieved. With such an embodiment of the invention it is possible to comply with highly precise thickness tolerances which are smaller than, for example, 8 μm, i. H. < 0.01mm. Depending on the grinding forces introduced, the thickness tolerances can also be further reduced.

Weiter vorzugsweise wird das Verfahren zum Schleifen der Planseiten der Bremsscheiben hinsichtlich Taktzeit und Kosten so ausgeführt, dass einerseits mit auf jeder Seite der Bremsscheibe jeweils angeordnetem Set von Topfscheiben geschliffen wird und gleichzeitig die Rotationsachsen beider gegenüberliegenden Topfsets zueinander leicht geneigt sind, so dass die Oberflächen der Planseiten, wenn sie sich im Schleifspalt zwischen den beiden Topfscheiben befinden, im Schälschleifverfahren geschliffen werden können.More preferably, the method for grinding the flat sides of the brake discs is carried out in terms of cycle time and costs such that, on the one hand, grinding is carried out with a set of cup wheels arranged on each side of the brake disc and, at the same time, the axes of rotation of the two opposite sets of cups are slightly inclined to one another, so that the surfaces of the Flat sides when they are in the grinding gap between the on both cup wheels can be ground using the peel grinding process.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schleifen von Planseiten einer eine verschleißfeste Beschichtung mit hohem Zerspanungswiderstand aufweisenden, rotationssymmetrischen Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Diese Schleifvorrichtung, d. h. Schleifmaschine, weist zumindest zwei Schleifscheiben auf, von denen eine erste Schleifscheibe zum Vorschleifen der Planseiten, mit welchem ein großes Vorschleifaufmaß abgeschliffen wird, und eine zweite Schleifscheibe zum Fertigschleifen der Planseiten auf, um ein kleines Aufmaß abzuschleifen. Das Fertigschleifaufmaß ist dabei erheblich kleiner als das Vorschleifaufmaß. Die erste Schleifscheibe ist damit deutlich höherer Zerspanungsleistung und damit höherem eigenen Verschleiß ausgesetzt als die Fertigschleifscheibe. Damit ist am Ende des Vorschleifens auch eine geringere Maß- und Formhaltigkeit erzielbar, als das mit der Fertigschleifscheibe erreicht wird. Das Ergebnis am Ende des Vorschleifens ist jedoch immer noch deutlich besser als die Maß- und Formhaltigkeit des noch nicht geschliffenen Rohteiles. Die beiden Schleifscheiben sind als Topfscheiben ausgebildet, welche ineinanderliegend angeordnet und axial relativ zueinander verschiebbar ausgebildet sind. Jede Topfscheibe hat ihre eigene Antriebsspindel, wobei die Antriebsspindeln als Doppelspindel mit außenliegender und innenliegender Antriebsspindel ausgebildet sind. Die außenliegende und die innenliegende Antriebsspindel sind ineinanderlaufend und auf einem Schleifspindelstock angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass nur ein Schleifspindelstock und eine Schleifspindeleinheit mit Antrieb erforderlich sind, wobei beide Schleifscheiben sozusagen mit einer speziell ausgebildeten Spindel angeordnet sind, deren beider Rotationsachsen zusammenfallen. Die erste Schleifscheibe, welche für ein großes Zerspanvolumen zum Abtragen des Vorschleifaufmaßes vorgesehen ist, weist eine Schleifmittelspezifikation auf, mittels welcher der verschleißfeste Belag bzw. die verschleißfeste Beschichtung an der Bremsscheibe schruppschleifbar ist. Die erste Schleifscheibe ist dabei einem nennenswerten Verschleiß unterworfen, da sie im Vorschleifvorgang ein großes Zerspanvolumen realisieren muss. Demgegenüber weist die zweite Schleifscheibe eine Schleifmittelspezifikation im Schleifbelag auf, welche speziell ausgelegt ist für das Feinschleifen, d. h. zum Abschleifen des Feinschleifaufmaßes, welches ein deutlich kleineres Zerspanungsvolumen bedeutet, als welches die erste Schleifscheibe realisieren muss. Beide Schleifmittelspezifikationen sind jeweils auf den Schleifvorgang abgestimmt. Die Schleifscheiben sind dabei so ausgebildet und auch hinsichtlich ihres eigenen Verschleißes und der damit verbundenen Kosten und Abrichtungszeiten aufeinander abgestimmt und zueinander optimiert, dass die erste Schleifscheibe schneller verschleißt, also sozusagen leichter geopfert wird und damit eventuell auch rascher abgerichtet und ausgewechselt werden muss, dafür aber die zweite Scheibe, mit welcher die geforderte hohe Genauigkeit von Maß- und Formhaltigkeit der Bremsscheibe realisiert wird, welche ein deutlich kleineres Zerspanungsvolumen abzutragen hat und damit zum einen die hohe Maß- und Formhaltigkeit selbst bei den verschleißfesten Beschichtungen der Bremsscheiben realisieren kann. Sie weist dennoch eine entsprechende Lebensdauer auf und muss eventuell in deutlich größeren Intervallen als die erste Schleifscheibe abgerichtet werden und kann damit auch eine höhere Schleifdauer realisieren. Mit einer derartigen Optimierung und Abstimmung der Schleifbeläge der beiden Schleifscheiben zueinander kann ein ökonomisches Schleifen bei Erzielung hoher Maß- und Formhaltigkeiten selbst für die Großserienfertigung realisiert werden. Ein wesentlicher Vorteil des Vorsehens von ineinanderliegenden Topfscheiben zum Schleifen der Planseiten der Bremsscheiben besteht auch darin, dass die Maschine insgesamt kompakter ist und die Notwendigkeit, je zwei Schleifspindeleinheiten auf einen Schleifspindelstock vorzusehen, entfällt. Auf beiden gegenüberliegenden Planseiten einer Bremsscheibe befindet sich ein auf jeder Seite der Bremsscheibe angeordnetes Set von Topfscheiben, nämlich eine erste Topfscheibe zum Vorschleifen und eine darin angeordnete zweite Topfscheibe zum Fertigschleifen gleichzeitig mit der jeweiligen Scheibe in Schleifeingriff, so dass zumindest zeitweise zeitparallel axialkraftkompensierend und mit achsparalleler Ausrichtung zueinander die Bremsscheibe schleifbar ist.According to a further aspect of the present invention, a device is provided for grinding flat sides of a rotationally symmetrical brake disc for a motor vehicle which has a wear-resistant coating with high chipping resistance. This grinding device, i. H. Grinding machine has at least two grinding wheels, of which a first grinding wheel for pre-grinding the face sides, with which a large pre-grinding allowance is ground off, and a second grinding wheel for finish-grinding the face sides, in order to grind off a small allowance. The finish grinding allowance is considerably smaller than the pre-grinding allowance. The first grinding wheel is thus exposed to significantly higher cutting performance and thus higher wear than the finish grinding wheel. This means that at the end of the pre-grinding, less dimensional and shape accuracy can be achieved than is achieved with the finish grinding wheel. However, the result at the end of the pre-grinding is still significantly better than the dimensional and shape accuracy of the raw part that has not yet been ground. The two grinding wheels are designed as cup wheels, which are arranged one inside the other and are designed to be axially displaceable relative to one another. Each cup wheel has its own drive spindle, the drive spindles being designed as a double spindle with an external and internal drive spindle. The external and internal drive spindles run into one another and are arranged on a grinding headstock. This has the advantage that only one grinding headstock and one grinding spindle unit with a drive are required, with both grinding wheels being arranged, so to speak, with a specially designed spindle whose two axes of rotation coincide. The first grinding wheel, which is provided for a large machining volume to remove the pre-grinding allowance, has an abrasive specification by means of which the wear-resistant lining or the wear-resistant coating on the brake disc can be rough-ground. The first grinding wheel is subject to significant wear, since it has to realize a large metal removal rate in the pre-grinding process. In contrast, the second grinding wheel has an abrasive specification in the abrasive coating which is specially designed for fine grinding, i. H. for grinding off the fine grinding allowance, which means a significantly smaller machining volume than the first grinding wheel has to realize. Both abrasive specifications are tailored to the grinding process. The grinding wheels are designed in such a way and are also coordinated with one another and optimized with regard to their own wear and the associated costs and dressing times, so that the first grinding wheel wears out more quickly, i.e. is sacrificed more easily, so to speak, and therefore may have to be dressed and replaced more quickly, but for that the second disc, with which the required high level of dimensional and shape accuracy of the brake disc is achieved, which has to remove a significantly smaller machining volume and can therefore, on the one hand, achieve the high dimensional and shape accuracy even with the wear-resistant coatings of the brake discs. Nevertheless, it has a corresponding service life and may have to be dressed at significantly longer intervals than the first grinding wheel and can therefore also achieve a longer grinding time. With such an optimization and matching of the grinding layers of the two grinding wheels to one another, economical grinding can be achieved while achieving high dimensional and shape accuracy even for large-scale production. A significant advantage of the provision of cup wheels lying one inside the other for grinding the flat sides of the brake discs is that the machine is more compact overall and there is no need to provide two grinding spindle units on each grinding headstock. On both opposite flat sides of a brake disc there is a set of cup wheels arranged on each side of the brake disc, namely a first cup wheel for rough grinding and a second cup wheel arranged therein for finish grinding, simultaneously with the respective disc in grinding engagement, so that at least at times parallel to the axial force and with axially parallel Alignment to each other, the brake disc is grindable.

