DE2418566A1 - Verfahren und schleifmaschine zur bearbeitung von vieleckfoermigen werkstuecken - Google Patents

Description

DR. STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT

805 DACHAU bei MÜNCHEN

"OSTFACH 11G3

HEIDEWEG 2

TELEPHON: DACHAU 4371

Postscheckkonto München 13GB 71 Bankkonto Nr. 90 637 bei der Kreis- und Staatsparkasso Dachau-Indersdorf

P 674

Beschreibung

zur Patentanmeldung

EEHEZIPARI MÜSZAKI EGYETEM

Miskolc-Egyetemvaros, Ungarn

betreffend

Verfahren und Schleifmaschine zur Bearbeitung von vieleckförmigen Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schleifmaschine , durch welche die Fertigbearbeitung der Außen- und Innenflächen von verschiedenartigen vieleckförmigen Werkstücken in einer dem bekannten herkömmlichen Zylinder- beziehungsweise Walzen- und Innenschleifen ähnlichen Weise durchgeführt werden kann.

Auf den Gebieten des Maschinenbaues, Fahrzeugbaues und der Massenherstellung tritt immer häufigen? die Anforderung auf, einzelnen Funktionen dienende Werkstücke in Vieleckform

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auszubilden. Die vieleckförmigen Werkstücke sind beispielsweise zur Verbindung von Achsen beziehungsweise Wellen und daran gekuppelten Bauteilen, zur Erfüllung der Formfest-Iegungsaufgaben von Massenfertigungswerkzeugen, Preßwerkzeugen und ähnlichen Werkzeugen sowie zur Verwirklichung von Steuerungsaufgaben besonders geeignet. Zv/ar stellt ihre Anwendung große technische und wirtschaftliehe Vorteile sichex*, ihre Einführung in die allgemeine Praxis stieß jedoch bisher in vielen Fällen auf Schwierigkeiten beziehungsweise Hindernisse. .

Der überwiegende Teil der Schwierigkeiten bestand bisher darin, daß es kein Verfahren und keine Vorrichtung gab, durch welche die vieleckförmigen Werkstücke sowohl an ihren Außen-^ flächen als auch an ihren Innenflächen schnell, mit entsprechender Genauigkeit und wirtschaftlich hergestellt werden konnten, wie es beispielsweise bei den durch die herkömmlichen Werkzeugmaschinen bearbeiteten Achsen beziehungsweise Wellen der Fall war.

Die rasche Verbreitung der Werkstücke wurde auch dadurch gehemmt, daß die .Form und Abmessungen der von der Technik beziehungsweise Industrie verlangten vieleckförmigen Werkstücke vielfältig sein können und bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen die Umstellung von der einen Form beziehungsweise den einen Abmessungen auf andere Formen und Abmessungen viel Zeit und eine bedeutende Montagearbeit beansprucht.

Die Verbreitung der vieleckförmigen Werkstücke wurde . bisher auch durch den Umstand gehindert, daß die zur Fertigung derselben angewandten bekannten Werkzeugmaschinen und -mechanismen nicht steif beziehungsweise starr genug waren, um den während der zur Fertigung erforderlichen Drehbewe-

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gungen, fortschreitenden Kreisbewegungen (Planetenbewegungen) und ellipsenförmigen Bewegungen auftretenden verhältnismäßig großen Kraftwirkungen ohne ,nennenswerte Formveränderung und ohne nennenswerten Verschleiß zu widerstehen und auch nach längerer Betriebszeit die vorgeschriebene erforderliche Maßgenauigkeit .sicherzustellen, beziehungsweise es waren zur Erreichung der erforderlichen Steifigkeit beziehungsweise Starrheit außerordentlich robuste und aufwendige Maschinen zu bauen und die Geschwindigkeiten der Bewegungen zu begrenzen, was sich auf die Leistungsfähigkeit beziehungsweise Produktivität ungünstig auswirkte.

Zur Bearbeitung durch Drehen sowohl der Außen- als auch der Innenflächen von vieleckförmigen Werkstücken sind bereits ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung, durch welche die Außen- und Innenflächen in einer relativ niedrigen Qualität .form- und maßgetreu gefertigt werden können (ungarische Patentschrift 156 607)? bekannt. Eine größere Maßgenauigkeit sowie eine bessere Formtreue und Oberflächenqualität können nur durch Schleifen erreicht werden, zwischen den Drehwerkzeugen und den Schleifwerkzeugen gibt es jedoch in einem solchen Maße Form- und Maßabweichungen sowie Antriebsabweichungen, daß es nicht möglich ist, sowohl die Innen- als auch die Außenflächen der vieleckförmigen Werkstücke durch genaue Nachbildung beziehungsweise Nachahmung des für das Drehen angewandten Verfahrens und der für das Drehen angewandten Werkzeugmaschine zu fertigen.

Auch bei den zum Schleifen der Außenfläche von vieleckförmigen Werkstücken angewandten bekannten Verfahren zeigten sich schwerwiegende Probleme.

Bei mehreren bekannten Ausführungen bereitet es·

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Schwierigkeiten, daß die durch, einen Hebelmechanismus zustandegebrachten Bewegungen der eine große Masse aufweisenden Schleifscheiben, Schleifspindeln, Riemenscheiben, Motoren und Schleifspindelstöcke beziehungsweise -kästen bedeutende dynamische Kräfte auslösen, wobei sich der Schleifspindelstock synchron mit der Bewegung des Werkstückes bewegen muß, was nur schwer zu erreichen ist und hinsichtlich der Genauigkeit der Bearbeitung und des Verschleisses sowie der Standzeit der Maschine Schwierigkeiten verursacht.

Beim einen bekannten Verfahren bereitet es auch Schwierigkeiten, daß zur Ausschaltung der von den Durchmesseränderungen der Schleifscheibe herrührenden Fehler statt einer fortschreitenden Kreisbewegung eine elliptische Bewegung angewandt wird. Die Bewegung wird durch. Überlagerung von zwei aufeinander senkrechten geradlinigen Bewegungskomponenten verwirklicht. Diese Bewegung kann beispielsweise mittels eines solchen Exzenters, welcher seine waagerechte Bewegungskomponente mittels einer Schubstange und seine senkrechte Bewegungskomponente mittels eines zweiarmigen Hebels an die Drehachse der Schleifscheibe weitergibt, verwirklicht werden. Die Hebelübersetzung des zweiarmigen Hebels ist einstellbar beziehungsweise verstellbar, was es ermöglicht, die Kreisbewegung zu einer Bewegung auf elliptischer Bahn zu ändern. Die Weitergabe der zwei Bewegungskomponenten an die Schleifscheibe verlangt, daß die Schleifscheibe in einem komplizierten Zwangssystem, welches aus den folgenden Teilen besteht, gelagert ist:

Die Schleifmaschinenachse läuft in Hauptlagern.

Die Hauptlager können sich in senkrechten geradlinigen Führungen verschieben.

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Die geradlinigen Führungen werden von einem Körper, welcher sich in waagerechten !Führungen verschieben kann, gehalten.

Die waagerechten !Führungen sind schon in einem als ziemlich steif anzusehenden Schleifschlitten ausgebildet.

Bei dieser bekannten Lösung bewegt sich also die mit etwa 3 000 Umdrehungen/Minute rotierende Schleifscheibe großer Masse in einem in Serie geschalteten schwachen Zwangssystem während jeder Werkstückumdrehung mit der der Vieleckzahl entsprechenden Periode. Dieser Umstand führt zur Bildung von großen dynamischen Kräften.

Bei der Anwendung der vieleckförmigen Werkstücke kommt es vor, daß an ihrer schon vorhandenen Außen- beziehungsweise Innenfläche zu einem durch ein beliebiges Vielecke bildendes Verfahren bearbeiteten Werkstück ein entsprechendes Werkstückpaar zu fertigen ist und das schon vorhandene und das neue Werkstück den gegebenen Anforderungen gemäß anzupassen sind. Dies bedeutet im wesentlichen, daß es möglich sein muß, bei gegebener Vieleckzahl das durch den größten und kleinsten Radius charakterisierte Vieleckprofil auch durch verschiedene Profilkurven zu schleifen.

Zu den Mängeln eines Teiles der bekannten Verfahren und Schleifmaschinen zählt auch die Tatsache, daß der Verschleiß der Schleifscheibe die Formtreue und Maßgenauigkeit des gefertigten Werkstückes in hohem Maße beeinflußt und die Vorschub- und Drehnebenbewegungen sowie die spanabhebende Hauptbewegung nicht immer auf den optimalen Wert eingestellt werden können.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schleifmaschine zur Bearbeitung von vieleckförmigen Werkstücken zu schaffen, durch welche sowohl die Außen- als auch die Innenfläche der Werkstücke mit der Maßgenauigkeit der herkömmlichen Schleifverfahren fertigbearbeitet werden können, die Außen- beziehungsweise Innenflächen der zusammengehörigen ineinandergeschobenen Werkstücke längs des ganzen Umfanges praktisch aufeinandersetzen, während der Bearbeitung um eine Größenordnung geringere dynamische Kräfte als "bei den "bekannten Lösungen- auftreten, die Umstellung von einem Vieleckformkörper auf einen Vieleckformkörper mit anderen Maßen und anderer Form schnell und leicht durchführbar ist, der Verschleiß der Schleifscheibe die Formtreue und Maßgenauigkeit des gefertigten Werkstückes praktisch nicht beeinflußt, die Vorschub- und Drehnebenbewegungen sowie die spanabhebende· Hauptbewegung auf den den. jeweiligen Zerspanungsanforderungen entsprechenden optimalen Wert einstellbar sind sowie ferner die zum Schleifen verwendete Maschine beziehungsweise der zum Schleifen verwendete Mechanismus aus wenigen Teilen bestehen, nicht zur Schadhaftwerdung neigen, steif sind und es außerdem ermöglichen, daß durch sie an durch andere Verfahren gefertigte Werkstücke von gegebener Vieleckform geschliffene Werkstücke angepaßt werden können, indem bei gegebener Vieleckzahl mit durch den größten und kleinsten Radius charakterisierte Vieleckprofile durch verschiedene Profilkurven geschliffen werden können.

