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By Hubert Büchs

FUr Produkte, die keiner konstruktiven nderung unterlie gen, die abel' praktisch nicht substituierbar sind, tendiert del' Preis nach unten und die Qualit t stetig nach oben. Del' Fertigungstechnologie kommt dabei eine entscheidende Holle zu, da durch sie beide Faktoren determiniert sind. Die Kugel ist ein solches Produkt. Als geometrischer K5r consistent with ist sie seit Jahrtausenden bekannt. Seit ca. three hundred Jahren werden Marmorkugeln in sogenannten Marmel- odeI' Schusser mUhlen hergestellt. Poppe /P7/ beschrieb die MUhlen erst mals 1837. Die SchussermUhle bestand aus einem Schleif stein, del' konzentrische Hillen besaB und von einem Wasser rad angetrieben wurde und einer FUhrungsscheibe aus Eichen holz. Die grob behauenen Steine wurden zwischen FUhrungs scheibe und Schleifstein in del' Schleif rille allm hlicb rund geschliffen. Die "Untersberger MarmormUhlen" an del' Almbach-Klamm zwischen Salzburg und Berchtesgaden arbeiten seit 1683 nach diesem Prinzip. 1854 beschrieb Dingler /D2/ eine Maschine zum "Schleif en" von Ventilkugeln aus Messing. Sechs Kugeln mit 2" Durch messer fUr Lokomotivpumpen wurden danach in sechs bis sie ben Stunden mit hinreichender Genauigkeit gefertigt. Die industrielle Herstellung von Kugeln begann in Deutsch land mit del' Erfindung del' sogenannten "Kugelfr smaschine" 1883 durch Friedrich Fischer in Schweinfurt. Am 17.7.1890 wurde das Verfahren patentiert. Das Verfahrensprinzip del' "Kugelfr1l.smaschine" entsprach dem del' SchussermUhlen, wahr scheinlich ohne daB Fischer dieses Prinzip gekannt hatte. Seit diesel' Zeit wurden die Kugelbearbeitungsmaschinen st ndig verbessert, doch das Verfahrensprinzip ist bis heute erhalten geblieben: die Kugelbearbeitung zwischen konzentrischen Hillen, das SKR-Prinzip.

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8) zugrundege1egt w1rd. Im Fa11e h/r = konstant ergeben s1eh gerade R111enf1anken unter dem W1nke1 (90 - ~o ) zur z-Aehse. D1e Werkzeugvo1umen-Xnderungsgesehw1nd1gke1t Vs erhft1t man naeh B11d 19 m1t H11fe der ze1t11ehen Ab1e1tung der R111enquersehn1ttsf1~ehe AR. 9) - ... Yo - ,:r. 10) B11d 19: Verseh1e15quersehn1ttsf1~ehe 1n der stat10n~ren Phase der Kuge1bearbe1tung - 47 - · Vs ist gleich dem Negativwert der zeitlichen Knderung des Rillenvolumens. 11) Unter BerUcksichtigung der abgeleiteten Beziehung Gl.

Bild 7: Funktionsschema einer Kugelschleifmaschine nach dem Grant'schen Prinzip Die Kugeln werden, angetrieben durch die Treibscheibe, in der nach unten offenen V-fBrmigen Rille urn die Eigendrehachse und die FUhrungsscheibenachse gedreht. Durch die exzentrische Anordnung der Schleifscheibe ~ndert die Schleifkraft w~hrend eines Umlaufes der Kugel in der Rille die Richtung, wodurch die Eigendrehachse der Kugel geschwenkt wird. - 16 - Durch die PunktberUhrung zwischen Kugel und Schleifscheibe entstehen ringfBrmige Schleiffl~chen auf der Kugel, die sich nach der Drehachsen~nderung kreuzen.

C \1 " I " . ~_. (. I Schleifschei be r. ::.. , ' \. . ,. . . . ' ... : I .. ' ,:',' r. in2D· -z COSO f"_:~'''... "" " ' ; '#' ..... - - ,I "1 -: ':' t ... Bild 16: Ableitung des Schmiegungswinkels _"" • • ~ FUr die weiteren Uberlegungen kann zun~chst davon ausgegangen werden, daS zum Zeitpunkt Null eine vollkommene Schmiegung (S* = 1) zwischen Kugel und Rille vorliegt. W~chst r' fUr einen bestimmten, zeitlich unver~nderlichen Winkel 6 mit der Zeit, so ist dies ein Zeichen dafUr, daS an dieser Stelle die Kugel weiter in die Schleifscheibe eindringt, das hei~t, die Schleifscheibe verschlei~t.

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