Vorzugsweise wird die axiale Verschiebbarkeit der beiden Schleifscheiben zum jeweiligen Schleifeingriff an den Planseiten der Bremsscheibe mittels CNC-gesteuerter Achsen realisiert. Jede Schleifscheibe hat ihren eigenen Rotorantrieb, wobei die erste Schleifscheibe in der Regel über die außenliegende Antriebsspindel angetrieben wird, in welcher sich die innenliegende Antriebsspindel für die zweite Schleifscheibe befindet, über welche deren Rotorantrieb diese zweite Schleifscheibe antreibt.Preferably, the axial displaceability of the two grinding disks for the respective grinding intervention on the plane sides of the brake disk is realized by means of CNC-controlled axes. Each grinding wheel has its own rotor drive, with the first grinding wheel usually being driven via the external drive spindle, in which the internal drive spindle for the second grinding wheel is located, via which its rotor drive drives this second grinding wheel.

Der Schleifbelag der Schleifscheiben ist vorzugsweise zum Schleifen der verschleißfesten, hitzebeständigen und korrosionsvermindernder Beschichtung als CBN-Schleifbelag mit keramisch oder metallisch gebundenen Schleifkörpern ausgebildet.The grinding layer of the grinding wheels is preferably designed for grinding the wear-resistant, heat-resistant and corrosion-reducing coating as a CBN grinding layer with vitrified or metal-bonded grinding bodies.

Weiter vorzugsweise ist der innenliegende Rotorantrieb im außenliegenden Rotorantrieb in einer Linearführung mit einer spielfreien Kugelführung gelagert. Die Spielfreiheit der Lagerung sorgt für die Realisierung hoher Fertigungsgenauigkeiten mit den die verschleißfeste Beschichtung der Bremsscheibe bearbeitenden Schleifscheiben.More preferably, the internal rotor drive is mounted in the external rotor drive in a linear guide with a play-free ball guide. The backlash of the storage ensures for the realization of high manufacturing accuracy with the grinding wheels processing the wear-resistant coating of the brake disc.

Weiter vorzugsweise ist in der Schleifvorrichtung eine verschwenkbare Bremsscheiben-Spanneinrichtung vorgesehen, mittels welcher gleichzeitig zwei Bremsscheiben an jedem Ende davon eingespannt sein können. Dabei wird die auf einer Seite eingespannte Bremsscheibe in den Schleifspalt zwischen zwei Sets von Topfscheiben zum Schleifen der Planseiten der Bremsscheibe eingeführt, während die an dem dem Schleifen gegenüberliegenden Ende eingespannte Bremsscheibe entladen und mit einer neuen, zu schleifenden Bremsscheibe beladen werden kann. Daraufhin kann diese Spanneinrichtung geschwenkt werden, so dass die fertig geschliffene Bremsscheibe in die Entladeposition gebracht und die neu eingespannte Bremsscheibe in die Schleifposition verbracht werden kann. Mit einer derartigen Einrichtung können die Nebenzeiten weiter verringert werden, weil die Beladung der Spannvorrichtung vorgenommen werden kann, während die andere Bremsscheibe geschliffen wird.More preferably, a pivotable brake disc clamping device is provided in the grinding device, by means of which two brake discs can be clamped at each end thereof at the same time. The brake disc clamped on one side is inserted into the grinding gap between two sets of cup wheels for grinding the flat sides of the brake disc, while the brake disc clamped on the end opposite the grinding can be unloaded and loaded with a new brake disc to be ground. This clamping device can then be pivoted so that the completely ground brake disk can be brought into the unloading position and the newly clamped brake disk can be brought into the grinding position. With such a device, the non-productive times can be further reduced because the clamping device can be loaded while the other brake disc is being ground.

Weiter vorzugsweise sind in der Schleifvorrichtung die beiden Topfsets bezüglich ihrer axial ausgerichteten Rotationsachse zueinander geneigt, so dass nicht die gesamte Fläche der vorderen Fläche des Schleifbelags am Rand der Topfscheibe in Schleifeingriff ist, sondern nur die entsprechende Kante. Damit kann das Schleifen im Schälschleifverfahren durchgeführt werden, was zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit beiträgt.More preferably, the two sets of cups in the grinding device are inclined to each other with respect to their axially aligned axis of rotation, so that not the entire surface of the front surface of the grinding layer is in grinding engagement at the edge of the cup wheel, but only the corresponding edge. This allows grinding to be carried out using the peel grinding method, which contributes to further improving accuracy.

Das erfindungsgemäße Schleifverfahren und die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung vermeiden die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Verfahren und ermöglichen, dass selbst unter Inkaufnahme eines höheren Verschleißes als beim Schleifen von nicht beschichteten Oberflächen vor allem die Vorschleifscheibe öfters auszuwechseln ist, aber dennoch eine großserientechnische Lösung mit akzeptablen Fertigungskosten erreicht werden können.The grinding method according to the invention and the grinding device according to the invention avoid the disadvantages of the methods known in the prior art and make it possible for the pre-grinding wheel in particular to be replaced more often, even at the expense of greater wear than when grinding uncoated surfaces, but still a large-scale technical solution with acceptable production costs can be reached.

Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand der nachfolgenden Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine an den Wirkflächen beschichtete Bremsscheibe als Schnittdarstellung;
2 eine Topfscheibenanordnung mit ineinander angeordneten Spindeln für die jeweiligen Topfscheiben;
3 eine Anordnung zum gleichzeitigen Schleifen beider Planseiten einer Bremsscheibe mit einem Topfscheibenset auf jeder Seite der Bremsscheibe;
4a eine Schnittansicht zur Darstellung des gleichzeitigen Schruppschleifens beider Planseiten einer Bremsscheibe;
4b eine Darstellung gemäß 4a, jedoch beim gleichzeitigen Fertigschleifen beider Planseiten einer Bremsscheibe;
5 eine Anordnung zum gleichzeitigen Schleifen beider Planseiten einer Bremsscheibe mit einer Spanneinrichtung zum Schleifen und zum gleichzeitigen Beladen oder Entladen einer weiteren Bremsscheibe;
6 eine prinzipielle Ansicht zur Darstellung des gleichzeitigen Schälschleifens beider Planseiten einer Bremsscheibe mit zueinander geneigten Rotationsachsen des jeweiligen Topfscheibensets;
7 ein Ausführungsbeispiel gemäß 6 mit Ansicht von oben mit der schwenkbaren Bremsscheiben-Spanneinrichtung gemäß 5; und
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zueinander fluchtenden Rotationsachsen zweier Topfscheibensets und einer verschiebbaren Bremsscheiben-Spanneinrichtung.

Further advantages, features and implementation options of the invention will now be explained in detail with reference to the following drawing. Show in the drawing:

1 a brake disc coated on the active surfaces as a sectional view;
2 a cup wheel assembly with nested spindles for the respective cup wheels;
3 an arrangement for simultaneously grinding both faces of a brake disc with a cup wheel set on each side of the brake disc;
4a a sectional view showing the simultaneous rough grinding of both flat sides of a brake disc;
4b a representation according to 4a , but with simultaneous finish grinding of both flat sides of a brake disc;
5 an arrangement for the simultaneous grinding of both flat sides of a brake disc with a clamping device for grinding and for the simultaneous loading or unloading of another brake disc;
6 a basic view showing the simultaneous peel grinding of both flat sides of a brake disc with mutually inclined axes of rotation of the respective cup wheel sets;
7 an embodiment according to 6 with view from above with the swiveling brake disc clamping device according to 5 ; and
8th another embodiment with mutually aligned axes of rotation of two sets of cup wheels and a displaceable brake disc clamping device.