Durch, das erfindungsgemäße Verfahren wird die gestellte Aufgabe in der Weise gelöst, daß das zu schleifende Werkstück um seine zur Achse einer sich um eine ortsfeste oder eine Hin- und Herbewegung ausführende Achse drehenden Schleifscheibe beziehungsweise eines entsprechenden Schleifringes parallele eigene Achse gedreht wird und gleichzeitig

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die Achse des Werkstückes längs einer um eine.mit der vorgenannten Achse parallele Achse angeordneten Zylindermantelbahn praktisch mit einer Drehzahl, welche das Produkt der Multiplikation der Drehzahl der Drehung des Werkstückes um seine eigene Achse mit der Vieleckzahl ist, gedreht wird und das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der genannten zwei Grundbewegungen periodisch geändert wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Bearbeitung von vieleckförmigen Werkstücken, durch welches die äußeren Mantelflächen und inneren Lochflächen von von Näherungszykloidbögen und -kreisbögen begrenzten Vieleckformkörpern mit einer verschiedenen Zahl von Seiten und verschiedenen Maßen mit einer den üblichen AnpassungsVorschriften entsprechenden Maßgenauigkeit und Formtreue und einer mit Schleif- und Iräsarbeitsgängen üblicherweise erzielbaren Oberflächenqualität bearbeitbar sind, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das zu schleifende Werkstück um seine zur Achse einer sich um eine ortsfeste oder eine Hin- und Herbewegung ausführende Achse drehenden Schleifscheibe beziehungsweise eines entsprechenden Schleifringes parallele eigene Achse gedreht wird und gleichzeitig die-Achse des Werkstückes längs einer um eine mit der vorgenannten Achse parallele Achse angeordneten Zylindermantelbahn praktisch mit einer Drehzahl, welche das Produkt der Multiplikation der Drehzahl der Drehung des Werkstückes um seine eigene Achse mit der Vieleckzahl ist, gedreht wird und das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der genannten zwei Grundbewegungen periodisch geändert wird.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird während der Bearbeitung der Innenflächen die Achse der die Bearbeitung'ausführenden um ihre Achse sich drehen-

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den Innensclileifsclieibe zusammen mit einem um die Achse der die Außenfläche. bea.rbeitenden Schleifscheibe beziehungsweise des entsprechenden Schleifringes hin- und herbewegend um einen Winkel geschwenkten oder eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführenden Arm bewegt und der Abstand der zur ortsfesten Achse der die Bearbeitung des Außenmantels ausführenden Schleifscheibe beziehungsweise des entsprechenden Schleifringes am nächsten beziehungsweise von ihr am weitesten entfernt liegenden Umfangspunkte der Innenschleifscheibe von dieser Achse gleich dem Radius der Bearbeitungsfläche der die Außenmantelfläche bearbeitenden Schleifscheibe beziehungsweise des entsprechenden Schleifringes gehalten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Bearbeitung jeder Seite des vieleckförmigen Werkstückes in beiden Halbperioden vom Beginn jeder Halbperiode die Winkelgeschwindigkeit der fortschreitenden Kreisbewegung des Y/erkstückes stetig bis zu einem Höchstwert geändert, worauf durch Änderung des Vorzeichens der Winke!geschwindigkeitsänderung bis zum Ende der Halbperiode die von der Winke1-geschwindigkeitsänderung herrührende Winkelveränderung stetig aufgehoben wird.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können während der Bearbeitung das Werkstück um seine eigene Achse und die Werkstückachse längs der Zylindermantelbahn in derselben Richtung ,oder in entgegengesetzter Richtung gedreht werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Schleifmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche durch eine um eine zur Achse eines um eine ortsfeste Achse drehbaren Werkzeuges, vorzugsweise einer solchen Schleif-

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scheibe beziehungsweise eines solchen Schleifringes, parallele Achse drehbare Hauptspindel, eine zur Hauptspindel parallele, mit ihr synchron drehbare und axial einstellbare Reitstockspindel, je eine auswechselbare Spitze mit konstanter Exzentrizität oder je eine Spitze mit verstellbarer Exzentrizität in der Hauptspindel und der Eeitstockspindel, eine das zwischen die Spitzen eingespannte Werkstück'mitnehmende Mitnehmervorrichtung, ein eine starre Drehverbindung beziehungsweise Drehzwangsverbindung mit einem mit der Zahl der Seiten des Werkstückes beziehungsweise seiner Winkel gleichen Übersetzungsverhältnis ergebendes Getriebe zwischen der Mitnehmervorrichtung und der Hauptspindel und eine in der kinematischen Kette des Getriebes befindliche und in den den Vieleckseiten zugehörigen Perioden der fortschreitenden Kreisbewegung die WinkeIgeschwindigkeit periodisch ändernde Korrigiervorrichtung gekennzeichnet ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausführung der erfindungsgemäßen Schleifmaschine weist diese einen ein die Innenflächen bearbeitendes um seine Achse drehbares Werkzeug, vorzugsweise eine solche Innenschleifscheibe (Bohrstein), längs einer bestimmten Bogenlänge in hin- und hergehender Pendelbewegung haltenden Bauteil, einen in diesem Bauteil befindlichen um die Achse des die Außenfläche des Werkstückes bearbeitenden Werkzeuges, vorzugsweise einer solchen Schleifscheibe oder eines solchen Schleifringes, schwenkbaren Arm, einen am Arm in dessen Längsrichtung frei verschiebbaren Support und einen um sein in der Achse der durch die Achse des Werkstuck.es beschriebenen Zylindermantelbahn liegendes Ende drehbaren und an seinem anderen Ende an den Support um dessen Mittelpunkt schwenkbar befestigten zweiten Arm auf.

Ferner ist es vorteilhaft, daß der das die Innenflächen bearbeitende um seine Achse drehbare Werkzeug, vorzugsweise

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eine solche Innenschleifscheibe, längs einer bestimmten Länge eines Bogens mit unendlichem Radius beziehungsweise einer bestimmten geraden Länge in hin- und hergehender Pendelbewegung haltende Bauteil einen zur durch das die Außenfläche des Werkstückes bearbeitende Werkzeug, vorzugsweise einen solchen Topfstein, eine solche Schleifscheibe oder einen solchen Schleifring, umhüllten Ebene parallelen und senkrecht zur Achse des Werkstückes verschiebbaren Arm aufweist, am Arm ein in dessen Richtung frei verschiebbarer und um seinen Mittelpunkt einen gelenkig schwenkbaren weiteren Arm haltender Support angeordnet ist und der zweite Arm um sein in der Achse der durch die Achse des Werkstückes beschriebenen Zylindermantelbahn liegendes anderes Ende drehbar ist.

Nach einer spezielleren zweckmäßigen·Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine weist der die die Innenflächen bearbeitende Innenschleifscheibe längs einer bestimmten Bogenlänge in hin- und hergehender Pendelbewegung haltende Bauteil zwei an die Achse, vorzugsweise Schleifspindel, des die Außenflächen bearbeitenden Werkzeuges zueinander parallel befestigte Gabeln auf, wobei außerdem ein in die Rille der einen Gabel hinein sich erstreckender und in der Hülse des Reitstockes exzentrisch befestigter Dorn sowie ferner eine in der Rille der anderen Gabel verschiebbare und die die Innenflächen des Werkstückes bearbeitende Innenschleifscheibe haltende Spindel vorgesehen sind.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine hat diese eine die die Innenschleifscheibe haltende Spindel in der Längsrichtung der Rille der Gabel bewegende Gewindespindel und einen damit in Eingriff stehenden Gewindeformkörper. Ferner ist vorteilhafterweise im die starre Drehverbindung zwischen

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der Mitnehmervorrichtung "und der exzentrischen Spitze herbeiführenden Getriebe eine die Zwangsverbindung unterbrechende Klauenkupplung.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine hat die im die starre Drehverbindung zwischen der Mitnehmervorrichtung und der exzentrischen Spitze herbeiführenden Getriebe befindliche Korrigiervorrichtung einen in einer Scheibe gelagerten Exzenter, wobei das eine Ende des Exzenters in die Vertiefung einer an eine auf die die Spitze haltende Hauptspindel durch Zahnräder die Drehung übertragende Achse mitlaufend befestigten Scheibe hineinreicht und der Exzenter an seinem anderen Ende einen mit der Fläche eines Korrigierkörpers ständig in Berührung stehenden Arm hat, sowie eine im im Korrigierkörper befindlichen Muttergewinde drehbare und durch ihre Drehung den Korrigierkörper in der Längsrichtung einer die Scheibe, in welcher der Exzenter gelagert ist, haltenden Rohrachse verschiebende Gewindespindel .

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine hat die Korrigiervorrichtung einen gegenüber einem mit einer die gleiche Drehzahl wie die die exzentrische Spitze haltende Hauptspindel aufweisenden Achse konzentrischen starren Ring mittels Schrauben durch in eine beliebige Winkelstellung einstellbare Schuhe radial deformierbaren Ring, in der öffnung des Ringes eine an eine rohrförmig ausgebildete Achse mit dieser mitlaufend befestigte Scheibe, einen um den in der Scheibe gelagerten Zapfen schwenkbaren Arm, am einen Ende des Armes einen mittels einer Feder ständig gegen die Fläche der Öffnung des Ringes gedrückten Fühler sowie ferner

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einen vom anderen Ende des Armes Torragenden und an einen an einer mit der Achse mitlaufenden Scheibe mit einer Gewindespindel einstellbaren Anschlag anliegenden Armteil.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine hat die Korrigiervorrichtung ein auf der auf die die exzentrische Spitze haltende Hauptspindel die Drehung übertragenden Achse mittels einer Feder in Richtung der Nabe gespanntes und auf der Achse verschiebbar und mitlaufend gelagertes schrägverzahntes Zahnrad, ein in dieses Zahnrad eingreifendes ebenfalls schrägverzahntes Antriebsritzel, eine an der der Feder abgewandten Seite des auf der Achse verschiebbaren Zahnrades mit diesem mittels eines Stützlagers in Anlage befindliche und im Hauptspindelstockgußstück geführte Schubstange sowie einen an eine an die Achse mit dieser mitlaufend befestigte Scheibe an zwei gegenüberliegenden Punkten starr befestigten, an seinen anderen Punkten durch gegenüber der Scheibe mit Schrauben in beliebige Winkelstellungen einstellbare Schuhe axial deformierbaren und unter ständiger Berührung mit einer in der Schubstange gelagerten Rolle als Bewegungsbahn der Rolle ausgebildeten Ring.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine hat die im die Drehungsverbindung zwischen der die exzentrische Spitze haltenden Hauptspindel und das Werkstück mitnehmenden Mitnehmervorrichtung herbeiführenden Getriebe befindliche Korrigiervorrichtung zwischen der mit gleicher Drehung wie die Hauptspindel laufenden Achse und der mit ihr konzentrisch als Rohr ausgebildeten Achse ein um die Achse kippbar ausgebildetes Planetengetriebe, eine um eine vom Planetengetriebegehäuse vorragende Achse drehbare Rolle sowie einen mit seinem einen Ende an der Rolle anliegenden und mit

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seinem anderen Ende an einem an die Achse mit; dieser mitlaufend befestigten Korrigierkörper anliegenden Arm mit einstellbarer Drehachse.

Ferner hat die Schleifmaschine zweckmäßigerweise eine in einem an das Ende der Hauptspindel befestigten Körper ausgebildete schräge Bohrung, in welcher eine Spitze mit zylindrischem Schaft gelagert ist, und eine sich an das innere Ende des Schaftes der Spitze anschließende und in der Axialrichtung der Hauptspindel bewegliche Schubstange.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Schleifmaschine sind wie folgt:

Sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche der vieleckförmigen Werkstücke können mit der Maßgenauigkeit und Formtreue der herkömmlichen Schleifverfahren fertigbe- arbeitet werden. Die Passungen des an der Außenfläche bearbeiteten einen und des an der Innenfläche bearbeiteten ander-en Werkstückes beziehungsweise die Qualität der Passungen können selbst im Falle von durch verschiedene Ferti-· gussverfahren gefertigten Paaren beliebig gewählt werden. Bei gegebenen Hauptparametern (Vieleckzahl, größter und kleinster Radius) beschränkt sich die Form der Vieleckflächen nicht auf ein einziges Profil, sondern es können viele abweichende frei wählbare Profile gefertigt werden, und dadurch können auch besondere technische Aufgaben mit. der Maschine gelöst werden. Die Umstellung vom augenblicklich unter Bearbeitung stehenden Formkörper.auf die Bearbeitung eines Formkörpers mit anderer Form und anderen Abmessungen ist schnell und leicht durchführbar. Die Vorschub- und Drehnebenbewegungen sowie die spanabhebende Hauptbewegung sind auf den den jeweiligen Anforderungen der

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spanabhebenden Bearbeitung entsprechenden optimalen Wert einstellbar. Der Verschleiß der Schleifscheibe beeinflußt die Formtreue und Maßgenauigkeit des gefertigten Werkstückes praktisch nicht. Während der Bearbeitung treten nur um eine Größenordnung geringere ähnliche Kräfte als die bei den bekannten Verfahren und Schleifmaschinen auftretenden dynamischen Kräfte auf, was die Standzeit der Maschinenteile und die Maßgenauigkeit des gefertigten Werkstückes vorteilhaft beeinflußt. Die Schleifmaschine ist eine aus verhältnismäßig wenigen !eilen bestehende einfache Vorrichtung, welche unter geringen Kosten und mit geringem Aufwand herstellbar ist, eine große Produktivität beziehungsweise Leistungsfähigkeit hat und betriebssicher arbeitet. Zur Herstellung der Schleifmaschine sind keine besonderen von der Norm abweichenden Teile erforderlich.

