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Profilschleifvorrichtung.
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Die Erfindung bezieht sich auf Profilachleifvorrichtungen mit einer
Nachlaufeinrichtung und insbesondere auf eine Profilschleifvorrichtung, die eine
Schleifscheibe aufweist, die seitlich bewegbar ist, um das Abreibausmaß oder die
Abreibtiefe zu steuern, während die Scnlrifseheibe und ein werkstück in einer vorbestimmten
Beziehung zueinander gehalten werden, welche durch die Steuer- und Nockenfläche
einer Schablone bestimmt wird.
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Bei bekannten Profilschleifvorrichtungen dieser allgemeinen Art kann
das Abreibausmaß nicht gesteuert werden, wenn der Nachlaufteil in einer vorbestimmten
Berührungsbeziehung mit Bezug auf die Schablone festliegt, und die gewünschte Steuerung
des Abreibausmaßes wird vorzugsweise dadurch ermöglicht, daß ein einen verjüngten
Abschnitt aufweisender zylindrischer Nachlaufteil längs der Spindel der sich koaxial
zu dem Nachlaufteil erstrekkenden Schleifscheibe gehoben oder gesenkt wird.
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Eine solche Ausführung macht Jedoch im allgemeinen eine unerwünscht
große axiale Abmessung der Schleifscheibenspindel mit einem relativ kleinen Durchmesser
erforderlich, und zwar wegen des Vorhandenseins
des verJüngten
Abschnittes des Nachlaufteils und von Gewindeteilen oder anderen hin- und herbewegbaren
Einrichtungen zum Heben und Senken des Nachlaufteils auf der Spindel. Der genaue
Durchmesser der Spindel variiert in Abhängigkeit von der Größe der Schablone. Das
Ergebnis ist, daß die Schleifscheibenspindel nur eine mäßige Starrheit besitzt und
damit eine geringe Genauigkeit des Schleifvorgangs ermöglicht.
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Wenn eine nicht-kreisförmige Fläche eines sZerkstocks mittels einer
herkömmlichen Schleifvorrichtung geschliffen werden soll, wird eine Schablone, die
eine Steuer- oder Nockenfläche aufweist, welche der Kontur der gewünschten nicht-kreisförmigen
Fläche im wesentlichen ähnlich ist, mit einem Nachlaufteil verwendet, der von einer
zweckentsprechenden Einrichtung in einem Abstand mit Bezug auf die Schleifscheibenspindel
abgestützt ist. Jedoch befindet sich die Richtung der Kraft, welche den Nachlaufteil
gegen die Schablone zu drücken sucht, nicht in Ausrichtung oder zusammenfallend
mit der Abreibrichtung, was zur Erzielung einer Genauigkeit des Schleifvorganges
wesentlich ist.
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Vom Standpunkt der Erzielung einer Genauigkeit des Schleifens der
nicht-kreisförmigen Fläche eines Werkstücks ist es erwünscht, den Nachlaufteil,
z.B.
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eine Nachlaufrolle mit Bezug auf die Schleifscheibe derart anzuordnen,
daß die Linie, die sich durch die Stelle (oder Linie) der Berührung der Nachlaufrolle
mit der Steuerfläche der Schablone hindurch zur Mitte der Nachlaufrolle erstreckt,
mit der Linie genau zusammenfällt, die sich durch die aufgrund der Wirkung der Schleifscheibe
ergebende Abreibstelle(Oder Abreiblinie) auf der nicht-kreisförmigen Fläche des
Werkstücks hindurch zu der Mitte der Schleifscheibe erstreckt.
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Ein solches Erfordernis macht jedoch die Verwendung entweder einer
Schablone, deren Steuerfläche unerwünscht größer als die nicht-kreisförmige Fläche
des zu schleifenden Werkstücks ist, oder einer Schleifscheibenspindel notwendig,
die einen außerordentlich kleinen Durchmesser hat, wenn bekannte Schleifvorrichtungen
benutzt werden.