In 1 ist eine an ihren Planseiten 1 mit einer verschleißfesten Beschichtung 2 versehene Bremsscheibe 3.1 als beispielhaftes Werkstück 3 im Vollschnitt dargestellt. Die dargestellte Bremsscheibe 3.1 ist ein rotationssymmetrisches Bauteil, das in allen benötigten Abmessungen nach dem Verfahren und auf der Vorrichtung gemäß der Erfindung geschliffen werden kann. Die Bremsscheibe weist in ihrem inneren Zentrum eine Zentrierung 24 auf, welche für die Montage auf der Radnarbe eines Kraftfahrzeuges erforderlich ist. Im Übergang von dem die Zentrierung 24 umfassenden zylindrischen Bund zu den Planseiten 1 ist eine Hinterschneidung 23 vorgesehen, welche erforderlich ist, damit die Planseite 1 von der Hinterschneidung 23 in radialer Richtung bis zu ihrem Außenumfang am geschliffenen Wirkbereich geschliffen werden kann, welcher mit der verschleißfesten Beschichtung 2 versehen ist. Damit der gesamte Bereich der verschleißfesten Beschichtung 2 geschliffen werden kann, müssen die Planseiten 1 mit der Beschichtung 2 im Schleifspalt zwischen den Topfscheiben also weit genug von den jeweiligen Schleifscheiben überdeckt werden. Unter Wirkfläche ist die Fläche zu verstehen, welche beim Bremsen einen Eingriff zwischen Bremsbacken oder Bremsstein und den Planseiten der Bremsscheibe definieren.In 1 a brake disc 3.1 provided with a wear-resistant coating 2 on its plane sides 1 is shown as an example of a workpiece 3 in full section. The brake disc 3.1 shown is a rotationally symmetrical component that can be ground to any required dimensions using the method and the device according to the invention. The brake disc has in its inner center a centering 24, which is required for assembly on the wheel hub of a motor vehicle. In the transition from the cylindrical collar surrounding the centering 24 to the flat sides 1, an undercut 23 is provided, which is necessary so that the flat side 1 can be ground from the undercut 23 in the radial direction up to its outer circumference on the ground active area, which is connected to the wear-resistant Coating 2 is provided. So that the entire area of the wear-resistant coating 2 can be ground, the flat sides 1 with the coating 2 in the grinding gap between the cup wheels must be covered far enough by the respective grinding wheels. The effective area is the area that defines an engagement between the brake shoes or brake block and the flat sides of the brake disc when braking.

Die dargestellte Bremsscheibe ist eine Bremsscheibe, welche aus Vollmaterial aufgebaut ist, wobei das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für hier nicht dargestellte, innen belüftete Bremsscheiben anwendbar ist. Die innen belüfteten Bremsscheiben weisen den Vorteil auf, das durch den Fahrtwind eine bessere Kühlung und damit eine bessere Aufnahme der Bremsenergien bei gleichen Abmessungen möglich ist. Die strichpunktierte Linie entlang der Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 stellt die verschleißfeste Beschichtung 2 auf den Planseiten 1 dar. Entscheidend ist, das nach dem Schleifen eine hohe Planparallelität zwischen den beiden Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 vorhanden sein muss, damit beim Bremsvorgang ein ruhiges, nichtpulsierendes und ratterfreies Bremsen realisiert werden kann.The brake disc shown is a brake disc made from solid material, with the method according to the invention and the device according to the invention also being applicable for internally ventilated brake discs (not shown here). The internally ventilated brake discs have the advantage that better cooling and thus better absorption of braking energy is possible with the same dimensions due to the relative airflow. The dot-dash line along the flat sides 1 of the brake disc 3.1 represents the wear-resistant coating 2 on the flat sides 1. The decisive factor is that after grinding there must be a high degree of plane parallelism between the two flat sides 1 of the brake disc 3.1, so that during the braking process there is a smooth, non-pulsating and chatter-free braking can be achieved.

In 2 ist ein Topfset mit einer topfförmigen äußeren Topfscheibe 4.1 als erste Schleifscheibe 4 und eine darin aufgenommene innere Topfscheibe 5.1 als zweite Schleifscheibe 5 vorgesehen, deren beider Rotationsachsen 11, 12 zusammenfallen. Die in 2 dargestellte Schleifspindel ist als Doppelschleifspindel mit zwei ineinander gelagerten Rotoren versehen. Der hohl ausgebildete außenliegende Rotor, welcher eine außenliegende Schleifspindel 7 ausbildet, nimmt in seinem Inneren einen innenliegenden Rotor auf, welcher eine innenliegende Schleifspindel 8 ausbildet. Die erste Schleifscheibe 4 bzw. die außenliegende Topfscheibe 4.1 weist an ihrer axial ausgerichteten vorderen Seite einen sich über den gesamten Umfang erstreckenden Schleifbelag 6 auf, welcher für das Vorschleifen der in 1 dargestellten Bremsscheibe 3.1 an den Planseiten 1 vorgesehen ist. Die im Inneren angeordnete bzgl. ihres Durchmessers kleinere Topfscheibe 5.1 stellt die zweite Schleifscheibe 5 dar, welche ebenfalls an ihrer axial ausgerichteten vorderen Seite einen umlaufenden Ring als Schleifbelag 6 aufweist. Die Doppelschleifspindel ist insgesamt über eine Z2-Achse axial verschieblich, so dass die Topfscheiben 4.1, 5.1 an die zu schleifenden Planseiten 1 zugestellt werden können. Relativ dazu ist der im Inneren des äußeren Rotors angeordnete innere Rotor über eine Z2.1-Achse axial verschieblich. Dies ist erforderlich, wenn mittels der innenliegenden Topfscheibe 5.1 die Planseiten fertiggeschliffen werden sollen, weshalb die innenliegende Scheibe aus dem Bereich innerhalb der außenliegenden Topfscheibe 4.1 herausfahrbar ist, um zum Zwecke des Fertigschleifens in Eingriff mit den Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 gebracht zu werden, ohne dass die äußere Topfscheibe 4 in Eingriff mit den Planseiten 1 gelangen kann.In 2 a cup set is provided with a cup-shaped outer cup wheel 4.1 as the first grinding wheel 4 and an inner cup wheel 5.1 accommodated therein as the second grinding wheel 5, the two axes of rotation 11, 12 of which coincide. In the 2 The grinding spindle shown is a double grinding spindle with two rotors mounted one inside the other. The hollow outer rotor, which forms an outer grinding spindle 7 , accommodates an inner rotor, which forms an inner grinding spindle 8 . The first grinding wheel 4 or the outer cup wheel 4.1 has, on its axially aligned front side, a grinding layer 6 that extends over the entire circumference and is used for pre-grinding the in 1 brake disc 3.1 shown is provided on the plan sides 1. Cup wheel 5.1, which is arranged inside and has a smaller diameter, represents second grinding wheel 5, which also has a circumferential ring as grinding layer 6 on its axially aligned front side. The double grinding spindle is axially displaceable overall via a Z2 axis, so that the cup wheels 4.1, 5.1 can be infed onto the flat sides 1 to be ground. Relative to this, the inner rotor arranged inside the outer rotor can be displaced axially via a Z2.1 axis. This is necessary if the inner cup wheel 5.1 is to be used to finish-grind the plane sides, which is why the inner disc can be moved out of the area within the outer cup wheel 4.1 in order to be brought into engagement with the plane sides 1 of the brake disc 3.1 for the purpose of finish grinding without that the outer cup wheel 4 can engage with the plane sides 1.