Ein sehr wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Schleifmaschine besteht darin, daß sie im Vergleich zu den Maschinen von ähnlicher Art sehr steif beziehungsweise starr ist, was d5.e Erzielung einer überraschend großen Maßgenauigkeit ermöglicht.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden beispielhaften Darlegungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Hierbei sind:

!Figur 1 eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine,

Figur 2 die Maschine von Figur i, wobei jedoch die Werkstückachse auf einer Zylindermantelbahn

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entgegengesetzt zur Drehrichtung des Werk~ Stückes umläuft,

Figur 3 eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine, bei welcher die Bearbeitung der Außenfläche des Werkstückes durch einen Schleifring erfolgt und die Werkstückachse entsprechend der Drehrichtung des Werkstückes auf der Zylindennantelbahn umläuft,

Figur 4 die Maschine von Figur 3, jedoch mit der Abweichung, daß die Werkstückachse auf der Zylindermantelbahn gegensinnig zur Drehrichtung des Werkstückes umläuft,

Figur 5 eine Ansicht einer Ausführungsform einer zur Verwirklichung des in den Figuren 1 und 2 in schematischer Prinzipdarsteilung gezeigten Lösungsweges brauchbaren Vorrichtung, teilweise im Schnitt j

Figur 6 eine Ansicht der in Figur 5 schematisch dargestellten Vorrichtung in einer anderen Richtung,

Figur 7 eine Ansicht einer Gabel der in Figur schematisch dargestellten Vorrichtung,

Figur 8 eine Ansicht einer anderen Gabel der in Figur 5 schematisch dargestellten Vorrichtung,

Figur 9 die schematische Prinzipdarstellung einer Spitze mit stetig einstellbarer Exzentrizität,

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Figur 10 ein Schnitt durch eine von der in Figur 5 schematisch dargestellten Vorrichtung abweichend ausgeführte Kulissenbewegungsvorrichtung mit Gabeln, teilweise.als Ansicht,

Figur 11 eine schematische Darstellung der im Falle eines dreieckigen Formkörpers möglichen Profiländerungen,

Figur 12 ein Schaubild, welches bei einem dreieckigen Formkörper die Änderungen der Höchstunterschiede t in der normalen Richtung zwischen den mit einem Werkzeug mit unendlichem Radius und einem Werkzeug mit endlichem Radius R-, gefertigten Profilen zeigt,

Figur 13 eine Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine, bei welcher ein die Spindel einer Innenschleifscheibe haltender Arm im Falle von R, = c-o eine geradlinige harmonische Bewegung ausführt und die Drehrichtung des Werkstückes sowie die Umlaufrichtung der Werkstückachse auf der Zylindermantelbahn gleichsinnig sind,

Figur 14· die Darstellung einer der Ausführungsform der Figur 13 gleichen Ausführungsform, jedoch mit der Abweichung, daß die Drehrichtung des Werkstückes sowie die Umlaufrichtung der Werkstückachse auf der Zylindermantelbahn gegensinnig sind,

Figur 15 eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der zur Führung des die

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Innenschleifscheibe haltenden Armes brauchbaren Vorrichtung,

Figur 16 eine schematische -Prinzipdarstellung einer Variante mit Gabeln der in Figur 15 schematisch dargestellten Vorrichtung,

Figur 17 eine schematische Prinzipdarstellung einer der Ausführungsform der Figur 5 ähnlichen zum Schleifen einer kegelförmigen Bohrung brauchbaren Vorrichtung,

Figur 18 eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform eines in der in Figur dargestellten Vorrichtung verwendbaren und eine beliebige Winkelstellung der schwenkbaren und drehbaren Teile zueinander ermöglichenden Zwischenstückes,

Figur 19 eine schematische Darstellung der Schleifverhältnisse der Profilpunkte mit dem kleinsten und größten Radius bei einem viereckigen Werkstück,

Figur 20 eine schematische Darstellung der Sohleifverhältnisse des Ubergangsprofilabschnittes zwischen den Profilpunkten mit dem kleinsten und größten Eadius bei einem viere,ckförmigen Profilkörper,

Figur 21 eine schematische Darstellung der als Ergebnis des Schleifens mit Schleifscheiben von verschiedenen Durchmessern gewonnenen Kurvehschar,

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Figur 22 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Gründsystemes der er— findungsgemäßen Schleifmaschine,

Figur 23 eine schematische Darstellung zur Bestimmung der Art der an der erfindungsgemäßen Schleifmaschine zustandegebrachten Hilfsbewegungen, in welcher die Schleifverhältnisse der Profilpunkte mit dem größten und kleinsten Eadius gezeigt sind,

Figur 24- eine schematische Darstellung zur Bestimmung der Art der Hilfsbewegungen, in' welcher die Schleifverhältnisse des Übergangsprofilabschnittes zwischen den Profilpunkten mit dem kleinsten und größten Eadius gezeigt sind,

Figur 25 eine der Figur 21 ähnliche schematische Darstellung, in welcher Jedoch eine an einer ganzen Seite des viereckigen Formkörpers gewinnbare Kurvenschar gezeigt ist,

Figur 26 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer bei einem dem in Figur schematisch dargestellten Grundsystem ähnlichen Grundsystem verwendbaren Korrigiervorrichtung,

Figur 27 eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung beziehungsweise Ausbildung der Korrigiervorrichtung,

Figur 28 eine schematische Darstellung einer

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Seitenansicht der in Figur 27 dargestellten
Korrigiervorrxchttmg,

Figur 29 eine schematische Darstellung einer
Vorderansicht der in Figur 28 dargestellten
Korrigiervorrichtung,

Figur 30 eine schematische Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Korrigiervorrichtung,

Figur 31 eine detailliertere schematische
Darstellung der in Figur 30 dargestellten
Korrigiervorrichtung in vergrößertem Maßstab,

Figur 32 eine schematische Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Korrigiervorrichtung und

Figur 33 eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der das Werkstück einspannenden exzentrischen Spitze.

In den Figuren 1, 2, 3 und H- ist das vieleckförmige Werkstück mit 1 bezeichnet. Die Achse 2 des zu fertigenden Werkstückes 1 bewegt sich auf einer Zylindermantelbahn und ein Punkt der Achse 2 bewegt sich auf einem Kreis mit dem Radius e (Exzentrizität), welcher Kreis der eine Querschnitt skreis der Zylindermantelbahn ist. Der Geraden 2—3₅ welche in einer zu den Achsen senkrechten Ebene liegende Punkte der Achse 3 der Zylindermantelbahn und der Achse 2 des Werkstückes 1 verbindet, kann eine Winkelgeschwindigkeit

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ν ^e

co = £ zugeordnet werden. Das Verhältnis — = N ergibt

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die "Winkel"-zahl der Vieleckprofile (in den Figurgen 1, 2, 3 und 4 ist N= 3» es sind also dreieckige Profile dargestellt) . Zur Bearbeitung der Außenfläche des Werkstückes 1 wird eine Schleifscheibe 4 und zur Bearbeitung der entsprechenden Innenfläche wird eine Innenschleifscheibe 5
benutzt. In den Figuren 1 bis 4 sind die am einen Werkstück befindliche Außenfläche und die am anderen Werkstück befindliche Innenfläche als gleicher Formkörper dargestellt und als Werkstück mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.

Beim Schleifen der Außenfläche steht die Achse der
Schleifscheibe 4 still und nur das Werkstück 1 dreht sich mit einer Winkelgeschwindigkeit von CO, um seine Achse 2, welche sich wiederum mit einer Winkelgeschwindigkeit von
^ um die Achse 3 dreht. Beim Schleifen der Innenfläche
führt das Werkstück 1 eine mit der vorherigen Drehung
identische Drehung aus_$ während gleichzeitig die Innenschleifscheibe 5 in einer Kulissenbewegungsvorrichtung
gelagert ist. Die Charakteristika der die Spindel der'
Innenschleifscheibe 5 bewegenden Kulissenvorrichtung sind wie folgt: Die Länge des sich um die Achse 3 drehenden
Armes 6 ist E = (N-1)e. Der Mittelpunkt 7 der am Ende des Armes 6 befindlichen Kulisse ist in einer Stellung gegenüber der Achse 2, das heißt von dieser^um 180° abgewandt. Die Schwenkachse 9 des Schwenkarmes 8 fällt mit der Achse der Schleifscheibe 4 zusammen.

Die Spindel der Innenschleifscheibe 5 ist am Schwenkarm 8 verschiebbar befestigt, und zwar in der Weise, daß
der Abstand des zur Achse 9 am nächsten liegenden Punktes der Innenschleifscheibe 5 von der Achse 9 mit dem Radius R^ der Schleifscheibe 4 identisch ist und davon in der

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i-Richtung nur um einen kleinen Differenzwert abweichen kann. Wenn der Durchmesser der Innenschleifscheibe 5 klei- ner als der Durchmesser des kleinsten Schmiegungskreises der Profilkurve ist', dann beeinfl?aßt er die Forin des Profiles nicht.

Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform arbeitet prinzipiell genauso wie die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform, jedoch mit der Abweichung, daß die Umlaufrichtung der Achse 2 des Werkstückes 1 um die Achse 3 der Richtung der Drehung des Werkstückes 1 um seine eigene Achse 2 entgegengesetzt ist, das heißt <0 und ω , entgegengesetzte Richtungen haben. Gegenüber der vorherigen Ausführungsform ist nur so viel Abweichung vorhanden, daß hier die Länge des Armes 6E= (N+1)e ist sowie ferner die Gerade zwischen den Achsen 2 und 3 auf demselben Radius wie der Arm 6 liegt, das heißt diese sich in gleicher Phase drehen. "·

In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform stimmt die Richtung von ω mit der von co, überein und die Außenfläche des Werkstückes 1 wird mit einem superschnell rotierenden Schleifwerkzeug, das heißt mit einem an seiner Innenfläche schleifenden Ring 10, welcher das Werkstück umgibt, bearbeitet. Die Charakteristika der die Innenschleifscheibe 5 haltenden und bewegenden Kulissenvorrichtung sind wie folgt: Die Länge des Armes 6 ist E = (F-1)e, der Mittelpunkt 7 der Kulisse und die Gerade zwischen den Achsen 2 und 3 sind an entgegengesetzten Seiten der Achse 3 einander gegenüber und die Schwenkachse 9 .' des Schwenkarmes· 8 fällt mit der Achse des Schleifringes zusammen. Die Spindel der Innenschleifscheibe 5 ist am Arm 8 befestigt, und zwar in der Weise, daß der von der Achse 9 am weitesten entfernt liegende Punkt der Innen-

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schleifscheibe 5 von dieser Achse 9 denselben Abstand wie der Radius der Bearbeitungsfläche des Schleifringes 10 hat, wovon er in der +-Richtung nur um einen kleinen Differenzwert abweichen kann.

