DE2436815A1

DE2436815A1 - Verfahren und vorrichtung zum profilschleifen geschlossener kurvenflaechen

Info

Publication number: DE2436815A1
Application number: DE2436815A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Nagashima
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1974-07-31
Publication date: 1975-02-20
Also published as: US3943665A; DE2462378C3; DE2462378A1; DE2436815C3; DE2462378B2; DE2436815B2

Description

Pcrtsniernwölit

. Wilhelm ßeichel
B Wotffftmff ßsichei

7969

TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokyo-To, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Profilschleifen geschlossener Kurvenflächen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche, die die innere Kurvenfläche eines Gehäuses einer Drehkolbenmaschine bildet, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei dem ein Arbeitstisch, der ein Werkstück, z.B. ein Motorgehäuse trägt, mittels eines Nockens, der ein der auszuarbeitenden Trochoid-Kurvenfläche entsprechendes Profil aufweist und einer massiven Rolle gesteuert wird, die mit dem Nocken zusammenwirkt. Die für den Schleifvorgang erfordern-= ehe Drehbewegung und Umdrehungen werden auf den Arbeitstisch übertragen und das Werkstück wird geschliffen, während die Achse der Schleifscheibe in einer ganz bestimmten Position gehalten wird.

Obwohl schon verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche bekannt geworden sind, die die innere Kurvenfläche des Gehäuses einer Drehkolbenmaschine bildet, ist die vorliegende Erfindung auf ein Ver-

. 509 80 8 /03A5

fahren und eine Vorrichtung von der Art gerichtet, bei der ein Nocken verwendet wird, der ein der auszuarbeitenden Trochoid-Kurvenfläche entsprechendes Profil aufweist, und die Lage bzw. Stellung eines Arbeitstisches, auf dem ein Rotor-Gehäuse oder ein Werkstück befestigt ist,wird durch das Zusammenwirken des Nockens und einer Rolle gesteuert, wobei das Werkstück geschliffen wird.

Ein Beispiel von bekannten Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks unter Verwendung eines Nockens wird zunächst unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein nach unten ragender Führungs- oder Hauptnocken MC mit einem inneren Führungs- oder Hauptprofil M versehen, das die gleiche Profilform wie die zu bearbeitende innere Kurvenfläche aufweist, und ein äußeres Antriebs- oder Steuerprofil N, das durch eine Hüllkurve gebildet ist, die in gleichem Abstand in radialer Richtung vom inneren Hauptprofil M angeordnet ist, ist an der Unterseite eines Arbeitstisches T vorgesehen, der ein Rotor-Gehäuse einer Drehkolbenmaschine trägt, das z.B. das Werkstück bildet, und auf einem ortsfesten Teil der Maschine (nicht gezeigt) sind eine Haupt- oder Führungsrolle MR, die gegen das Führungsprofil M des Führungsnockens MC gedrückt wird und eine Antriebsrolle DR gelagert, die gegen das Steuerprofil N gedruckt wird, wobei der Führungsnocken MC zwischen der Antriebsrolle DR und der Führungsrolle MR eingeklemmt ist. Wenn die Antriebsrolle DR durch eine Antriebsvorrichtung , z.B. einem nicht gezeigten Elektromotor, betätigt wird, wird der Arbeitstisch T gedreht, und zwar aufgrund der Berührung zwischen dem Steuerprofil N und der Antriebsrolle DR, so daß das auf dem Tisch T befestigte Werkstück durch eine nicht gezeigte Schleifscheibe in einer Art und Weise bearbeitet wird, die noch beschrieben wird. Eine Neben-Führungsnut SC ist am Umfang des Führungsnockens MC ausgebildet, und diese Nut nimmt eine Nebenrolle SR auf, die durch den ortsfesten Teil drehbar abgestützt wird, wodurch die Position des Füh-

509808/0345

rungsnockens MC gesteuert wird. Der Tisch T wird also gedreht, während seine Stellung durch das Zusammenwirken des Führungsnockens MC,und der Rollen so gesteuert wird, daß eine Normallinie zum Führungsprofil M durch den Berührungspunkt E zwischen der Führungsrolle MR und dem Führungsnocken MC verläuft, die stets ausgefluchtet ist auf eine Linie OM-OD, welche den Drehpunkt OM der Führungsrolle MR und den Drehpunkt OD der Antriebsrolle DR verbindet. Ferner ist eine Schleifscheibe G oberhalb des Tisches T so gelagert, daß ihre Achse G* auf der Linie OM-OD liegt und ihr Umfang durch den Berührungspunkt P verläuft? damit die Innenfläche des Werkstücks bearbeitet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine Kurvenfläche zu schleifen, die ein Profil hat, das dan Führungsprofil M entspricht· Dieses Verfahren erfordert jedoch einen Führungsnocken und einen Nebennocken; da die Genauigkeiten dieser Nocken direkt die Arbeitsgenauigkeit beeinflussen, sollten diese Nocken äußerst exakt ausgeführt sein. Nach dem heutigen Stand der Technik ist jedoch die Herstellung von Nocken mil: derartig hohen