Der außenliegende Rotor bzw. die außenliegende Schleifspindel 7 ist zur Rotation mit einem Festlager 14 und einem Loslagerpaket 13 gelagert, wobei das Festlager schleifscheibenseitig angeordnet ist. Der hinter den Loslagern angeordnete, in 2 nicht dargestellte Motorantrieb für den außenliegenden Rotor ist für den Antrieb des außenliegenden Rotors und damit der außenliegenden Topfscheibe 4.1 zu deren Rotation um die Rotationsachse vorgesehen. Dabei kann der Antrieb direkt auf der Welle mit einem entsprechenden Antriebsmotor angeordnet sein. Aber auch die Ausführung mit einem nicht dargestellten Riemenantrieb ist möglich. Die Verschiebebewegung des innenliegenden Rotors, d. h. der innenliegenden Schleifspindel 8 erfolgt über eine CNC-gesteuerte Achse, aber auch eine hydraulische Verschiebeverstellung ist möglich. Der innenliegende Rotor, d. h. die innenliegende Schleifspindel 8 ist am außenliegenden Rotor mittels einer Linearführung gelagert. Diese Linearführung ist als Kugelführung ausgeführt, welche kein Radialspiel aufweist. Die Kugelführungen sind vorgespannt, so dass eine spielfreie Lagerung realisiert werden kann. Eine derartige Lagerung ist hochgenau und leicht verstellbar. Auf der Antriebsseite ist der rotatorische Antrieb für diesen innenliegenden Rotor der Schleifspindel über einen Querstift 15 im Schaft realisiert, welcher in Längsnuten 16 entsprechend der axialen Verschiebebewegung des innenliegenden Schleifspindelrotors 8 im außenliegenden Schleifspindelrotor 7 geführt ist. Aber auch andere Ausbildungen zur Übertragung des außenliegenden Schleifspindelrotors 7 hinsichtlich dessen Bewegung auf den innenliegenden Schleifspindelrotor 8 können auch bspw. Vielkeilverzahnungen zum Einsatz gelangen. Diese haben den Vorteil, dass sie sehr genau herstellbar sind, keine Unwuchtmassen erzeugen und für hohe Drehzahlen und Drehzahlmomente geeignet sind. Das Vorsehen von zwei ineinander gelagerten Spindeln auf einem Spindelstock gewährleistet kurze Wechselzeiten, lässt sich spielfrei mit entsprechender Vorspannung gestalten, arbeitet ohne Umwucht und spart in der Maschine unproduktive Nebenzeiten, da für diese Schleifaufgabe nur ein einziger Schleifspindelstock vorgesehen werden muss. Da beim Schleifen in aller Regel Kühlschmierstoff zugeführt wird, wird häufig der unmittelbare Schleifbereich gekapselt. Bei einer derartigen Doppelspindelanordnung auf einem einzigen Schleifspindelstock kann die Umhausung entsprechend kleiner ausgeführt werden, was insgesamt kostengünstiger ist.The external rotor or the external grinding spindle 7 is mounted for rotation with a fixed bearing 14 and a floating bearing assembly 13, with the fixed bearing being arranged on the grinding wheel side. The arranged behind the loose bearings, in 2 not shown motor drive for the outer rotor is provided for driving the outer rotor and thus the outer cup wheel 4.1 for their rotation about the axis of rotation. The drive can be arranged directly on the shaft with a corresponding drive motor. But the version with a belt drive, not shown, is also possible. The displacement movement of the internal rotor, ie the internal grinding spindle 8, takes place via a CNC-controlled axis, but a hydraulic displacement adjustment is also possible. The inner rotor, ie the inner grinding spindle 8 is mounted on the outer rotor by means of a linear guide. This linear guide is designed as a ball guide, which has no radial play. The ball guides are preloaded so that a backlash-free bearing can be implemented. Such storage is highly accurate and easily adjustable. On the drive side, the rotary drive for this inner rotor of the grinding spindle is implemented via a transverse pin 15 in the shaft, which is guided in longitudinal grooves 16 in accordance with the axial displacement movement of the inner grinding spindle rotor 8 in the outer grinding spindle rotor 7 . However, other designs for transferring the external grinding spindle rotor 7 with regard to its movement to the internal grinding spindle rotor 8 can also be used, for example multiple splines. These have the advantage that they can be manufactured very precisely, do not generate any imbalance masses and are suitable for high speeds and torques. The provision of two nested spindles on one headstock ensures short changing times, can be designed without play with appropriate preload, works without imbalance and saves unproductive non-productive time in the machine, since only one grinding headstock has to be provided for this grinding task. Since cooling lubricant is usually added during grinding, the immediate grinding area is often encapsulated. With such a double-spindle arrangement on a single grinding headstock, the housing can be made correspondingly smaller, which is more cost-effective overall.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Planseiten 1 einer Bremsscheibe 3.1 bei Rotation um eine angetriebene Rotationsachse, dargestellt durch den kreisförmigen Pfeil C1, im Schleifeingriff in einem Schleifspalt zwischen zwei an den jeweiligen Planflächen der Bremsscheibe 3.1 in Eingriff befindlichen, gegenüberliegend angeordneten Schleifscheiben dargestellt sind. Die beiden Schleifscheibentopfsets sind jeweils als Doppelspindel gemäß der Ausbildung gemäß 2 aufgebaut. Die Rotationsachsen der Topfscheibensets sind durch C2 gekennzeichnet.In 3 An exemplary embodiment is shown in which the flat sides 1 of a brake disk 3.1 are shown in grinding engagement during rotation about a driven axis of rotation, represented by the circular arrow C1, in a grinding gap between two grinding disks arranged opposite one another and engaged on the respective flat surfaces of the brake disk 3.1 . The two grinding wheel cup sets are each designed as a double spindle according to the training 2 built up. The axes of rotation of the cup wheel sets are identified by C2.

In 3 ist nun dargestellt, wie die beiden gegenüberliegenden, topfförmig ausgebildeten Schleifscheiben 4.1, d. h. die ersten Schleifscheiben 4, mit ihrem Schleifbelag 6 zum Schruppen an die Planflächen 1 der Bremsscheibe 3.1 zugestellt sind. Die Bremsscheibe 3.1 ist mit einer verschleißfesten Beschichtung 2, hier nicht gesondert dargestellt, versehen. Durch die Anordnung von gegenüberliegend angeordneten Topfsets 17, 18 kann zeitgleich ein Vorschleifen beider Planseiten 1 erfolgen, woran sich ebenfalls zeitgleich ein Fertigschleifen der Planseiten 1 der Schleifscheiben 5 anschließen kann, die in 3 in zurückgezogener Position dargestellt sind, in welcher sie sich noch nicht im Schleifeingriff befinden. Der Schleifeingriff der zweiten Topfscheibe 5.1 erfolgt erst, nachdem das Vorschleifaufmaß durch die erste Topfscheibe 4.1 abgetragen ist. Die Topfsets 17, 18 sind jeweils durch die Z1-Achse bzw. Z2-Achse in Längsrichtung, d. h. in axialer Richtung zur Rotationsachse verschiebbar und damit zum Schleifeingriff an die jeweilige Planseite 1 zustellbar. Die in der außenliegenden Schleifspindel 7 angeordnete und gelagerte innenliegende Schleifspindel 8 kann über die jeweiligen CNC-Achsen in Z1.1-Richtung bzw. in Z2.1 dargestellte axiale Richtung entsprechend verstellt werden.In 3 is now shown how the two opposite, cup-shaped grinding wheels 4.1, ie the first grinding wheels 4, with their abrasive coating 6 for roughing on the Flat surfaces 1 of the brake disc 3.1 are delivered. The brake disc 3.1 is provided with a wear-resistant coating 2, not shown separately here. By arranging cup sets 17, 18 arranged opposite one another, both flat sides 1 can be pre-ground at the same time, which can also be followed by finish-grinding of the flat sides 1 of the grinding wheels 5 at the same time, which in 3 are shown in a retracted position not yet in grinding engagement. The grinding action of the second cup wheel 5.1 only takes place after the pre-grinding allowance has been removed by the first cup wheel 4.1. The pot sets 17, 18 can each be displaced by the Z1 axis or Z2 axis in the longitudinal direction, ie in the axial direction to the axis of rotation, and can therefore be advanced to the respective plan side 1 for grinding engagement. The inner grinding spindle 8 arranged and mounted in the outer grinding spindle 7 can be adjusted accordingly via the respective CNC axes in the Z1.1 direction or in the axial direction shown in Z2.1.

Die Bremsscheibe 3.1 kann in radialer Richtung in den Schleifspalt zwischen den Topfsets 17, 18 radial verschoben werden. Diese Verschiebebewegung ist durch den Doppelpfeil mit dem Achsrichtungspfeil X dargestellt. Diese in radialer Richtung verlaufende Zustellbewegung X kann auch im Sinne eines Oszillierens während des Schleifens ausgebildet sein.The brake disc 3.1 can be moved radially in the radial direction into the grinding gap between the pot sets 17, 18. This displacement movement is represented by the double arrow with the arrow X in the direction of the axis. This infeed movement X running in the radial direction can also be designed in the sense of an oscillation during the grinding.