In der in Figur 4- dargestellten Ausführungsform sind die Richtungen von ω_β und ω, verschieden. Ihre Charakteristika entsprechen den bezüglich der Figur 5 angegebenen, Jedoch mit der Abweichung, daß die Länge des Armes 6 E = (N+1)e ist sowie ferner der Mittelpunkt 7 cLe^ Kulisse und die Gerade zwischen den Achsen 2 und 3 auf demselben Radius liegen, das heißt diese sich in gleicher Phase drehen.

Die den in den Figuren 1 und 2 gezeigten schematischen Prinzipdarstellungen entsprechende praktische Ausführungsform ist in den Figuren 5 bis 8 dargestellt. Diese Ausführungsform kann bei solchen Maschinen angewandt werden, bei welchen ein eine Planetenbewegung ausführendes das Werkstück einspannendes Aufspannfutter und ein zur Bearbeitung von Werkstücken mit vieleckförmigem Profil zwischen den Ecken geeigneter achsenartiger Reitstock, von dessen Spitze die Achse auf einer Zylindermantelbahn mit einer mit der Winkelgeschwindigkeit der Achse des Werkstückes gleichen Winkelgeschwindigkeit ω umläuft, vorgesehen ist.' Eine schematische Prinzipdarstellung einer Hauptspindelvorrichtung dieses Typs ist in Figur 9 zu sehen, in v/elcher in einer äußeren Hülse 11 eine in einer inneren Bohrung mit einer.Achsenlinie mit der Exzentrizität e angeordnete innere Hülse 12 ist, wobei in der letzteren ebenfalls exzentrisch eine weitere innere Bohrung, in welcher sich die Hauptspindel 15, die das Aufspannfutter hält, befindet, ausgebildet ist. Die Exzentrizität der Bohrungen der Hülsen ist so festgelegt, daß in den in der Figur 9 dargestellten

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Winkelsteilungen die Achsenlinie der Hauptspindel 13 mit der Achsenlinie der äußeren Hülse 11 zusammenfällt. Relativ zur äußeren Hülse 11· ist die innere Hülse 12 schwenkbar, und in dieser ist die Hauptspindel 13 schwenkbar. So kann das an der Hauptspindel 13 befestigte Werkstück durch Drehen der Hülse 11 um ihre Achse und Schwenken der inneren Hülse 12 beziehungsweise der Hauptspindel 13 um einen entsprechenden Winkel innerhalb weiter Grenzen in eine Planetenbewegung gebracht werden.

Zum Schleifen der Außenflächen kann ein Reitstock mit ähnlicher Ausführung wie der der Figur 9» dessen äußere Hülse sich zusammen mit der in Figur 9 schematisch dargestellten äußeren Hülse 11 synchron dreht, angewandt werden. Eine solche Vorrichtung ist in der ungarischen Patentschrift 156 607 ausführlich beschrieben.

Bei der in den Figuren 5 bis 8 schematisch dargestellten Ausführungsform ist im Falle des Innenschleifens keine Reitstockspitze erforderlich und so kann sie als sich um die in den Figuren 1 und 2 sichtbare Achse 3 drehender Vor richtungsteil benutzt v/erden. Von der Spindel der zum. Schleifen der Achse dienenden Schleifscheibe werden die Schleifscheibe und die Riemenscheibe abmontiert und dann an deren Stelle Gabeln 14-, 15 so befestigt, daß die Symmetrieebene der beiden Gabeln 14, 15 zusammenfällt (das heißt die Gerade d der Figur 7 zur Geraden c der Figur 8 parallel ist). An Stelle der auf einem Kreis sich bewegenden Reitstockspitze wird ein Dorn 16 mit zylindrischer Außenfläche befestigt und der Dorn 16 wird spielfrei zwischen die Zinken der Gabel 15 eingesetzt. Die vom Reitstock 17 vorragende Mindestlänge des Dornes 16 ist durch die Länge der zu schleifenden Innenfläche + die Breite der Gabel 15 bestimmt.

— OtL _

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An die Gabel 14 wird eine kleine Innenschleifspindel mit Luftturbinen- oder Hochfrequenzantrieb, welche an ihrem Ende eine Innenschleifscheibe 5 hält, "befestigt. Die Befestigung ist lösbar und die Spindel ist in der Längsrichtung der Zinken der Gabel 14 verschiebbar.

Die in den Figuren 5 "bis 8 dargestellte Vorrichtung ist der schematischen Prinzipdarstellung der Figur 1 entsprechend eingestellt. Dies bedeutet, daß sich der in den Reitstock 17 eingespannte Dorn 16 gegenüber der Achse J des Werkstückes 1 (die Gerade a ist zur Geraden b parallel) auf einem Kreis mit dem Radius E = (U-i)e bewegt. Wenn es erwünscht ist, die Vorrichtung der Figuren 5 "bis 8 der schematischen Prinzipdarstellung der Figur 2 entsprechend einzustellen, dann wird der Dorn 16 auf dem mit der Achse 2 zusammenfallenden Radius in einem Abstand E = (N+1)e von der Achse 3 eingestellt.

Nach dem Inbewegungsetzen der Maschine beginnt eine Planetenbewegung des Werkstückes 1 und eine Drehbewegung des in den Reitstock 1? eingespannten Dornes 16. Der Dorn 16 zwingt die Gabel 15 zu einer Pendelbewegung und das Pendeln schwenkt mittels der Achse der Schleifspindel auch die in der Gabel 14 eingespannte Innenschleifvorrichtung beziehungsweise Innenschleifscheibe 5· Dieses Pendeln ist nicht zur Fertigung des Eckteiles der Fläche des vieleckförmigen Werkstückes, sondern zur Sicherstellung .* der Gleichheit des Achsprofiles und Lochprofiles erforderlich.

Die Zustellung und der Vorschub in der Längsrichtung können in herkömmlicher Weise erfolgen.

Diese Kulissenvorrichtung mit Gabeln kann in der in

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den Figuren 3 und 4- gezeigten Prinzipdarstellung entsprechender Weise auch im Falle des Schleifens einer Außenfläche mit einem Schleifring zum Innenschleifen angewandt werden, wenn die die Gabeln 14- und 15 verbindende Achse parallel zur Achse 2 des Werkstückes 1 gelagert wird. Zur Einstellung der Spindel der Innenschleifscheibe 5 in der Richtung der Zinken der Gabeln 14-, 15 kann die Kulissenbewegungsvorrichtung auch mit einer Gewindespindel 19 versehen sein, wie es in Figur 10 dargestellt ist. Dabei ist es zweckmäßig, die Spindel 20 der großen Schleifscheibe mit einer Bohrung zu fertigen, weil in diesem Falle auch eine mit einem mit einem entsprechenden Riemenspanner versehenen Riemenantrieb 21 arbeitende Innenschleifspindel verwendet werden kann.

Das bisher dargelegte Verfahren stellt nur die Gleichheit des Profiles des Nabenquerschnittes und der Achse beziehungsweise des Profiles der Innenfläche und der Außenfläche sicher, nicht Jedoch die Unabhängigkeit des Profiles vom Durchmesser des Werkzeuges. Die vom Durchmesser des Werkzeuges abhängige Formänderung eines Außenflächenprofiles von gegebenem Durchmesser und gegebener Exzentrizität ist vom Gesichtspunkt der Momentübertragung dann praktisch belanglos, wenn das Profil der Bohrung und der Achse übereinstimmen.

Die Art der Profiländerung ist im Falle eines dreieckigen Formkörpers, das heißt bei N = 3 in Figur 11 darge-, stellt. Bei identischem Profildurchmesser und identischer Exzentrizität sind die Punkte A, B, 0, D, E und F die Punkte jedes Profiles. Mit der Zunahme des Werkzeugdurchmessers beziehungsweise des Werkzeugradius R^ vergrößert sich der abgeschliffene Querschnitt proportional, in den Bogenabschnitten zwischen den Punkten verschiebt sich je-

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doch, die vom Profil eingeschlossene Fläche, das heißt die Kurve nach, innen.

Der Höchstunterschied t in der Normairichtung zwischen den mit einem Werkzeug mit unendlichem Radius und einem Werkzeug mit endlichem Radius R. gefertigten Profilen ändert sich "bei einem dreieckigen Formkörper gemäß dem in Figur 12 dargestellten Schaubild.·

In Figur 12 sind e die Exzentrizität, h die Hälfte des in Figur 1 sichtbaren Abstandes A—D, t eine gleichseitige Hyperbel, t deren Asymptote und t die Ordi-

TsL-Si- p m

natendifferenz zwischen t und t

Die Funktion t„,(R, ) ist im Falle von R₁ >2h schon sehr

IU A it

flach und daher führt eine Änderung Δδ-^ in der Umgebung von R, nur zu einer sehr geringen Änderung At . Daraus folgt, daß beispielsweise im Falle einer Schleifscheibe mit einem Radius R-, =150 JBm selbst beim Schleifen eines Formkörpers mit einem Durchmesser von 100 mm eine Verminderung des Radius der Schleifscheibe um 7 mm eine Profilabweichung von nur -1 ix und-beim Schleifen von vieleckförmigen Formkörpern mit geringerem Durchmesser eine noch geringere Abweichung herbeiführt.

In der Praxis ist damit zu rechnen, daß auch die vieleckförmigen Werkstücke nach einer bestimmten Betriebszeit sich abnutzen und beschädigt werden und daher ausgewechselt werden müssen, weswegen auch die Reproduzierbarkeit solcher Werkstücke wichtig ist. Dies ist dann leicht durch- · führbar, wenn der neue Teil mit einer Schleifscheibe von demselben Radius wie die Außenfläche des ursprünglichen Teiles gefertigt wird beziehungsweise die innere Bohrfläche des neuen Teiles mit einer von der Schwenkachse des

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Armes 8 im selben Abstand wie beim ursprünglichen Werkstück befindlichen Innenschleifscheibe bearbeitet wird. Dies ist dann leicht zu bewerkstelligen, wenn der Wert des Radius R, der Schleifscheibe in den an der Außenfläche bearbeiteten abgenutzten vieleekförmigen Formkörper beziehungsweise der Abstand der Innenschleifscheibe von der Schwenkachse des Armes 8 in das an der Innenfläche bearbeitete zugrundegegangene vieleckförmige Werkstück eingeprägt ist. Es bereitet auch kein Problem, wenn diese Werte am abgenutzten Werkstück nicht ablesbar sind, da sie durch Messungen an den abgenutzten Werkstücken leicht und schnell zu ermitteln sind *

Die Abhängigkeit der Form des Profiles vom Durchmesser der die Achse schleifenden Schleifscheibe kann dadurch beseitigt werden, daß stets mit gleiche Durchmesser beziehungsweise nur in einem engen Bereich veränderte Durchmesser aufweisenden Schleifscheiben geschliffen wird. Dies kann entweder durch Verwendung von nur in geringem Maße sich abnutzenden Schleifscheiben (Borazon- beziehungsweise Diamantkornschleifscheiben) oder von Schleifscheiben mit unendlich großem Durchmesser erreicht werden.