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Die eine wie die andere Ausführung ergibt ungünstige Effekte, wie
die Notwendigkeit eines großen und komplizierten Mechanismus an dem Arbeitsabschnitt
der Maschine oder eine beträchtliche Herabsetzung der Starrheit der Schleifscheibenspindel
und eine daraus folgende Verschlechterung der Genauigkeit des Schleifvorganges.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorgenannten
Probleme der bekannten Profilschleifvorrichtungen zu überwinden und eine verbesserte
Profilschleifvorrichtung zu schaffen, die einen vereinfachten Betätigungsmechanismus
enthält und dennoch eine Genauigkeit des Schleifvorganges gewährleistet.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Profilschleifvorrichtung
zu schaffen, bei der eine Schleifscheibe seitlich bewegbar ist, um die Abreibtiefe
unabhängig von einem Nachlaufteil zu steuern, der in einer vorbestimmten Berührungsbeziehung
zu der Schablone gehalten wird, und bei der eine erhöhte Genauigkeit und Wirksamkeit
des Schleifvorganges möglich ist.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Profilschleifvorrichtung
zu schaffen, bei der eine Schleifscheibe seitlich bewegbar ist, um die Abreibtiefe
unabhängig von einem Nachlaufteil zu steuern, der in einer vorbestimmten Berührungsbeziehung
zu der Schablone gehalten wird, und bei der die Mitte der Schleifscheibe in Ausrichtung
mit der Abreibstelle
längs einer Linie gehalten wird, die sich normalerweise
durch die Stelle der Berührung des Nachlaufteils mit der Schablone hindurcherstreckt,
um einen genaueren und wirksameren Schleifvorgang zu ermöglichen.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Profilschleifvorrichtung
zu schaffen, bei der eine Linie, die sich normalerweise durch die Stelle der Berührung
des Nachlaufteils mit der Schablone hindurcherstreckt, mit der Richtung der Kraft
zusammenfällt, die den Nachlaufteil gegen die Schablone zu drücken: sucht.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. 1 ist eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Vorderansicht
einer bevorzugten Ausführungsform der Profilschleifvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht nach der Linie II-II von Fig.
1.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat ein Werkstück W eine nicht-kreisförmige
Fläche Wa, beispielsweise eine Trochoidfläche des Rotorgehäuses eines Drehkolbenmotors,
die mittels einer Schleifscheibe 1 abgerieben und fertigbearbeitet werden soll.
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Die Schleifscheibe 1 ist an einer Spindel 2 starr angebracht, die
ihrerseits an einem Scheibenkopf 3 für eine Dreh- und Verschiebungsbewegung angebracht
ist, welche ihm von einer zweckentsprechenden Dreh- und Verschiebungseinrichtung
(nicht dargestellt) erteilt wird. Ein Tisch 4 weist einen an ihm befestigten, zweckentsprechend
gestalteten Teil 5 auf, der an seiner Oberseite eine Schablone 6 abstützt. Das Werkstück
W ist unterhalb der Schablone 6 auf einem Werkstückträger#7 abgestützt.
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Die Lage des Werkstücks W mit Bezug auf den Tisch 4 wird mittels eines
nicht dargestellten Werkzeugs derart eingestellt, daß die zu schleifende nichtkreisförmige
Fläche Wa des werkstücks W der ähnlichen, sich senkrecht erstreckenden, nicht-kreisförmigen
Steuer- oder Nockenfläche 6a der Schablone 6 entspricht (Fig. 2).
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Der Tisch 4 kann mittels eines zweckentsprechenden Antriebsmechanismus
(nicht dargestellt) gedreht werden, um die gewünschte nicht-kreisförmige Kurvenbewegung
zwischen der Fläche Wa des Werkstücks W und der Abreibstelle der Schleifscheibe
1 zu erzeugen.