Dadurch, dass die beiden Topfsets 17, 18 gegenüberliegend angeordnet und zwischen sich gleichzeitig die beiden Planseiten 1 schleifen, werden auf das Werkstück einwirkende resultierende Axialkräfte kompensiert, so dass selbst elastische Verformungen während des Schleifens des Bauteils nicht auftreten. Dies hat erheblichen positiven Einfluss auf die erzielbare Schleifqualität nach dem Schleifen. Da sowohl die Zustellachsen Z1 und Z2 als auch die Zustellachsen Z1.1 und Z2.1 als CNC-Achsen ausgebildet sind, erfolgt eine klare Trennung zwischen diesen beiden Zustellachsen. Während die Achsen Z1.1 bzw. Z2.1 der Verstellung der axialen Lage der inneren Schleifscheibe 5 zur äußeren Schleifscheibe 4 dienen, wird der Schleifvorschub jedoch immer von den beiden CNC-Achsen Z1 bzw. Z2 vorgenommen.Because the two pot sets 17, 18 are arranged opposite one another and simultaneously grind the two flat sides 1 between them, the resultant axial forces acting on the workpiece are compensated for, so that even elastic deformations do not occur during the grinding of the component. This has a significant positive influence on the grinding quality that can be achieved after grinding. Since both the infeed axes Z1 and Z2 and the infeed axes Z1.1 and Z2.1 are designed as CNC axes, there is a clear separation between these two infeed axes. While the axes Z1.1 and Z2.1 serve to adjust the axial position of the inner grinding wheel 5 in relation to the outer grinding wheel 4, the grinding feed is always carried out by the two CNC axes Z1 and Z2.

Bei derartigen Anordnungen bzw. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, unabhängig davon, ob ein einzelnes Topfset auf eine Planseite 1 einer Bremsscheibe 3.1 wirkt oder ob sich gegenüberliegende Topfsets 17, 18 vorhanden sind, kann bzgl. der Aufteilung des Verfahrens in ein Vorschleifen und ein Fertigschleifen erfolgen, weshalb die erste Schleifscheibe 4 eine Vorschleifscheibe und die zweite Schleifscheibe 5 eine Fertigschleifscheibe ist, deren Spezifikationen im Schleifbelag 6 genau auf die Schleifaufgabe abgestimmt sind. Beim Vorschleifen wird eine solche Spezifikation gewählt, dass ein hohes Zerspanvolumen pro Zeiteinheit ermöglicht wird, dabei ggf. der Verschleiß der Schruppschleifscheibe deutlich höher ist als beim Fertigschleifen mit der Fertigschleifscheibe, was aber in Kauf genommen wird, da die Fertigschleifscheibe dann nur noch einen sehr geringen Betrag eines Aufmaßes schleifen muss, weshalb mit der zweiten Schleifscheibe eine hohe Genauigkeit von Form und Maßen der Bremsscheibe 3.1 erreicht werden kann und die Fertigschleifscheibe, d. h. die zweite Schleifscheibe, somit eine erheblich längere Lebensdauer als die Vorschleifscheibe 4.1 hat. Durch die Aufteilung in Vorschleifen und Fertigschleifen können bei der ersten Schleifscheibe 4 und der zweiten Schleifscheibe 5 jeweils andere Schleifmittel für den Schleifbelag eingesetzt werden. D. h. die Schleifmittel CBN und deren Variation bzgl. Körnung, Bindung usw. können direkten Einfluss auf das Schleifergebnis erzielen. Die in den 1 bis 3 beschriebenen Anordnungen erlauben des Weiteren eine sehr geringe Nebenzeit, weshalb geringe Taktzeiten und damit geringe Werkstückkosten erreichbar sind. Die Genauigkeit beim Schleifen kann deutlich erhöht werden, wenn eine beidseitige Bearbeitung der Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 durchgeführt wird. Das ist deshalb möglich, weil durch den gleichzeitigen Eingriff von Schleifscheiben auf zur jeweiligen Planseite gegenüberliegenden Planseite ebenfalls ein absoluter Kräfteausgleich und damit eine Minimierung von schleifbedingten Deformationen am Bauteil erreicht werden. Die Anordnung als Doppelspindel hat des Weiteren den Vorteil, dass die für den Einsatz von Kühlschmierstoffen erforderliche Umhausungen des unmittelbaren Schleifbereiches relativ klein und damit deren Kosten klein gehalten werden können, da nur ein einziger Schleifspindelstock erforderlich ist, um beide Schleifscheiben 4.5, die außenliegende Topfscheibe 4.1 und die darin angeordnete innenliegende Topfscheibe 5.1, auf dem einzigen Schleifspindelstock anzuordnen.With such arrangements or with the method according to the invention, regardless of whether a single pot set acts on a flat side 1 of a brake disc 3.1 or whether opposite pot sets 17, 18 are present, the process can be divided into pre-grinding and finish grinding , which is why the first grinding wheel 4 is a pre-grinding wheel and the second grinding wheel 5 is a finish grinding wheel, the specifications of which in the grinding layer 6 are precisely matched to the grinding task. When pre-grinding, such a specification is selected that a high cutting volume per unit of time is made possible, while the wear of the rough grinding wheel may be significantly higher than when finish grinding with the finish grinding wheel, which is accepted, however, since the finish grinding wheel then only wears a very small amount Must grind amount of allowance, which is why with the second grinding wheel a high accuracy of shape and dimensions of the brake disc 3.1 can be achieved and the finish grinding wheel, ie the second grinding wheel, thus has a significantly longer service life than the pre-grinding wheel 4.1. Due to the division into pre-grinding and finish-grinding, different abrasives can be used for the grinding layer on the first grinding wheel 4 and the second grinding wheel 5 . i.e. CBN abrasives and their variation in terms of grit, bond, etc. can have a direct influence on the grinding result. The in the 1 until 3 The arrangements described also allow very little non-productive time, which is why short cycle times and thus low workpiece costs can be achieved. The accuracy during grinding can be significantly increased if the plane sides 1 of the brake disk 3.1 are machined on both sides. This is possible because the simultaneous engagement of grinding wheels on the opposite side of the face also results in an absolute balance of forces and thus a minimization of deformations on the component caused by grinding. The arrangement as a double spindle also has the advantage that the housings of the immediate grinding area required for the use of cooling lubricants can be kept relatively small and thus their costs can be kept low, since only a single grinding headstock is required to rotate both grinding wheels 4.5, the outer cup wheel 4.1 and the inner cup wheel 5.1 arranged therein, to be arranged on the single grinding headstock.

Die unterschiedlichen Schleifspezifikationen für den Schleifbelag bedeuten, dass ein kostengünstiger Belag, welcher ggf. einen höheren, aber noch akzeptablen Verschleiß für das Schruppen realisiert, und ein entsprechend teurerer anderer Belag für ein niedrigeres Zerspanungsvolumen für die zweite Schleifscheibe, d. h. die innenliegende Topfscheibe 5.2, für eine Optimierung des Gesamtschleifprozesses dienen.The different grinding specifications for the grinding layer mean that a cheaper layer, which may have higher but still acceptable wear for roughing, and a correspondingly more expensive different layer for a lower metal removal rate for the second grinding wheel, i. H. the inner cup wheel 5.2 serve to optimize the overall grinding process.

Es ist aber auch möglich, die Spezifikationen für beide Schleifscheiben ähnlich oder sogar identisch zu gestalten, durch eine unterschiedliche Gestaltung aber den Schleifprozess und damit die Kosten weiter zu optimieren. Das Grundprinzip besteht darin, dass mit dem Vorschleifen eine einigermaßen vertretbar kostengünstige Schleifscheibe eingesetzt wird, die sozusagen rascher geopfert wird, wohingegen wegen des geringen Aufmaßes und des damit geringen Zerspanungsvolumens, was durch die zweite Schleifscheibe abgetragen werden muss, diese zweite Schleifscheibe, d. h. die innenliegende Topfscheibe, demgegenüber sozusagen geschont wird.However, it is also possible to make the specifications for both grinding wheels similar or even identical, but to further optimize the grinding process and thus the costs through a different design. The basic principle is that with pre-grinding, a reasonably inexpensive grinding wheel is used, which is sacrificed more quickly, so to speak, whereas because of the small oversize and the resulting low machining volume, which has to be removed by the second grinding wheel, this second grinding wheel, ie the inner cup wheel, is spared, so to speak.