Im letzteren Pail sind zur Verwirklichung der Bedingung R, = to die in den. Figuren 1 und 3 in schemätischer Prinzipdarstellung gezeigten Ausführungsformen zu den in den Figuren 13 und 14 schematisch dargestellten Ausführungsformen abgewandelt. Kinematisch gibt es nur so viel Änderung, daß der die Spindel der Innenschleifscheibe 5 haltende Arm 8 im Falle eines endlichen R, in den Figuren 1, 2, 3 und 4 eine Schwenk- beziehungsweise Pendelbewegung ausführte, während im Falle von R, = Co in den Figuren 13 vrß. dieser Arm 8 eine geradlinige harmonische Bewegung ausfühxt.

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Die Führung des Armes 8 kann mittels bei Werkzeugmaschinen üblicher ■ schwalbenschwanzformiger Schlittenführungen erfolgen. Ein weiteres Beispiel für die Führung ist die in Figur 15 dargestellte Ausführung, deren Variante mit Gabeln in Figur 16 gezeigt ist.

Die dargelegte sehr geringgradige Hin- und Herbewegung [^alternierende Bewegung] (nur eine Pendelbewegung um wenige Grade oder geringe geradlinige Bewegung) der Innenschleif vorrichtung ist wie bereits erwähnt nicht zum Ausnehmen der Umgebung der "Eck"-Punkte notwendig, sondern kann dazu angewandt werden, daß das Profil der Bohrung in dieselbe Form wie die des Achsenprofiles gebracht wird.

In der dargelegten V/eise sind auch Achsenflächen und Bohrungsflächen mit kleinem Kegelwinkel zu fertigen. Im Falle des Kegelschleifens ist die Ausführungsform nach den Figuren 5 "bis 8 zur in Figur 17 dargestellten Ausführung sf orm abgewandelt. Diese Ausführungsform weicht von der in den Figuren 5 "bis 8 dargestellten Ausführungsform darin ab, daß der Radius der vom in den Reitstock eingespannten Dorn 16 beschriebenen Zylindermantelbahn nicht E ist, sondern E^. = Eg- , und daß an der in Figur mit M bezeichneten Anschlußstelle ein solches Zwischenstück zu verwenden ist, welches eine beliebige Winkelstellung der pendelnden und sich drehenden Teile zueinander sicherstellt. Eine diesbezügliche Lösung ist in Figur 18 dargestellt, in welcher der Sing 22 durch dessen Schwenken um die Zapfen 2$ in Bezug auf die Gabel 15 eine beliebige Richtung im Raum und mit Hilfe der Supporte des Trägerformkörpers 24· in Richtung der Zinken der Gabel 15 eine beliebige Stellung einnehmen kann. Der in den Reitstock 17 eingespannte Dorn 16 ist in die Öffnung des Ringes 22 einzupassen.

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Die unter der Bedingung R^. = t>o gefertigte Vorrichtung (Figuren 13 und 14) eignet sich nach der Winkeleinstellung des Werkstücktisches ohne Jegliche Änderung auch zur Bearbeitung von einen größeren öffnungswinkel aufweisenden sich prinzipiell vollkommen aneinanderpassenden an- Achsen und in Bohrungen befindlichen kegelförmigen Flächen.

Es kann auch dadurch eine wesentlich bessere Paßgenauigkeit als die durch die bekannten Verfahren erreichbare Paßgenauigkeit von an den Außen- und Innenflächen bearbeiteten vieleckförmigen Werkstücken erzielt werden, daß die Form der das an der Außenfläche bearbeitete Werkstück begrenzenden ein wenig gewölbten gestreckten Hypozykloidprofile auch beim Schleifen im Laufe der praktischen Bearbeitung ohne Einschneiden beziehungsweise bei minimalem Einschneiden so ausgebildet wird, als öl? sie mit einem Drehwerkzeug gefertigt worden wäre. Zu diesem Zweck wird die gleichmäßige Drehbewegung und gleichmäßige fortschreitende-Kreisbewegung (Planetenbewegung) des Werkstückes korrigiert. Durch das Korrigieren wird sichergestellt, daß die ausgebildeten Profile vom Durchmesser des Schleifsteines nicht abhängen.

Beim in Figur 19 dargestellten viereckfÖrmigen Werkstück sind die Profile in den Profilpunkten mit dem größten und kleinsten Eadius (an den Berührungsstellen der inneren und äußeren Berührungskreise) vom Durchmesser der Schleifscheibe unabhängig, da an diesen Stellen der Eadius zur . Tangente des Profiles senkrecht ist, und die Werkzeuge treten mit dem Werkstück an denselben Profilpunkten P^ , Pp in Berührung, gleichgültig ob das Profil mit einem Messer oder einer Schleifscheibe mit kleinem oder großem Durchmesser bearbeitet wird.

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Im die Punkte P^ und P₂ verbindenden Übergangsprofilabschnitt ist die Tangente nicht senkrecht zum Radius, weswegen die Schleifscheibe von geringerem Radius von dem an einer Drehbank vorbearbeiteten Profil weniger wegnimmt, während die Schleifscheibe mit größerem Radius mehr wegnimmt. Dies wird durch die Figur 20 veranschaulicht.

Im Falle einer unveränderten Exzentrizität und eines unveränderten Außendurchmessers wird als Ergebnis des Schleifens mit Schleifscheiben von verschiedenen Durchmessern eine solche Kurvenschar erhalten, von welcher jede Kurve eine stetige Kurve ist und nur im Übergangsabschnitt des Profiles in geringem Maße (höchstens um einige Zehntel Millimeter) von den anderen abweicht. Die Art dieser Kurven ist in Figur 21 übertrieben dargestellt.

Die Profiländerungen können durch eine solche Wahl der Materialabhebungsfläche, das heißt der Schleifscheibenfläche, bei welcher sich der Krümmungsradius während des Schleifens nicht ändert, ausgeschaltet werden. Eine solche Schleiffläche kann beispielsweise die Stirnfläche der topfförmigen Schleifscheiben, bei welcher der Krümmungsradius unendlich ist und auch nach dem Schleifen gleichbleibt, sein. Durch eine solche Wahl der Materialabhebungsfläche, das heißt im Falle der Erfindung der Schleifscheibenfläche, wird in vielen Fällen das Problem der Vermeidung des Einschneidens beziehungsweise seiner Herabsetzung auf ein Mindestmaß gelöst, in der Praxis bereitet es jedoch ,.Schwierigkeiten, daß Schleifscheiben mit großen Abmessungen keinen Platz haben (Reitstock, Flansche be- . ziehungsweise Schultern) und wegen der neuen Anordnung der Schleifspindel und der Schleifscheibe auch die Art der herkömmlichen Mantel- beziehungsweise Rundschleifmaschinen verhältnismäßig bedeutend verändert werden muß.

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Das Problem des Einsehneidens kann an Stelle der Änderung der Materialabhebungsflache, das heißt der Schleifscheibenfläche , zu einer solchen mit einem unendlichen Krümmungsradius auch dadurch gelöst werden, daß neben der Drehbewegung und gleichmäßigen fortschreitenden Kreisbewegung (Planetenbewegung) auch eine Korrigierbewegung in das System gebracht wird, und zwar in der V/eise, daß die Zahl.der Bewegungsgrundzwangskräfte nicht erhöht wird, also auch die Elastizität des Werkzeug-Werkstück-Systemes nicht vergrößert wird und auch keine vom Gesichtspunkt der Genauigkeit ungünstig großen beweglichen Massen angewandt werden.

In Figur 22, welche die kinematische schematische Darstellung einer Ausführungsform des das Werkstück bewegenden Antriebsteiles der erfindungsgemäßen Schleifmaschine ist, ist ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes einfaches starres Grundzwangssystem veranschaulicht. Der das Werkstück bewegende Antriebsteil der Schleifmaschine arbeitet wie folgt:

Das zu schleifende Werkstück 1 ist zwischen die Spitzen 25, 26 eingespannt. Die Spitze 25 ist an der Hauptspindel 27 befestigt, während die Spannhülse der Spitze 26 relativ zur Hauptspindel 27 nicht schwenkbar mit einer axialen Feder gespannt in der Spindel 28 geführt ist. Die das Werkstück 1 haltenden Teile der Spitzen 25? 26 sind gegenüber den in einer Linie befindlichen Achsenlinien der Hauptspindel 27 und der Spindel 28 exzentrisch. Die Exzentrizität ist entweder durch die in Figur 9 dargestellte Ausführung oder durch eine radiale Kulissenausführung einstellbar oder es werden der Spannkegel und der Halteteil der Spitze mit einer bestimmten Exzentrizität relativ zueinander gefertigt. Im letzteren Fall können mehrere mit

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verschiedener Exzentrizität gefertigte Spitzen aiii Lager gehalten werden und vom Spitzenvorrat können die Spitzen mit der zur jeweiligen Bearbeitung erwünschten Exzentrizität ausgewählt und schnell ausgewechselt werden.

Das Werkstück 1 ist durch eine "besondere Mitnehmervorrichtung 29 j welche den Antrieb· auch auf die exzentrischen Spitzen 25» 26 überträgt, drehbar. Diese letzteren drehen sich mit gleicher Drehzahl. Die gleiche Drehzahl wird durch Zahnräder 30? 31 beziehungsweise 32, 35 sowie eine die Zahnräder 31 und 32 verbindende Achse 34- sichergestellt.

Das Werkstück 1 dreht sich mit einer geringeren Drehzahl als die exzentrischen Spitzen 25» 26. Das Verhältnis der Drehzahlen (ohne Korrektur) stimmt mit der Zahl der Seitenflächen (beziehungsweise Winkel) des zu schleifenden vieleckförmigen Werkstückes 1 überein. Dieser Antrieb wird von der Achse 34- mittels einer Korrigiervorrichtung sowie eines aus Zahnrädern 36, 37 bestehenden Zahnradpaares auf die Mitnehmervorrichtung 29 übertragen.

Dieses System kann am Tisch einer herkömmlichen.Mantelbeziehungsweise Rundschleifmaschine befestigt werden, weswegen die dem Schleifen zugehörigen anderen Bewegungen mit den herkömmlichen Bewegungen des Achsenschleifens übereinstimmen. Es kann jede beliebige Achse des Systemes angetrieben werden; beispielsweise wird die in Figur 22 sichtbare Achse 34- mittels Riemenscheiben 38, 39 durch einen Gleichstrommotor 40 angetrieben.

Es ist eine vorteilhafte Eigenschaft des in Figur 22 schematisch dargestellten Grundsystemes, daß die Steifheit beziehungsweise Starrheit der exzentrischen Spitze 25

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die Steifheit "beziehungsweise Starrheit der herkömmlichen Spitzen erreicht und die die Spitze 25 unmittelbar haltende Hauptspindel 27- mittels eines einzigen Hauptlagers mit dem Grundgußstück desHauptspindelsto'ckes verbunden ist, so daß also das ganze System steif beziehungsweise starr ist, was während der Bearbeitung des Werkstückes 1 eine große Maßgenauigkeit sicherstellt. Sine weitere vorteilhafte Eigenschaft desselben ist, daß die Arbeitsspindel und das Lager von Mantel- beziehungsweise Bundschleifmaschinen des bekannten Typs bei unveränderten Steifheitsund Genauigkeits'charakteristiken nach unwesentlicher Abwandlung zum Schleifen von vieleckförmigen Werkstücken mit Erfolg verwendet werden können.