Genauigkeiten schwierig. Insbesondere bereitet es große Schwierigkeiten, das Führungsprofil M des Führungsnockens MC und die Neben-Führungsnut SC mit den gewünschten hohen Genauigkeiten herzustellen bzw. fertigzubearbeiten. Da ferner gemäß diesem Verfahren ein Drehmoment auf den Tisch T ausgeübt wird, und zwar durch die Rollberührung zwischen der Antriebsrolle DR und dem Führungsnocken MC, ist es notwendig, wenn das Drehmoment groß gehalten werden soll, den Kontaktdruck entsprechend zu erhöhen und damit die Reibungskraft zwischen der Antriebsrolle DR und dem Antriebs- oder Steuerprofil N. Aus diesem Grund sind die Materialien zur Herstellung des_t Nockens und der Rolle beschränkt durch physikalische Eigenschaften der Materialien, wie z.B. Reibeigenschaft, Materialermüdung, Materialfestigkeit usw. Um den Kontaktdruck zu verringern ist es notwendig, die Nockenoder Rollengröße zu erhöhen oder ein spezielles Material einer ganz bestimmten Wärmebehandlung oder Oberflächenbe-

509808/0345

2A36815

handlung zu unterwerfen. Dennoch sind einwandfreie zuverlässige Teile nur schwierig zu erhalten. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden ist die Verwendung einer Kupplungsvorrichtung nötig, die die Antriebskraft von der Antriebsquelle auf den Arbeitstisch übertragen kann, ohne auf das Kraftübertragungssystem mit Rollberührung zurückgreifen zu müssen.

Das obige Verfahren ist zwar vorteilhaft, denn sein Arbeitsprinzip ist einfach und es ist selbst dann, wenn der Durchmesser der Schleifscheibe variiert, noch möglich, edri genaues Schleifprofil herzustellen, indem man lediglich das Ausmaß des Vorschubs der Schleifscheibe entsprechend einstellt. Da die Winkelgeschwindigkeit des Arbeitstisches im positiven oder negativen Sinn in Abhängigkeit von Unregelmäßigkeiten der zu bearbeitenden Kurvenfläche schwankt, ist es gleichwohl unmöglich, den Arbeitstisch mit einer hohen Geschwindigkeit zu drehen, was zur Folge hat, daß der Wirkungsgrad des Schleifvorgangs nicht hoch ist.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche anzugeben bzw. zu schaffen, damit der Arbeitstisch durch nur einen Nocken gesteuert werden kann, dessen Umfang allerdings mit einer hohen Genauigkeit bearbeitet sein muß, um die Arbeitsgenauigkeit zu verbessern.

Es ist ferner beabsichtigt, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche mit einer hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit anzugeben, wobei eine verbesserte Übertragungsvorrichtung zwischen der Antriebsquelle und dem Arbeitstisch verwendet werden soll, und zwar anstelle der Rollberührung zwischen einer Antriebsrolle und dem Nocken.

509808/0345

■ - 5 -

Ferner soll ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche mit einer höheren Geschwindigkeit und größeren Leistungsfähigkeit angegeben werden, wobei die Laufgeschwindigkeit des Schleifpunktes auf einem ganz bestimmten Wert gehalten werden soll.

Die neue Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche soll weiter die Verwendung eines Nockens ermöglichen, der von der Konstruktion her betrachtet ein vorteilhaftes Profil aufweist, und die Vorrichtung soll ferner einen verbesserten Mechanismus zum zwangsläufigen Antreiben des Arbeitstisches enthalten.

Das verbesserte Verfahren und die Vorrichtung sollen ferner das Schleifen einer geschlossenen Kurvenfläche bei hohem Wirkungsgrad und gleichförmiger Schleifgeschwindigkeit ermöglichen.

Die verbesserte Schleifvorrichtung soll in der Lage sein, eine geschlossene Kurvenfläche, beispielsweise eine Trochoid-Kurvenfläche mit einer Schleifscheibe zu bearbeiten, die einen Durchmesser aufweist, der von einem vorbestimmten Standarddurchmesser verschieden ist, um dadurch wiederum zu ermöglichen, daß ein und dieselbe Schleifscheibe zum Grob- und Feinschleifen verwendet werden kann.