Gemäß diesem ersten dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bremsscheibe zum Schleifen zwischen zwei Topfsets angeordnet, welche in achsparalleler Ausrichtung zueinander beide Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 mit einer guten Parallelität zueinander schleifen. Die Bremsscheibe 3.1 ist mittels einer nicht gezeigten Spannvorrichtung auf einer Werkstückspindel achsparallel zu den Rotationsachsen der Topfsets 17, 18 aufgespannt. Während die Topfscheiben 4.1, 5.1 ihre Schleifaufgabe hinsichtlich des Schleifens der verschleißfesten Beschichtung 2 an den Wirkflächen der Bremsscheibe 3.1 ausführen, ist die Bremsscheibe 3.1 selbst rotatorisch angetrieben und zusätzlich in X-Richtung, d. h. in radialer Richtung in den Schleifspalt 22 hinein verstellbar, so dass die gesamte Wirkfläche an den Planseiten 1 geschliffen werden kann. Für spezielle Anwendungen ist es möglich, dass das Werkstück 3, d. h. die Bremsscheibe 3.1 oszillierend in den Schleifspalt 22 zwischen den Topfsets 17, 18 bewegt wird. Diese oszillierende Bewegung hat den Vorteil, dass sich die Schleifscheiben 4, 5 bzgl. von deren Verschleiß besser verhalten, dass der Kühlschmierstoff besser an die aktive Schleifstelle zugeführt werden kann und dass die Oberflächengüte am geschliffenen Werkstück 3 gezielt verbessert werden kann. Durch die Abstimmung der oszillierenden Bewegung der Bremsscheibe 3.1 in den Schleifspalt 22 zwischen den Topfsets 17, 18 ist es möglich, in Verbindung mit der Drehzahl der Schleifscheiben 4, 5 bzw. der Drehzahl der Bremsscheibe 3.1, eine gezielte Oberflächenstruktur bspw. als Wellenlinie zu erreichen. Die jeweiligen Schleifbeläge 6 an den jeweiligen Topfscheiben 4.1, 5.1 der Topfsets 17, 18 weisen bspw. eine radiale Breite von ca. 3 bis 5 mm und eine Höhe des Schleifbelages 6 in axialer Richtung von beispielsweise 5 mm auf.According to this first illustrated exemplary embodiment, the brake disc is arranged between two pot sets for grinding, which grind both flat sides 1 of the brake disc 3.1 with a good parallelism to one another in an axis-parallel alignment to one another. The brake disk 3.1 is clamped by means of a clamping device, not shown, on a workpiece spindle so that it is parallel to the axes of rotation of the pot sets 17, 18. While the cup wheels 4.1, 5.1 carry out their grinding task in terms of grinding the wear-resistant coating 2 on the active surfaces of the brake disc 3.1, the brake disc 3.1 itself is driven in rotation and additionally in the X-direction, d. H. adjustable in the radial direction into the grinding gap 22, so that the entire active surface can be ground on the plane sides 1. For special applications it is possible that the workpiece 3, i. H. the brake disc 3.1 is moved in an oscillating manner into the grinding gap 22 between the pot sets 17, 18. This oscillating movement has the advantage that the grinding wheels 4, 5 behave better with regard to their wear, that the cooling lubricant can be better supplied to the active grinding point and that the surface quality of the ground workpiece 3 can be improved in a targeted manner. By coordinating the oscillating movement of the brake disk 3.1 in the grinding gap 22 between the pot sets 17, 18, it is possible, in conjunction with the speed of the grinding disks 4, 5 or the speed of the brake disk 3.1, to achieve a targeted surface structure, e.g. as a wavy line . The respective abrasive coatings 6 on the respective cup wheels 4.1, 5.1 of the cup sets 17, 18 have, for example, a radial width of approximately 3 to 5 mm and a height of the abrasive coating 6 in the axial direction of, for example, 5 mm.

In den 4a und 4b sind in jeweiliger Ausschnitt-Schnittdarstellung die jeweiligen Eingriffe der jeweiligen Topfscheiben 4.1, 5.1 an den verschleißfesten Beschichtungen 2 auf den jeweiligen Planseiten 1 dargestellt. In 4a ist dargestellt, wie die außenliegende Topfscheibe 4.1, d. h. die erste Schleifscheibe 4 für den Schruppschleifvorgang, in Eingriff ist. Innerhalb der äußeren Topfscheibe 4.1 ist bzgl. der Planseiten 1 die in dem Inneren angeordnete innere Topfscheibe 5.1 axial zurückgezogen und nicht im Eingriff. Dargestellt ist auch, dass im Übergang vom zylindrischen Bund der Bremsscheibe 3.1 zu den Planseiten 1 ein Hinterschnitt 23 ausgebildet ist, bis in welchen hinein die Schleifscheiben 4, 5 beim Schleifen der Planseiten 1 bewegt werden können, damit die gesamte Wirkfläche der Planseiten 1 sauber und zuverlässig geschliffen werden kann.In the 4a and 4b the respective interventions of the respective cup wheels 4.1, 5.1 on the wear-resistant coatings 2 on the respective plan sides 1 are shown in the respective cut-out sectional view. In 4a shows how the outer cup wheel 4.1, ie the first grinding wheel 4 for the rough grinding process, is engaged. Within the outer cup wheel 4.1, the inner cup wheel 5.1 arranged in the interior is retracted axially with respect to the plane sides 1 and is not engaged. It is also shown that in the transition from the cylindrical collar of the brake disc 3.1 to the flat sides 1, an undercut 23 is formed, into which the grinding wheels 4, 5 can be moved when grinding the flat sides 1, so that the entire effective surface of the flat sides 1 is clean and can be ground reliably.

In 4b ist gezeigt, wie die äußere Topfscheibe 4.1 aus dem Schruppschleifprozess heraus in axialer Richtung zurückgefahren ist, die innenliegende Topfscheibe 5.1, d. h. die zweite Schleifscheibe 5 aber in Eingriff an die Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 zugestellt worden ist, so dass nach dem Schruppschleifen mit der äußeren Topfscheibe 4.1 das Fertigschleifen mit der inneren Topfscheibe 5.1 um ein viel geringeres Aufmaß als beim Schruppschleifen mittels der äußeren Topfscheibe 4.1 realisiert werden kann.In 4b shows how the outer cup wheel 4.1 has been moved back in the axial direction from the rough grinding process, the inner cup wheel 5.1, ie the second grinding wheel 5, has been delivered in engagement with the flat sides 1 of the brake disc 3.1, so that after rough grinding with the outer Cup wheel 4.1 the finish grinding with the inner cup wheel 5.1 can be realized by a much smaller oversize than with rough grinding using the outer cup wheel 4.1.

In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Die prinzipielle Schleifdurchführung entspricht der gemäß 3. Abweichend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist für die Bremsscheibenaufspannung eine schwenkbare Bremsscheiben-Spanneinrichtung 9 gezeigt, welche auf einer Seite eine im Schleifspalt 22 zwischen zwei Topfsets 17, 18 zum Schleifen mittels der jeweiligen Topfscheibe 4.1 bzw. 5.1 angeordnet hat. Sowohl die Bremsscheibe 3.1 als auch die Topfscheiben 4.1 bzw. 5.1 des jeweiligen Topfsets 17 bzw. 18 sind rotatorisch angetrieben, wobei die Rotationsachsen achsparallel zueinander angeordnet sind. Die schwenkbare Bremsscheiben-Spanneinrichtung 9 weist an ihrer der Schleifstelle gegenüberliegenden Seite eine weitere Bremsscheiben-Spanneinrichtung mit einem separaten Antrieb und achsparalleler Ausrichtung der Einspannung einer weiteren Bremsscheibe 3.1 auf, welche nach Fertigstellung des Schleifens bzgl. der im Schleifspalt 22 dargestellten Bremsscheibe 3.1 durch ein Schwenken um 180° selbst in die Schleifposition, d. h. in den Schleifspalt 22 zwischen den Topfsets 17 bzw. 18, zum Zwecke des Schleifens gebracht werden kann. Diejenige Bremsscheibe 3.1, welche sich in der Schleifstelle gegenüberliegenden Aufspannung befindet, kann dann nach deren Fertigstellung aus der Aufspannung herausgelöst und entladen werden, wobei an dieser Stelle eine neue, noch zu schleifende Bremsscheibe 3.1 aufgespannt werden kann. Damit kann Nebenzeit reduziert werden, weil während des Schleifens einer Bremsscheibe 3.1 keine zusätzliche Nebenzeit vorhanden ist und das Entladen und Beladen der schwenkbaren Bremsscheiben-Spanneinrichtung 9 parallel zum Schleifen erfolgen kann. Es ist jedoch auch möglich, dass anstelle einer Entladung aus der der Schleifstelle gegenüberliegenden Seite die in der schwenkbaren Bremsscheiben-Spanneinrichtung 9 angeordnete weitere Bremsscheibe 3.1 bzgl. der zu erreichenden Bremsscheibendicke und eventuell weiterer geometrischer Abmessungen vermessen wird. Falls das Sollmaß noch nicht erreicht sein sollte, kann diese Bremsscheibe 3.1 in derselben Aufspannung wieder in den Schleifspalt 22 zwischen den Topfsets 17, 18 zurückgeschwenkt werden und endgültig fertiggestellt werden. D. h. die zweite Aufspannung an der schwenkbaren Bremsscheiben-Spanneinrichtung 9 ist sowohl zum Ladevorgang als auch zu einem Vermessen von Form und Maßen der bereits geschliffenen, möglicherweise aber noch nicht fertiggeschliffenen zweiten Bremsscheibe 3.1 geeignet.In 5 a further exemplary embodiment of the method according to the invention and the device according to the invention is shown. The basic grinding procedure corresponds to that according to 3 . Deviating from the embodiment according to 3 a swiveling brake disc clamping device 9 is shown for the brake disc clamping, which is arranged on one side in the grinding gap 22 between two cup sets 17, 18 for grinding by means of the respective cup wheel 4.1 or 5.1. Both the brake disc 3.1 and the cup discs 4.1 or 5.1 of the respective cup set 17 or 18 are driven in rotation, with the axes of rotation being arranged axially parallel to one another. On its side opposite the grinding point, the swiveling brake disc clamping device 9 has a further brake disc clamping device with a separate drive and axis-parallel alignment of the clamping of a further brake disc 3.1, which after completion of the grinding with regard to the brake disc 3.1 shown in the grinding gap 22 by pivoting 180 ° even in the grinding position, ie in the grinding gap 22 between the pot sets 17 and 18 can be brought for the purpose of grinding. The brake disk 3.1 which is located in the clamping opposite the grinding point can then be removed from the clamping and unloaded after its completion, with a new brake disk 3.1 still to be ground being clamped at this point. In this way, non-productive time can be reduced because there is no additional non-productive time during the grinding of a brake disc 3.1 and the unloading and loading of the swiveling brake disc clamping device 9 can take place parallel to the grinding. However, it is also possible that instead of a discharge from the side opposite the grinding point, the additional brake disc 3.1 arranged in the pivotable brake disc clamping device 9 with respect to the brake disc thickness to be achieved and possibly additional geometry technical dimensions is measured. If the specified size has not yet been reached, this brake disk 3.1 can be swung back into the grinding gap 22 between the pot sets 17, 18 in the same clamping and finally finished. i.e. the second clamping on the swiveling brake disc clamping device 9 is suitable both for the loading process and for measuring the shape and dimensions of the second brake disc 3.1 that has already been ground, but possibly not yet finish-ground.