Im folgenden werden die in Figur 22 nur symbolisch gezeigte Korrigiervorrichtung 35 und.deren Aufgabe beschrieben.

Das Korrigieren ist deswegen notwendig, weil, wie es schon in Verbindung mit den Figuren 19» 20 und 21 erwähnt wurde, die bei der gleichmäßigen Drehbewegung und der gleichmäßigen fortschreitenden Kreisbewegung (Planetenbewegung) ausgebildeten Profile in geringem Maße vom Durchmesser der Schleifscheibe abhängen. Da die bearbeiteten Profile Funktionen der Materialabhebungsfläche und der Bewegungen der Bearbeitung darstellen, müssen zur Beseitigung der Profiländerung entweder die Materialabhebungsfläche oder die Bewegungen geändert werden beziehungsweise in das System neue Bewegungen eingebracht werden.

Ein Beispiel für die entsprechende Änderung der Materialabhebungsflächen ist das mit den Stirnflächen von topfförmigen Schleifscheiben durchgeführte Schleifen, bei welchem der Krümmungsradius der Schleiffläche, das heißt

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der Stirnfläche, unendlich, ist und auch, während der Schleif vorgänge unverändert bleibt. Diese Lösung ist in der Praxis nicht immer anwendbar, da solche Schleifscheiben in der Regel"große Abmessungen haben und für Schleifscheiben mit so großen Abmessungen nicht immer genügend Platz vorgesehen werden kann, ohne an der ganzen Schleifmaschine wesentliche Änderungen vorzunehmen·

Die Änderungen an den Bewegungen beziehungsweise das Einbringen von neuen Bewegungen in das System ergeben im allgemeinen eine bessere Lösung als die vorher beschriebene Lösung. Zur Verwirklichung der neuen Bewegungen kann zu den Grundzwangskräften der Befestigung des Werkzeuges und des Werkstückes eine neue Zwangskraft aufgenommen werden, beispielsweise in der Weise, daß zum Mantel- beziehungsweise Rundschleifen eine herkömmliche Schleifscheibe verwendet wird und entweder das Werkstück oder das Werkzeug in einer zur Drehachse parallelen Ebene senkrecht zur Drehachse geradlinig bewegt wird. Durch diese Bewegung kann bei Schleifscheiben mit beliebigen Durchmessern die Schleifscheibe mit unendlichem Radius ersetzt werden.

In ähnlicher Weise können an Stelle der Schleifscheibe mit großem Radius auch Pendelbewegungen treten.

Die Erhöhung der Zahl der Grundzwangskräfte erhöht jedoch die Elastizität des Werkzeug-Werkstück-Systemes und außerdem sind die sich bewegenden Massen groß, weswegen das Werkstück nicht mit der erforderlichen Genauigkeit gefertigt werden kann.

Auf Grund des Obigen ist es also die zweckmäßigste Lösung, die Grundzwangskräfte unverändert zu lassen und die Aufgabe durch in der kinematischen Kette verwirklichte

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Änderungen zu lösen. Hierzu wird das in der der I¹XgUr 22 zu entnehmenden schematischen kinematischen Darstellung gezeigte einfache sehr steife beziehungsweise starre Grundzwangskraft system angewandt und in dieses durch die Korrigiervorrichtung 35 die zur Beseitigung der Profiländerung erforderlichen Hilfsbewegungen eingeführt.

Zur Bestimmung der Art der notwendigen Hilfsbewegungen dienen die in den Figuren 23 und 24 gezeigten Prinzipvarianten. In den Figuren 23 und 24 wird jede relative Bewegung auf die Schleifscheibe mit dem Ziele, die Ausbildung des Profiles am stehenden Profil vorzuführen, übertragen. Die Schleifscheibe führt um ihre Achse 41 eine Drehung mit der Winkelgeschwindigkeit WL· aus," welche Drehung im wesentlichen die Schleifdrehung ist. Außerdem dreht sich das Werkstück 1 um seine Achse 2 mit der Winkelgeschwindigkeit (O^ . Die Achse 41 der Schleifscheibe führt auch eine fortschreitende Kreisbewegung mit der Winkelgeschwindigkeit <^>2 u*⁰- die Achse 42 aus. In Figur 23 ist zu sehen, daß die Achse 41 der Schleifscheibe beim Schleifen des Punktes P^, zur Achse 2 am nächsten und beim Schleifen des Punktes P₂ von dieser am weitesten entfernt ist. Der Unterschied der nächsten und weitesten Stellungen (auf der Länge der von der Achse 2 ausgehenden Radien gemessen) ist 2e. In Figur 24 ist·die Schleifscheibe in derjenigen Stellung, in welcher sie den zwischen den Punkten P^. und Pp liegenden Übergangsprofilabschnitt in der Mitte schleift, dargestellt. Dann ist der die Achsen 41 und 42 verbindende Radius beziehungsweise die betreffende Gerade zum die Achsen 2 und 42 verbindenden Radius senkrecht. Wenn es erwünscht ist, zu erreichen, daß die Schleifscheibe in das beispielsweise gedrehte Profil a nicht einschneidet, dann muß die Achse 41 der Schleifscheibe radial in geringem Maße vom Werkstück 1 entfernt werden, das heißt die Achse 41 in der Geschwindigkeitsrichtung ν (Richtung 2—41) entfernt

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werden. Da die Achse 41 schon eine Bewegungskomponente in der v-Richtung hat (infolge ihrer Drehung um die Achse 42 mit der Winkelgeschwindigkeit ω₂), reicht es aus, wenn die Größe von ν erhöht wird. Zu dieser Geschwindigkeitserhöhung muß unter den Grundzwangskräften der Bearbeitung keine neue Zwangskraft eingebracht werden, es ist vielmehr nur die Größe der Winkelgeschwindigkeit tOp um die Achse 4-2 (als Grundzwang) zu erhöhen. Da das Maß des Entfernens der Schleifscheibe Ί bis 2 Zehntelmillimeter ist, während der Radius zwischen den Achsen 4-1 und 42 2 bis 5 Dim beträgt, ist die Zunahme des Radiusvektors der Zunahme des Verdrehung swinke Is beziehungsweise Schwenkwinkels etwa linear proportional (bei kleinen Winkeln ist oc ^ tgtx).

Beim Schleifen im Abschnitt zwischen den Punkten P^, und

P₂ ändert sich «₂ gemäß ^₂ ⁼ ^const ⁺ ^^ω2 * 2 P^l gleich 0, von hier nimmt es stetig zu, nach Erreichung eines Maximalwertes nimmt es ständig ab, danach ist es bei P₂ wieder 0 und ferner ist auch die Summe der durch die Winkel geschwind! gke its änderung zustandegebrachten Winkelverschiebung gleich 0. Die Summe der Erhöhung ist gleich der Summe der Verminderung, das heißt

t t_o

J Δω₂ dt = Δ* = j ^AcO₂ dt ,

t^j = Zeit des Anschleifens des Punktes P_x, ,

t₂ = Zeit des Anschleifens des Punktes P₂ und

t = Zeit des Wechsels von der Winkelgeschwindigkeitserhöhung zur Winke!geschwindigkeitsVerminderung

darstellen.

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Der größte Wert der Summe Δο( der durch die Winkelgeschwindigkeitsänderung zustandegebrachten Winke!verschiebung ist in Abhängigkeit- von den SchleifSteindurchmesseränderungen, deren Beseitigung'erwünscht ist, verschieden. Der größte Wert von Aoi ist dann klein, wenn das mit einem mittleren Schleifscheibendurchmesser ohne Korrektur gefertigte Profil uls Grundprofil anzusehen ist, das heißt auch diejenigen Profile, welche von einer Schleifscheibe mit anderem Durchmesser geschliffen werden, zu diesem korrigiert werden. Größer ist der Wert von Δοί dann, wenn das mit einer Schleifscheibe von unendlichem Radius oder dem Radius O durch Drehen gefertigte Profil als Grundprofil anzusehen ist und die mit Schleifscheiben von irgendeinem Durchmesser geschliffenen Flächen zu diesem korrigiert werden. Noch größer ist der Wert von Δ&( dann, wenn jede von einer sich anpassenden vieleckförmigen Bohrung und äußeren Mantelfläche durch Schleifen gefertigt wird. So hängt jede dieser Flächen vom Durchmesser der bearbeitenden Schleifscheibe ab und es ist die Korrektur der Wirkung des Durchmessers der beiden Schleifscheiben bei der Fertigung der einen Fläche erwünscht.

Beim durch Anwendung des Korrigierens durchgeführten Schleifen kann im Falle von Punkten P^ und Pp von festgelegter Stellung eine an eine gestreckte Hypozykloide angenäherte, von dieser jedoch radial im Bereich von wenigen Zehntelmillimetern stufenlos einstellbare stetige Kurvenschar geschliffen werden, wobei die Art dieser Kurvenschar derjenigen der Figur 21 ähnlich ist.

Zur Erzeugung dieser Kurvenschar beziehungsweise von -irgendeiner Einzelkurve derselben können solche Korrigiervor·»- richtungen verwendet werden, bei welchen im Bereich zwischen den Punkten.P. und Pp die radialen Maße bei jedem beliebigen Punkt um Werte von wenigen Zehntelmillimetern stufenlos genau

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verstellt werden können und im Falle jeder beliebigen Einstellung die geschliffene Kurve als stetige Kurve in die Punkte P^, und Pp einmündet.

Zum Korrigieren des Übergangsabschnittes zwischen den Punkten P^ und Pg können im Falle von kleinem Δ<χ auch solche Korrigiervorrichtungen verwendet werden, mit welchen nur an einem charakteristischen Punkt des Übergangsabschnittes, beispielsweise am Punkt P-. der Mittelstellung, das radiale Maß genau eingestellt wird und bei jeder beliebigen Stellung die geschliffene Kurve als stetige Kurve in die Punkte P^, und Pp einmündet. Im Falle der Anwendung einer solchen Korrigiervorrichtung werden also außer den Punkten P_x, und Pp auch die Punkte P, mit der vorgeschriebenen Radialstellung erzeugt und an den anderen Punkten des Übergangsabschnittes haben die Abweichungen Werte vor nur wenigen ni,- so daß die so gefertigten Profile den normalen Schleifaufgaben in jeder Hinsicht entsprechen. Dessenungeachtet werden bei den Ausführungsformen der Korrigiervorrichtungen im allgemeinen universell einstellbare Ausführungen von Vorrichtungen beziehungsweise Mechanismen beschrieben.

Vom Gesichtspunkt des Antriebes und der Anordnung der Korrigiervorrichtung muß die Wiederholungsperiode des Korrigierens bekannt sein. Vom Gesichtspunkt des Korrigierens bilden im allgemeinen Fall die irgendeinem Winkel des Vieleckes zugehörigen zwei Übergangsabschnitte (Anlauf- und Ablaufabschnitte) eine Wiederholungsperiode. Zu jedem Winkel des Profiles gehört eine Drehung der Hauptspindel 27 der Figur 22.'Da die Periodenzahl des Korrigierens mit der Periodenzahl des Vieleckes übereinstimmt, muß die Korrigiervorrichtung durch eine solche Achse, deren Drehung mit der der Hauptspindel 27 übereinstimmt, angetrieben werden. So stimmt bei der Ausführungsform nach Figur 22 die Drehzahl der die Korrigiervorrichtung 35 antreibenden Achse 34- mit

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der Drehzahl der Hauptspindel 27 überein, wobei durch die Zahnräder 31, 30 eine Übersetzung von 1 : 1 verwirklicht ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäß'en Verfahrens sind verschiedenartige Korrigiervorrichtungsausführungen, von welchen im folgenden einige vorteilhafte beschrieben werden, möglich. Diese vorteilhaften Ausführungsformen können im in Figur 22 schematisch dargestellten Grundsystem verwendet werden.