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Auf der sich senkrecht erstreckenden Steuerfläche 6a der Schablone
reitet und gleitet eine Nachlaufrolle 8, die eine gebogene und ballige äußere Umrißkonfiguration
mit einem relativ großen Krümmungsradius R hat (die Nachlaufrolle kann auch eine
ebenzylindrische Gestalt haben). Die Nachlaufrolle 8 ist von einem Halteteil 9 derart
abgestützt, daß ihre Mitte A auf einer Linie D (fig. 2) liegt, die sich durch die
aufgrund der Wirkung der Schleifscheibe 1 an dem Werkstück W erhaltene Abreibstelle
B hindurch zu der Mitte der Schleifscheibe 1 erstreckt.
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Der Halteteil 9 für die Nachlaufrolle 8 ist um die Schleifscheibenspindel
2 herum mit einem aus reichenden Spielraum angeordnet, um die gewünschte Steuerung
des Ausmaßes des von der Schleifscheibe 1 bewirkten Abreibens zu ermöglichen.
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Der Scheibenkopf 3 ist von einem Wagen 10 getragen, der auf einer
Hilfsgrundplatte 11 längs der Linie D verschiebbar ist, die sich durch die Abreibstelle
B hindurch zu der Mitte C der SchleS-scheibe 1 erstreckt. Ein angetriebenes Zahnrad
12 für den Vorschub des Wagens 10 ist mit einer Vorschubspindel
13
einstückig verbunden, die durch einen Halteteil 14 der Hilfsgrundplatte 11 hindurchgeschraubt
ist. Auf diese Weise wird, wenn ein mit dem angetriebenen Zahnrad 12 im Eingriff
stehendes Antriebsritzel 15 durch das Arbeiten eines Vorschubmotors oder eines Kraftzylinders
(nicht dargestellt), der in einem auf dem Wagen 10 angeordneten Kasten 16' untergebracht
ist, kontinuierlich oder intermittierend mit der gewünschten Geschwindigkeit gedreht
wird, der Wagen 10 mit der Schleifscheibe 1 längs der Linie D seitlich bewegt, um
die gewünschte Steuerung des von der Schleifscheibe 1 an dem Werkstück W bewirken
Abriebs zu ermöglichen.
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Es ist eine senkrecht bewegbare Platte 16 vorgesehen, die den Wagen
10 über die zwischengefügte Hilfsgrundplatte 11 abstützt, welche an der Platte 16
derart angebracht ist, daß ihr eine Gleitbewegung in Richtung der Abreibsteuerung
in einer Weise ermöglicht wird, die derjenigen des Wagens 10 mit Bezug auf die Hilfsgrundplatte
11 ähnlich ist.
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Die Hilfsgrundplatte 11 ist mit einer Kolbenstange 18 verbunden,
die aus einem Kraftzylinder 17 herausragt, der an aer Platte 16 angeordnet ist und
einen Druck liefern kann, welcher das Bestreben hat, die Nachlaufrolle 8 gegen die
Steuerfläche 6a der Schablone 6 zu drücken.
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Wenn ein unter Druck gesetztes Medium, wie Druckluft oder Öl, in
die gemäß Fig. 2 rechte Kammer des Kraftzylinders 17 bingelassen wird, wird die
Hilfsgrundplatte 11 mit dem Wagen 10 rasch nach links bewegt, was bewirkt, daß-die
von dem Halteteil 9 und einem an der Hilfsgrundplatte 11 vorgesehenen Halteteil
19 abgestütze Nachlaufrolle 8 längs der Linie D bewegt und dadurch gegen die Steuer-oder
Nockenfläche 6a der Schablone 6 gedrückt wird.
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Gleichzeitig wird eine Fortschaltung der von
dem
Wagen 10 getragenen Schleifscheibe 1 bewirkt, um sie näher an die Fläche da (Abreibstelle
B) des Werkstücks W längs der Linie D zu bringen.