In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die Blickrichtung bzgl. der Darstellung von 5 von vorn in der Zeichnungsebene gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Rotationsachsen der Topfsets 17, 18 und damit der nicht gesondert in 6 dargestellten äußeren Topfscheibe 4.1 und inneren Topfscheibe 5.1 aus der Achsparallelität heraus um einen Achsenneigungswinkel 20 geneigt. Durch dieses Kippen der beiden Schleifsetz 17, 18 zueinander bzgl. ihrer Rotationsachsen 11, 12 wird erreicht, dass die Planseiten 1 der Bremsscheibe 3.1 nicht mehr flächig geschliffen werden, sondern ein Schälschleifen realisiert werden kann, bei welchem die Schleifscheibe während des Schleifvorganges in den Schleifspalt 22 im Sinne der in 5 gezeigten X-Richtung zugestellt oder oszillierend zugestellt und zurückgezogen werden kann.In 6 Another embodiment is shown in which the viewing direction with respect to the representation of 5 is shown from the front in the plane of the drawing. In this embodiment, the axes of rotation of the pot sets 17, 18 and thus the are not separately in 6 Outer cup wheel 4.1 and inner cup wheel 5.1 shown are inclined out of the axial parallelism by an axis inclination angle 20. This tilting of the two grinding sets 17, 18 to each other with regard to their axes of rotation 11, 12 means that the flat sides 1 of the brake disc 3.1 are no longer ground flat, but peel grinding can be implemented, in which the grinding wheel moves into the grinding gap during the grinding process 22 within the meaning of in 5 shown X-direction can be delivered or oscillatingly delivered and withdrawn.

Durch den Übergang vom Planschleifen zum Schälschleifen kann die Genauigkeit vor allen Dingen beim Schleifen der Verschleißfristenbeschichtung auf den Planseiten dieser Bremscheibe 3.1 verbessert werden. Dieses Einschwenken der Topfsets 17, 18 wird auch als Anstellen der Schleifscheiben 4, 5 bezeichnet und weist den Vorteil auf, dass die Schleifscheiben 4, 5 nur in bestimmten Bereichen schleifen, und so eine bestimmte Geometrie der Wirkflächen gezielt erhalten werden kann. Dieses Anstellen der Schleifscheiben 4, 5 hat des Weiteren den Vorteil, dass die Kühlschmierstoffzuführung direkt zielgerichteter in den Schleifspalt 22 realisiert werden kann, an welchem der tatsächliche Schleifvorgang stattfindet und wo der Kühlschmierstoff benötigt wird. der Anstellwinkel der Schleifscheiben 4, 5 zueinander ist relativ klein, damit große Geometrieverzerrungen am fertiggeschliffenen Werkstück 3 nicht auftreten, was bei größeren Anstellwinkeln durchaus der Fall sein könnte.The transition from face grinding to peel grinding can improve the accuracy, above all, when grinding the wear protection coating on the face sides of this brake disk 3.1. This pivoting of the cup sets 17, 18 is also referred to as the grinding wheels 4, 5 being set in place and has the advantage that the grinding wheels 4, 5 only grind in certain areas, and a specific geometry of the active surfaces can thus be obtained in a targeted manner. This positioning of the grinding wheels 4, 5 also has the advantage that the cooling lubricant can be supplied in a more targeted manner directly into the grinding gap 22, at which the actual grinding process takes place and where the cooling lubricant is required. the angle of attack of the grinding wheels 4, 5 to one another is relatively small, so that large geometric distortions do not occur on the finish-ground workpiece 3, which could well be the case with larger angles of attack.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die Topfsets 17, 18 und damit die Rotationsachsen der Topfscheiben 4.1, 5.1 in einer Richtung verschieden zu der in 5 und 6 dargestellten Richtung ist, und ebenfalls kleinere Einschwenkwinkel von ca. 2 bis 5° geschwenkt ist, so dass es möglich ist, die Wirkflächen der Bremsscheiben 3.1 von au-ßen nach innen oder von innen nach außen jeweils ebenfalls in dieser Richtung im Schälschleifverfahren zu schleifen. Es ist jedoch auch möglich, nur eine der beiden Topfscheiben 4.1, 5.1 einzuschwenken, welcher dann das Schälschleifverfahren realisiert, während mit den gegenüberliegenden Schleifscheiben 4.1, 5.1 des Topfsets ein Planschleifen erfolgt. Wenn nur ein Topfset der beiden Topfsets 17, 18 im Schälschleifverfahren arbeiten soll, dann muss die Schwenkung der Schleifspindeleinheit bzw. Schleifspindeleinheiten automatisch erfolgen, und zwar um die in 7 eingezeichneten Achsen B1 bzw. B2. Der übrige Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß 7 entspricht ansonsten dem in 5 dargestellten, so dass eine nochmalige Erläuterung hier nicht erforderlich ist.In 7 Another exemplary embodiment is shown, in which the cup sets 17, 18 and thus the axes of rotation of the cup wheels 4.1, 5.1 are rotated in a direction different from that in 5 and 6 shown direction, and is also pivoted at a smaller angle of approx. 2 to 5°, so that it is possible to grind the active surfaces of the brake discs 3.1 from the outside inwards or from the inside outwards in this direction using the peel grinding process. However, it is also possible to swivel in only one of the two cup wheels 4.1, 5.1, which then implements the peel grinding process, while face grinding takes place with the opposite grinding wheels 4.1, 5.1 of the cup set. If only one pot set of the two pot sets 17, 18 is to work in the peel grinding process, the grinding spindle unit or grinding spindle units must be swiveled automatically, specifically by the in 7 marked axes B1 and B2. The rest of the structure of the embodiment according to 7 otherwise corresponds to in 5 shown, so that a repeated explanation is not necessary here.