Bei der in Figur 26 schematisch dargestellten Ausführungsform wird die Mitnehmervorrichtung 29 von Zahnrädern 36," 37 beziehungsweise 43, 44 angetrieben. Die Zahnräder 36 und 43 werden von einer Rohrachse 45 gedreht. Die die Spitze unmittelbar haltende Hauptspindel 27 wird von der Achse 34 durch das aus den Zahnrädern 3I» 30 bestehende Zahnradpaar angetrieben. Ihnlich der in Figur 22 gezeigten Ausführung wird auch die exzentrische Spitze des Reitstockes, welche in Figur 26 nicht zu sehen ist, von der Achse 34- angetrieben.

Zwischen die die Mitnehmervorrichtung 29 antreibende Rohrachse 45 und die Hauptspindel 27 antreibende Achse 3^ werden durch eine Korrigiervorrichtung Hilfsbewegungen von geringem Maße eingebracht. In einer an der Rohrachse 45 befestigten Scheibe 46 ist ein'kleiner Exzenter 47 gelagert. Das eine Ende des Exzenters 47 ist durch eine Kulissen- oder Gelenkkupplung mit einer Scheibe 48 verbunden. Von der ' Scheibe 48 wird der Antrieb durch eine Klauenkupplung 49 auf die Achse 34 übertragen. Ein am anderen Ende des Exzenters befestigter Arm 50 liegt an einem nicht drehbaren Korrigierkörper 51

Die zur Achse senkrechten Schnitte des Korrigierkörpers 51 sind zur Verwirklichung einer Korrigieraufgabe

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in der Weise erzeugt worden, daß durch axiale Verschiebung des Korrigierkörpers 51 der Grad des Korrigierens zunimmt. Zur Veränderung des Korrigierens wird der Korrigierkörper 51 mittels einer Spindel 52 verschoben. Bei Veränderung der Vieleckzahl der Vielecke werden die Übersetzungen zwischen der Mitnehmervorrichtung 29 und der die exzentrische Spitze 25 haltenden Hauptspindel 27, welche in Figur 26 durch die verschiebbaren Zahnräder 36, 43 versinnbildlicht sind, verändert.

Im Falle des Schleifens einer zylindrischen Fläche wird das Drehen der exzentrischen Spitze 25 abgestellt, was durch Verschieben der Klauenkupplung 49 nach links erreicht wird. In der kinematischen Kette zwischen der Mitnehmervorrichtung 29 und der Hauptspindel 27 können mehrere Achsen sein.

In der Ausführungsform der Figur 27 sind in die kinematische Kette des Vieleckantriebes Achsen 54, 55 und 34 eingebaut. Die zwischen diesen angeordneten Zahnradgetriebeeinheiten 56 und 57 sind durch Pfeile versinnbildlicht. Die Korrigiervorrichtung 35 ist zwischen die als Rohrachse ausgebildete Achse 55 und die Achse 34 eingebaut. Von der Achse 34 wird die Hauptspindel 27 durch Zahnräder 31, 30 mit einer übersetzung von 1 : 1 angetrieben.

Eine weitere Ausführungsform der Korrigiervorrichtung ist in den Figuren 28 und 29 dargestellt. An einer an die~als Rohr ausgebildete Achse 55 befestigten Scheibe 58 ist ein um einen Zapfen 59 schwenkbarer Arm 60 gelagert. Am einen Ende des Armes 60 ist ein Fühler 61 befestigt, welcher an der Innenfläche eines dünnwandigen deformierbaren Ringes 62 anliegt. Voneinander um 180° entfernte gegenüberliegende Punkte 63, 64 des Ringes 62 sind an starre beziehungsweise steife ortsfeste Anschläge auf demselben Radius befestigt. Diese Punkte entsprechen den nicht zu korrigierenden Viel-

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eckflächenpunkten mit dem größten und kleinsten Radius. Die radialen Stellungen der anderen Punkte des Ringes 62 werden mittels in der rundl auf enden T-Rille des Ringes 62' in eine beliebige Winkelstellung verschiebbarer Schuhe 65 eingestellt, welche relativ zu in der rundlaufenden Rille eines ortsfesten starren beziehungsweise steifen Ringes 66 verschiebbaren Schuhen 67 durch Schrauben 68 radial bewegt werden. In Abhängigkeit von der Deformation des Ringes 62 führt der Arm 60 während seines Umlaufes eine geringgradige Kippbewegung aus.

Die am Arm 60 befindliche Anschlagfläche überträgt sowohl die kontinuierliche Drehbewegung als auch die vom Kippen herrührende Hilfsbewegung auf einen an der an die Achse 34 befestigten Scheibe 69 eingestellten Anschlag 70· Der Anschlag 70 ist durch Drehen einer Gewindespindel 71 radial verstellbar und dadurch wird das Korrigieren nach dem durch Deformieren erfolgenden einmaligen Einstellen des Ringes 62-durch Hilfsbewegungen derselben Art, jedoch von verschiedener Größe, also durch Änderung der Armübersetzungsverhältnisse verwirklicht.

In der in den Figuren 30 und 31 schematisch dargestellten Ausführungsform sind in die kinematische Kette zwischen der Mitnehmervorrichtung 29 und der Hauptspindel 27 Achsen 34, 53» 54 und 72 eingebaut. Die Verbindung zwischen den Achsen 72 und 34 wird durch ein aus schrägverzahnten Zahnrädern 73, 74 bestehendes Zahnradpaar, von welchen Zahnrädern das Zahnrad 74 axial beweglich ist, bewerkstelligt. Das Zahnrad 74 wird durch eine Feder 75 mittels eines Stützlagers 761 einer Schubstange 77 und einer Rolle 78 an einen Ring 79 gedrückt. Der Ring 79 ist an eine Scheibe 80 sich stützend mit Schrauben 81 durch Schuhe 82 axial deformierbar. Zwei zueinander in einer Stellung von 180° befindliche gegenüberliegende Punkte des Ringes 79 sind an Anschlägen 83

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in gleicher Axialst ellung "befestigt. Diese Punkte entsprechen den nicht zu korrigierenden Vieleckflächenpunkten mit dem größten und kleinsten Radius. In Abhängigkeit.von der Axialeinstellung der anderen Punkte des Ringes 79 führt das schrägverzahnte Zahnrad 74 während seiner Drehung eine geringgradige periodische axiale Pendelbeitfegung aus, welche infolge·der Zahnschräge die zum Korrigieren erforderliche Winkelgeschwindigkeitsänderung zustandebringt.

Zur Bewerkstelligung der Korrigierbewegung können in der kinematischen Kette zwischen dem Werkstiickmitnehmer und der Hauptspindel auch andere "Vorrichtungen mit zwei Freiheitsgraden angewandt werden. In Figur 32 ist eine Ilorrigiervorrichtung mit einem Pendelgetriebe von einem ähnlichen Aufbau wie ein Planetengetriebe dargestellt. In die kinematische Kette zwischen der Mitnehmervorrichtung 29 und der Hauptspindel 27 sind Achsen 34, 53, 54, 72, 55 und 84 eingebaut. Die Achse 84 ist in einem um die Achse 34 schwenkbar gelagerten Kippgehäuse 85 gelagert. Das Gehäuse 85 erhält seine Kippbewegung durch eine Rolle 86 und einen Arm 87 von einem Korrigierkörper 88. Die am Korrigierkörper 88 einmal eingestellte beziehungsweise hergerichtete Korrektur irgendwelcher Art kann durch Einstellen der Drehachse 89 des Armes in verschiedener Größe auf die kinematische Kette übertragen werden.

Die erfolgreiche Anwendung der erfindungsgemäßen Schleifmaschine wird durch die Ausführung, die Art und Weise des Einspannens und die Einstell- beziehungsweise Versteilmöglichkeit der Spitzen 25 in hohem Maße beeinflußt. Auch von der in Figur 9 dargestellten Ausführung abweichende andere Ausführungen führen zu einem guten .Ergebnis.

Einstellbare Spitzen können beispielsweise einfach auch durch in einen radialen kleinen Support, das heißt Schlitten, eingebaute in verschiedene Sadialstellungen einstellbare

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und in den eingestellten Stellungen festlegbare Spitzen ausgeführt sein. Eine auch zu einer automatischen Exzentri~ zitätseinstellung gut verwendbare besondere Ausführung ist in Figur 33 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform ist in einem an ein Ende der Hauptspindel 27 befestigten Eörper 90 eine mit der Achsenlinie der Hauptspindel 27 einen Winkel bildende Bohrung 91 ausgebildet und die Spitze 25 mit zylindrischem Schaft in dieser geführt. Die Spitze 25 wird durch eine axial bewegliche Schubstange 92 eingestellt. Die Exzentrizität der Spitze 25 ist durch Einstellung der Schubstange 92 in Richtung des Pfeiles 93 veränderbar. Die Einstellung der Spitze 25 kann mittels eines Stützlagers in vielerlei Weise durchgeführt werden.

■ Die erfindungsgemäße Schleifmaschine ist nicht auf die Ausbildung der Teile der geschilderten Ausführungsformen beschränkt. Der Ersatz derselben durch ähnlich arbeitende und wirkende, jedoch anders ausgeführte Teile beziehungsweise Vorrichtungsteile ist durch die Erfindung umfaßt. So können beispielsweise die Korrigiervorrichtungen in die kinematische Kette an von den angegebenen Stellen abweichenden Stellen eingebaut werden und die die exzentrische Spitze im Reitstock haltende Hülse kann- an Stelle einer Feder axial in anderer Weise, zum Beispiel hydraulisch, gespannt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann außer der geschilderten Bearbeitungsart, dem Schleifen, auch zur Verrichtung anderer Bearbeitungsarten, beispielsweise von verschiedenen Fräsarbeitsgängen, angewandt werden.