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Es ist ein weiterer Kraftzylinder 20 vorgesehen, mittels welchem
die Platte 16 in einer gewünschten senkrechten Lage gehalten und festgelegt werden
kann.
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Durch Einführen von unter Druck gesetztem Medium in die gemäß Fig.
2 linke Kammer des Kraftzylinders 20 wird eine Kolbenstange 21 nach rechts bewegt,
was bewirkt, daß in die Platte 16 eingesetzte konkave Gleiteiemente 23a und 23b
mit komplementär konvexen Schienen 25a bzw. 25b, die mit einer Basis 24 der Maschine
einstückig verbunden sind, in Eingriff treten, um dadurch die Platte 16 in der gewünschten
Arbeitsstellung mit Bezug auf die Maschinenbasis 24 festzulegen.
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Es ist ferner eine zweckentsprechende Hebeeinrichtung (nicht dargestellt)
vorgesehen, welche die Platte 16 in senkrechter Richtung bewegt, so daß die Schleifscheibe
1 und die Nachlaufrolle 8 in Berührung mit der zu schleifenden Fläche Wa des Werkstücks
W bzw. mit der Steuerfläche 6a der Schablone 6 gebracht werden, wonach der Kraftzylinder
20 beaufschlagt wird, um die Platte 16 in dieser Arbeitsstellung für die Durchführung
des Vorgangs des Schleifens des Werkstücks W mittels der Schleifscheibe 1 zu halten.
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Während des Schleifvorganges wird der Kraftzylinder 17 beaufschlagt,
um die Hilfsgrundplatte 11 nach links (gemäß Fig. 2) zu bewegen, wodurch die Nachlaufrolle
8 gegen die Schablone 6 gedrückt wird, und danach wird die Vorschubspindel 13 gedreht,
um die Schleifscheibe 1 in seitlicher Richtung zu bewegen, so daß die gewünschte
Abreibtiefe erhalten wird.
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Das Abreiben oder Schleifen wird mittels einer Drehbewegung und einer
senkrechten Verschiebungsbewegung
der Schleifscheibe 1 in Verbindung
mit der Konturbewegung des Werkstücks auf dem Tisch 4 bewirkt, so daß die nicht-kreisförmige
Fläche Wa des #erkstUcks W auf die gewünschte Größe und Gestalt bearbeitet wird.
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Während des Abreibvorganges wird die Linie, die sich von der Berührungsstelle
E der auf der Steuerfläche 6a der Schablone 6 laufenden Nachlaufrolle 8 zu der Mitte
A der Nachlaufrolle 8 erstreckt, sowohl mit der Linie D, die sich von der Stelle
B, an welcher das Abreiben der Fläche Wa des Werkstücks W durch die Wirkung der
Schleifscheibe 1 erfolgt, zu der Mitte C der Schleifscheibe 1 erstreckt, als auch
mit der Senkrechten, die durch die Abreibstelle B auf der Fläche Wa des Werkstücks
W hindurchgeht, welches sich infolge der Konturbewegung des Tisches 4 kontinuierlich
bewegt, in Ausrichtung gehalten. Diese Ausrichtung gewährleistet die hohe Genauigkeit
des fertigbearbeiteten Erzeugnisses.
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Nach Beendigung des Schleifvorganges wird der Kraftzylinder 17 wieder
beaufschlagt, um die Hilfsgrundplatte 11 nach rechts (gemäß Fig. 2) zu bewegen,
was bewirkt, daß die Nachlaufrolle 8 und die Schleifscheibe 1 von der Steuerfläche
6a der Schablone 6 bzw. von der Fläche Wa des Werkstücks W wegbewegt werden. Gleichzeitig
wird der Kraftzylinder 20 beaufschlagt, um die Druck- bzw. Rückhaltekraft, die von
den konkaven Gleitelementen 23a und 23b auf die konvexen Schienen 25a und 25b an
der Maschinenbasis 24 ausgeübt wird, aufzuheben, wodurch ermöglicht wird, daß die
Platte 16 mit der Hilfsgrundplatte 11 und dem Wagen 10 von der Hebeeinrichtung gehoben
wird.