In 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifmaschine gezeigt, bei welcher wiederum zwei Werkstückspindeln zum Einsatz kommen. Im Unterschied zu der Darstellung bzw. dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 bzgl. der schwenkbaren Bremsscheiben-Spanneinrichtung 9 sind längs nebeneinander bzw. hintereinander angeordnete zwei Spanneinrichtungen für Bremsscheiben 3.1 vorgesehen, bei welcher eine Bremsscheibe 3.1 sich im Schleifspalt 22 zwischen den Topfsets 17 bzw. 18 zum gleichzeitigen Schleifen der Planseiten 1 der entsprechenden Bremsscheibe 3.1 befindet, wobei in Längsrichtung bzgl. einer Achse Z3 eine weitere Bremsscheibe 3.1 vorgehalten wird, welche in 8 als die gerade geschliffene Bremsscheibe 3.1 nach Fertigstellung gezeigt ist, ebenfalls zum Schleifen in Längsrichtung verfahren werden kann. Sollte die fertiggeschliffene Bremsscheibe 3.1 endgültig fertiggeschliffen sein, kann sie im Sinne eines Entladens aus der Spanneinrichtung 21 entnommen werden. Sollte sie in dieser Entladeposition vermessen werden und festgestellt werden, dass die endgültigen Abmessungen noch nicht erreicht sind, dann würde sie wieder in Schleifposition verbracht werden, damit sie bzgl. der Maß- und Formhaltigkeit dann endgültig fertiggeschliffen werden kann. Der Vorteil einer derartigen in Längsrichtung verschieblichen und nacheinander zuführbaren Bremsscheibe 3.1 besteht darin, dass Nebenzeiten ebenfalls reduziert werden können, weil durch eine derartige Anordnung das Messen bzw. Beladen und Entladen parallel zum Schleifprozess einer weiteren Bremsscheibe 3.1 durchgeführt werden können.In 8th a further exemplary embodiment of the grinding machine according to the invention is shown, in which again two workpiece spindles are used. In contrast to the illustration or the embodiment according to 5 With regard to the swiveling brake disc clamping device 9, two clamping devices for brake discs 3.1 are provided, arranged side by side or one behind the other, in which one brake disc 3.1 is located in the grinding gap 22 between the pot sets 17 and 18 for the simultaneous grinding of the flat sides 1 of the corresponding brake disc 3.1, in the longitudinal direction with respect to an axis Z3, a further brake disc 3.1 is provided, which in 8th than the just ground brake disc 3.1 is shown after completion, can also be moved in the longitudinal direction for grinding. If the finish-ground brake disk 3.1 is finally finish-ground, it can be removed from the clamping device 21 in the sense of unloading. If it is measured in this unloading position and it is determined that the final dimensions have not yet been reached, then it would be brought back into the grinding position so that it can then be finally finish-ground with regard to dimensional and shape accuracy. The advantage of such a longitudinally displaceable and successively feedable brake disk 3.1 is that non-productive times can also be reduced because such an arrangement allows measurement or loading and unloading to be carried out parallel to the grinding process of another brake disk 3.1.

BezugszeichenlisteReference List

11: Planseiteplan page
22: Beschichtungcoating
33: Werkstückworkpiece
3.13.1: Bremsscheibebrake disc
44: Erste SchleifscheibeFirst grinding wheel
4.14.1: erste Topfscheibefirst pot wheel
55: zweite Schleifscheibesecond grinding wheel
5.15.1: zweite Topfscheibesecond pot wheel
66: Schleifbelagabrasive coating
77: außenliegende Schleifspindelexternal grinding spindle
88th: innenliegende Schleifspindelinternal grinding spindle
99: schwenkbare Bremsscheiben-Spanneinrichtungpivoting brake disc clamping device
1010: Rotationsachse BremsscheibeAxis of rotation of the brake disc
1111: Rotationsachse außenliegende TopfscheibeExternal cup wheel axis of rotation
1212: Rotationsachse innenliegende zweite TopfscheibeAxis of rotation internal second cup wheel
1313: LoslagerdoppelspindelFloating bearing double spindle
1414: FestlagerdoppelspindelFixed bearing double spindle
1515: StiftPen
1616: Nutgroove
1717: erstes Topfsetfirst pot set
1818: zweites Topfsetsecond pot set
1919: Nassraumwet room
2020: Achsenneigungaxis tilt
2121: verschiebbare Bremsscheiben-SpanneinrichtungSlidable brake disc clamping device
2222: Schleifspaltgrinding gap
2323: Hinterschneidungundercut
2424: Zentrierung Bremsscheibecentering of the brake disc

Claims

Method for grinding flat sides (1) of a rotationally symmetrical workpiece (3) having a coating (2) with high chipping resistance, in which a rough grinding allowance is ground with at least a first grinding wheel (4) and a finish grinding allowance is ground with a second grinding wheel (5) and the grinding wheels (4, 5) are CBN grinding wheels, characterized in that the rough grinding allowance is so greater than the finish grinding allowance that the first grinding wheel (4) is subjected to greater grinding wear than that of the second grinding wheel (5) and after rough grinding by means of the first grinding wheel (4), the second grinding wheel (5) is protected in terms of wear during finish grinding; and the grinding wheels (4, 5) are each designed as cup wheels (4.1, 5.1) arranged one inside the other, which are brought into grinding engagement relative to one another axially with at least one flat side (1) of the workpiece (3).

procedure after claim 1 , characterized in that grinding is carried out with the first (4) and with the second grinding wheel (5) with a different grinding layer (6) in each case.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that when grinding the flat sides (1), after the respective grinding wheel (4, 5) has been brought into grinding engagement, the workpiece (3) and the respective grinding wheel (4, 5) move radially relative to one another in the direction of the to be ground Flat sides (1) can be moved in such a way that the entire respective flat sides (1) are ground.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the workpiece (3) is a brake disc (3.1) for motor vehicles and the plane sides (1) are ground one after the other.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the workpiece (3) is a brake disc (3.1) for motor vehicles and its flat sides (1) are ground at least at times parallel to each other between pairs of cup wheels (4.1, 5.1) facing one another, the workpiece (3) and the grinding wheels (4 , 5) are driven in rotation.

Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that grinding is carried out with grinding wheels (3) with a grinding layer (6) made of CBN with ceramic or metal-bonded grinding bodies.

Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the finish grinding allowance after rough grinding is in the range of 0.01 to 0.09 mm.

Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the first, outer cup wheel (4.1) is pre-ground and the second, inner cup wheel (5.1) is used for finish-grinding.

Procedure according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the cup wheels (4.1, 5.1) are pivoted with respect to their axes of rotation (11, 12) defined by respective grinding spindles (7, 8) with respect to the central axis of the brake disc (3.1) and the brake disc (3.1) is ground using the peel grinding method.

Device for grinding plane sides (1) of a rotationally symmetrical brake disc (3.1) for a motor vehicle, having a wear-resistant coating (2) with high chipping resistance, which device has at least two grinding wheels (4, 5), of which a first grinding wheel (4) is provided for pre-grinding the face side (1) by a large allowance and a second grinding wheel (5) for finish-grinding the face side (1) by a small allowance, characterized that the two grinding wheels (4, 5) are designed as cup wheels (4.1, 5.1) that can be displaced axially relative to one another and lie one inside the other, their respective drive spindles (7, 8) running into one another as a double spindle with an external (7) and internal drive spindle (8). formed and arranged on a grinding headstock; the first grinding wheel (4) has an abrasive specification for a large stock removal rate for removing a pre-grinding allowance and the second grinding wheel (5) has an abrasive specification for a significantly smaller stock removal rate than the first grinding wheel (4) for removing a fine grinding allowance; and one set each in the form of a cup with the first (4.1) and second cup wheel (5.1) arranged one inside the other on both opposite planar surfaces (1) of the brake disc (3.1) at least at times parallel to one another, compensating for axial forces and with an axis-parallel alignment to one another.

device after claim 10 , characterized in that the axial displaceability of the grinding discs (4, 5) for the respective grinding intervention on the flat sides (1) of the brake disc (3.1) takes place in each case by means of a CNC-controlled axis.

device after claim 10 or 11 , characterized in that the first grinding wheel (4) has a rotor drive acting on the external drive spindle (7).

device after claim 10 or 11 , characterized in that the second grinding wheel (5) has a rotor drive acting on the internal drive spindle (8).

Device according to one of Claims 10 until 13 , characterized in that the grinding wheels (4, 5) for grinding the wear-resistant, heat-resistant and corrosion-reduced coating (2) have CBN as a grinding layer with vitrified or metal-bonded grinding bodies.

device after claim 12 and 13 , characterized in that the inner rotor drive is mounted in the outer rotor drive in a linear guide in a play-free ball guide.

Device according to one of Claims 10 until 15 , characterized in that a brake disk clamping device (9) is provided with two clamped brake disks (3.1) at the same time, which between a first position in which one of the two brake disks (3.1) is ground on its flat surfaces (1) and the other of the two brake discs (3.1) clamped opposite thereto for unloading, and pivotable to a second position in which one of the brake discs (3.1) can be unloaded and the other of the brake discs (3.1) can be ground.

Device according to one of Claims 10 until 16 , characterized in that the brake disc (3.1) positioned between two sets of cups (17, 18) of the first (4.1) and second cup wheels (5.1) lying one inside the other is ground using the peel grinding method, in that the two axes of rotation of the sets of cups (17, 18) are in tilted at an angle to each other.