Patentansprüche 409847/031 0

Claims (16)

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1.) Verfahren zur-Bearbeitung von vieleckförmigen Werkstücken, durch welches die äußeren Mantelflächen .und inneren Lochflächen von von Ifäherungszykloidbögen und -kreisbögen begrenzten Vieleckformkörpern mit einer verschiedenen Zahl von Seiten und verschiedenen Maßen mit einer den üblichen Anpassungsvorschriften entsprechenden Maßgenauigkeit und Formtreue und einer mit Schleif- und Fräsarbeitsgängen üblicherweise erzielbaren Oberflächenqualität bearbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu schleifende Werkstück um seine zur Achse einer sich um eine ortsfeste oder eine Hin- und Herbewegung ausführende Achse drehenden Schleifscheibe beziehungsweise eines entsprechenden Schleifringes parallele eigene Achse dreht und gleichzeitig die Achse des Werkstückes längs einer um eine mit der vorgenannten Achse parallele Achse angeordneten Zylindermantelbahn praktisch, mit einer Drehzahl, welche das Produkt der Multiplikation der Drehzahl der Drehung des Werkstückes um seine eigene Achse mit der Vieleckzahl ist, dreht und das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der genannten zwei Grundbewegungen periodisch ändert.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Bearbeitung der Innenflächen die Achse der die Bearbeitung ausführenden um ihre Achse sich drehenden Innenschleifscheibe zusammen mit einem um die Achse der die Außenfläche bearbeitenden Schleifscheibe beziehungsweise des entsprechenden Schleifringes hin- und herbewegend um einen Winkel geschwenkten oder eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführenden Arm bewegt und den Abstand der

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zur ortsfesten Achse der die Bearbeitung des Außenmantels ausführenden Schleifscheibe beziehungsweise des entsprechenden Schleifringes am nächsten beziehungsweise von ihr am weitesten entfernt liegenden Umfangspunkte der Innenschleifscheibe von dieser Achse gleich dem Radius der Bearbeitungsfläche der die Außenmantelfläche bearbeitenden Schleifscheibe beziehungsweise des entsprechenden Schleifringes hält.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Bearbeitung jeder Seite des vieleckförmigen Werkstückes in beiden Halbperioden vom Beginn jeder Halbperiode die Winkelgeschwindigkeit der fortschreitenden Kreisbewegung des Werkstückes stetig bis zu einem Höchstwert ändert, worauf man durch Änderung des Vorzeichens der Winkelgeschwindigkeitsänderung bis zum Ende der Halbperiode die von der Winkelgeschwindigkeitsänderung herrührende Winkelveränderung stetig aufhebt.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man während der Bearbeitung das Werkstück um · seine eigene Achse und die Werkstückachse längs der Zylindermantelbahn in derselben Richtung dreht.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man während der Bearbeitung das Werkstück um seine eigene Achse und die Werkstückachse längs der Zylindermantelbahn in entgegengesetzter Richtung dreht.

6.) Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens" nach. Anspruch 1 bis 5» gekennzeichnet durch eine um eine zur Achse (9) eines um eine ortsfeste Achse drehbaren Werkzeuges, vorzugsweise einer solchen Schleifscheibe (4) beziehungsweise eines solchen Schleif-

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ringes (10), parallele Achse drehbare Hauptspindel (27), eine zur Hauptspindel (27) parallele, mit ihr synchron drehbare und axial einstellbare Reitstockspindel (28), je eine auswechselbare Spitze mit konstanter Exzentrizität oder ge eine Spitze mit verstellbarer Exzentrizität (25, 26) in der Hauptspindel (27) und der Seitstockspindel (28) _s eine das zwischen die Spitzen (25» 26) eingespannte Werkstück (1) mitnehmende Mitnehmervorrichtung (29)» ein eine starre Drehverbindung beziehungsweise Drehzwangsverbindung mit einem mit der Zahl der Seiten des Werkstückes (1) beziehungsweise seiner Winkel gleichen Übersetzungsverhältnis ergebendes Getriebe zwischen der Mitnehmervorrichtung (29) und der Hauptspindel (27) und eine in der kinematischen Kette des Getriebes befindliche und in den den 'Vieleckseiten zugehörigen Perioden der fortschreitenden Kreisbewegung die Winkelgeschwindigkeit periodisch ändernde Korrigiervorrichtung (35)«

7·) Schleifmaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen ein die Innenflächen bearbeitendes um seine Achse drehbares Werkzeug, vorzugsweise eine solche Innenschleifscheibe (5)» längs einer bestimmten Bogenlänge in hin- und hergehender Pendelbewegung haltenden Bauteil, einen in diesem Bauteil befindlichen um die Achse (9) des die Außenfläche des Werkstückes (1) bearbeitenden Werkzeuges j vorzugsweise einer solchen Schleifscheibe (4) oder eines solchen Schleifringes (10), schwenkbaren Arm (8), einen am Arm (8) in dessen Längsrichtung frei verschiebbaren Support und einen um sein in der Achse (3) der durch die Achse (2) des Werkstückes (1) beschriebenen Zylindermantelbahn liegendes Ende drehbaren und an seinem anderen Ende an den Support um dessen Mittelpunkt (7) schwenkbar befestigten zweiten Arm (6)*

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8.) Schleifmaschine nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß der das die Innenflächen "bearbeitende um seine Achse drehbare Werkzeug, vorzugsweise eine solche Innenschleifscheibe (5)j längs einer bestimmten Länge eines Bogens mit unendlichem Eadius beziehungsweise einer bestimmten geraden Länge in hin- und hergehender Pendelbewegung haltende Bauteil einen zur durch das die Außenfläche des Werkstückes (1) bearbeitende Werkzeug, vorzugsweise einen solchen Topfstein, eine solche Schleifscheibe (4) oder einen solchen Schleifring (10), umhüllten Ebene parallelen und senkrecht zur Achse (2) des Werkstückes (1) verschiebbaren Arm (8) aufweist, am Arm (8) ein in dessen Sichtung frei verschiebbarer und"um seinen Mittelpunkt (7) einen gelenkig schwenkbaren weiteren Arm (6) haltender Support angeordnet ist und der zweite Arm (6) um sein in der Achse ($) der durch die Achse (2) des Werkstückes (1) beschriebenen Zylindermantelbahn liegendes anderes Ende drehbar ist.

9.) Schleifmaschine nach Anspruch 6 oder 7i dadurch gekennzeichnet, daß der die die Innenflächen bearbeitende Innenschleifscheibe (5) längs einer bestimmten Bogenlänge in hin-- und hergehender Pendelbewegung haltende Bauteil zwei an die Achse, vorzugsweise Schleifspindel (18), des die Außenflächen bearbeitenden Werkzeuges zueinander parallel befestigte Gabeln (14, 15 ) aufweist, wobei außerdem ein in die Rille der einen Gabel (15) hinein sich erstreckender und in der Hülse des Eeitstockes (17) exzentrisch befestigter Dorn (16) sowie ferner eine in der Rille, der anderen Gabel (14) verschiebbare und die die Innenflächen des Werkstückes (1) bearbeitende Innenschleifscheibe (5) haltende Spindel vorgesehen sind.

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10·) Schleifmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 9» gekennzeichnet durch eine die die Innenschleifscheibe (5) haltende Spindel in der Längsrichtung der Rille der Gabel (14-) bewegende Gewindespindel (19) und einen damit in Eingriff stehenden Gewindeformkörper.

11.) Schleifmaschine nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im die starre Drehverbindung zwischen der Mitnehmervorrichtung (29) und der exzentrischen Spitze (25) herbeiführenden Getriebe eine die Zwangsverbindung unterbrechende Klauenkupplung (49) ist.

12.) Schleifmaschine nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im die starre Drehverbindung zwischen der Mitnehmervorrichtung (29) und der exzentrischen Spitze (25) herbeiführenden Getriebe befindliche Korrigiervorrichtung (35) einen in einer Scheibe (46) gelagerten Exzenter (47) aufweist, wobei das eine Ende des Exzenters (47) in die Vertiefung einer an eine auf die die Spitze (25) haltende Hauptspindel (27) durch Zahnräder (30, 31) die Drehung übertragende Achse (3^·) mitlaufend befestigten Scheibe (48) hineinreicht und der Exzenter (47) an seinem anderen Ende einen mit der Fläche eines Korrigierkörpers (51) ständig in Berührung stehenden Arm (50) hat, sowie eine im im Korrigierkörper (51) befindlichen Muttergewinde drehbare und durch ihre Dre.hung den Korrigierkörper (51) in. der Längsrichtung einer die Scheibe (46), in welcher der Exzenter (47) gelagert ist, haltenden Rohrachse (45) verschiebende Gewindespindel (52) hat.

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13«) Schleifmaschine nach. Anspruch 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrigiervorrichtung (35) einen gegenüber einem mit einer die gleiche Drehzahl wie die die exzentrische Spitze (25) haltende Haupt- ■ spindel (27) aufweisenden Achse (54) konzentrischen starren Ring (66) mittels Schrauben (68) durch in eine beliebige Winkelstellung einstellbare Schuhe (65) radial deformierbaren Ring (62) aufweist, in der Öffnung des Ringes (62) eine an eine rohrförmig ausgebildete Achse (55) mit dieser mitlaufend befestigte Scheibe (58) hat, einen um den in der Scheibe gelagerten Zapfen (59) schwenkbaren Arm (60) aufweist, am einen Ende des Armes (60) einen mittels einer Feder "ständig gegen die Fläche der öffnung des Ringes (62) gedrückten Fühler (61) hat sowie ferner einen vom anderen Ende des Armes (60) vorragenden und an einen an einer mit der Achse (34) mitlaufenden Scheibe (69) mit einer Gewindespindel (71) einstellbaren Anschlag (70) anliegenden Armteil hat.

14.) Schleifmaschine nach Anspruch -6 bis 13, '. , dadurch gekennzeichnet, daß die Korrigiervorrichtung (35) eift auf der auf die die exzentrische Spitze (25) haltende Hauptspindel (27) die Drehung übertragenden Achse (34) mittels einer Feder (75) in Richtung der Nabe gespanntes und auf der Achse (34) verschiebbar und mitlaufend gelagertes schrägverzahntes Zahnrad (74) aufweist, ein in dieses Zahnrad (74) eingreifendes ebenfalls schrägverzahntes Antriebsritzel (73) hat, eine an der der Feder (75) abgewandten Seite des auf der Achse (34) verschiebbaren Zahnrades (74) mit diesem mittels eines 'Stützlagers (76) in Anlage befindliche und im. Hauptspindelstockgußstück geführte Schubstange (77) aufweist sowie einen an eine

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an die Achse (34-) mit dieser mitlaufend befestigte Scheibe (80) an zwei gegenüberliegenden Punkten starr befestigen, an seinen anderen Punkten durch gegenüber der Scheibe (80) mit Schrauben (81) in beliebige Winkelstellungen einstellbare Schuhe (82) axial deformierbaren und unter ständiger Berührung mit einer in der· Schubstange (7-7) gelagerten Rolle (78) als Bewegungsbahn der Rolle (78) ausgebildeten Ring (79) hat.

15·) Schleifmaschine nach Anspruch 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die im die Drehungsverbindung zwischen der die exzentrische Spitze (25) haltenden Hauptspindel (27) und das Werkstück (1) mitnehmenden Mitnehmervorrichtung (29) herbeiführenden Getriebe befindliche Korrigiervorrichtung (55) zwischen der mit gleicher Drehung wie die Hauptspindel (27) laufenden Achse (3^O und der mit ihr konzentrisch als Rohr ausgebildeten Achse (55) ein um die Achse (34) kippbar ausgebildetes Planetengetriebe hat, eine um eine vom Planetengetriebegehäuse (85) vorragende Achse drehbare Rolle (86) aufweist sowie einen mit seinem einen Ende an der Rolle (86) anliegenden und mit seinem anderen Ende an einem an die Achse (34-) mit dieser mitlaufend befestigten Eorrigierkörper (88) anliegenden Arm (87) mit einstellbarer Drehachse (89) hat.

16.) Schleifmaschine nach Anspruch 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in einem an das Ende der Hauptspindel (27) befestigten Körper (90) ausgebildete schräge Bohrung (91), in welcher eine Spitze (25) mit zylindrischem Schaft gelagert ist, und eine sich an das

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innere Ende des Schaftes der Spitze (25)" anschließende und in der Axialrichtung der Hauptspindel (27) bewegliche Schubstange (92) hat.

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