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Dies fUhrt dazu, daß die von der Hilfagrundplatte 11 getragene Nachlaufrolle
8 sowie die von dem Wagen 10 getragene Schleifscheibe 1 in ihre
unwirksame
Stellung über dem die Schablone 6 abstützenden Teil 5 zurückgezogen werden.
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Die Schleifscheibe 1 wird dann mittels einer zweckentsprechenden
Einrichtung (nicht dargestellt) nachgearbeitet oder zugerichtet, während das fertigbearbeitete
Werkstück W, das sich auf dem Drehtisch 4 befindet, der sich zu diesem Zeitpunkt
nicht mehr dreht, durch ein neues Werkstück zw Vorbereitung des nächsten Schleifvorganges
ersetzt wird.
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Während bei der dargestellten Ausführungsform die Bewegung, welche
die gewünschte Flächenkontur zu erzeugen sucht, dem Werkstück von dem Drehtisch
4 erteilt wird, kann die gleiche Bewegung auch dadurch erhalten werden, daß die
Schleifscheibe 1 mit Bezug auf das feststehende Werkstück mittels eines zweckentsprechenden
Betätigungsmechanismus (nicht dargestellt) bewegt wird, der an dem Scheibenkopf
3 angebracht ist. Wahlweise können auch bekannte Betätigungsmechanismen an dem Tisch
4 und an dem Scheibenkopf 3 so angeordnet werden, daß die Bewegung des Tisches 4
mit der Bewegung des Scheibenkopfes 3 kombiniert wird, um die gewünsche nicht-kreisförmige
Relativbewegung zwischen dem Werstück W und der Schleifscheibe 1 zu erzeugen.
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Die Nachlaufrolle 8 kann ferner statt durch den Kraftzylinder 17
auch mittels irgendeiner anderen zweckentsprechenden Druckeinrichtung, wie. z. B
ein Gegengewicht, an die Schablone 6 angedrückt werden.
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Obwohl oben der Nachlaufteil als Nachlaufrolle dargestellt und beschrieben
ist, ist zu bemerken, daß auch andere Nachlaufausführungen verwendet werden können,
wie z.B. ein Arm, der eine glatte Gleitfläche besitzt, die der Steuerfläche der
Schablone folgt.
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Aus dem Vorstehenden ist leicht zu erkennen, daß der Nachlaufteil,
welcher der senkrechten Steuerfläche 6a der Schablone 6 folgt, die auf dem Tisch
4
angeordnet ist, der auch das Werkstück W trägt, an einer Stelle
der axialen Länge der mit dem Scheibenkopf 3 verbundenen Schleifscheibenspindel
2 während des Schleifvorganges in ortsfester Lage gehalten wird, wodurch die mit
großer Genauigkeit erfolgende Herstellung der Schablone, die eine nicht-kreisförmige
Steuerfläche aufweist, und des Nachlaufteils, der eine relativ kleine axiale Länge
hat, vereinfacht wird.
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Ferner ist ein Abreibvorgang mit höherer Genauigkeit mittels einer
Schleifscheibe möglich, die eine relativ kurze und dicke Spindel 2 aufweist, welche
eine ausreichende Starrheit besitzt. Die Spindel 2 kann bewegt werden, um die Steuerung
der Abreibtiefe zu ermöglichen, ohne daß die Gefahr einer Störung mit dem Nachlaufteil
besteht, wodurch das Schleifen einer Vielheit von Größen und Werkstücken W erleichtert
sowie die Verwendung einer Schleifscheibe ermöglicht wird, die einen beträchtlich
großen wirksamen Durchmesser besitzt.