Zur Lösung obiger Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Profilschleifen einer geschlossenen Kurvenfläche, bei dem die Stellung eines Arbeitstisches, der ein Werkstück trägt, gesteuert wird von einem Führungsprofil, das der geschlossenen Kurvenfläche entspricht, die.in dem Werkstück auszubilden ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Festhalten der Achse einer Schleifscheibe in einer fixierten Position, Erzeugen einer mechanischen Information durch Zusammenwirken eines Führungsnockens mit einem Umfangsprofil, das dem Profil der geschlossenen Kurvenfläche entspricht

509808/0345

2436515

und eines Führungsnockens, der normalerweise gegen das Umfangsprofil gedruckt wird und Steuern der Stellung des Arbeitstisches in Abhängigkeit von der mechanischen Information.

Für den Fall, daß sich der Durchmesser der Schleifscheibe von einem vorbestimmten Standardwert unterscheidet, wird der Schleifscheibe ein vorbestimmter anfänglicher Vorschub erteilt, der in Abhängigkeit von einer noch zu beschreibenden Gleichung berechnet wird, wodurch Schleifscheiben mit beliebigem Durchmesser verwendet werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Profilschleifen einer Trochoid-Kurvenfläche enthält einen Arbeitstisch zur Aufnahme eines Werkstücks, Vorrichtungen zum Drehen und Verschieben des Arbeitstisches in einer horizontalen Ebene, eine Welle zur Halterung einer Schleifscheibe oberhalb des Arbeitstisches, wobei die Achse dieser Welle auf einer Symmetrieachse in der Kurvenfläche positioniert ist, die durch die Schleifscheibe zu bearbeiten ist, zwei Führungsrollen, die den gleichen Durchmesser aufweisen und durch ein ortsfestes Teil der Vorrichtung an Stellen drehbar abgestützt sind, die symmetrisch in bezug auf die Symmetrieachse liegen, einen Führungsnocken, der gemeinsam mit dem Arbeitstisch bewegbar und um seinen Außenumfang mit zwei geschlossenen Flächen versehen ist, wobei die zwei geschlossenen Kurvenflächen zusammen ein Profil begrenzen, das der Trochoid-Kurvenfläche entspricht, sowie Einrichtungen, die die Führungsrollen gegen die zwei geschlossenen Kurvenflächen des Führungsnockens drücken, wodurch die Bewegungsrichtung des Werkstücks gesteuert wird, und zwar durch das Zusammenwirken des Führungsnockens und der Führungsrollen, um das Werkstück durch die Schleifscheibe zu bearbeiten.

50980 8/03 4

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Profilschleifvorrichtung der Gattung geschaffen, bei der ein ein Werkstück tragender Arbeitstisch gesteuert wird durch das Zusammenwirken eines Führungsnockens, der an seinem Umfang mit einem Profil versehen ist* das der zu schleifenden geschlossenen Kurvenfläche entspricht,' und einer Führungsrolle, bei der ferner eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Arbeitstisch sowohl dreht als auch verschiebt,.was erforderlich ist, um einen SchleifVorgang konstanter Geschwindigkeit zu erzielen. Diese Profilschleifvorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Nocken, der in vertikaler Richtung in bezug auf die Oberseite des Arbeitstisches bewegbar ist, eine Zwischenstange, die durch einen Stößel abgestützt und in Richtung des anfänglichen Vorschubs bewegbar ist, der der Schleifscheibe in horizontaler Richtung erteilt wird, eine vertikale Abstützwelle, eine Einrichtung zur Halterung der gegenüberliegenden Enden der Abstützwelle durch die Zwischenstange, einen Schleifkopf, der durch die Abstützwelle getragen wird und um diese in einer Ebene verschwenkbar ist, die parallel zur Oberseite des Arbeitstisches verläuft, eine Schleif welle, die sich parallel zur Abstützwelle durch den Schleifkopf erstreckt, wobei die Schleifscheibe an der Schleifwelle befestigt ist, eine von dem Schleifkopf getragene Korrekturwelle, zwei Führungs-Kupplungsteile, die mit den gegenüberliegenden Enden der Korrekturwelle zum Antreiben der Enden sowie mit fixierten Wellen zusammenwirken, die durch den Stößel drehbar gehalten sind, wodurch die fixierten Wellen als Antriebsteile für die Führungs-Kupplungsteile wirken, durch einen Korrekturnocken, der an seinem Außenumfang mit einem Korrekturprofil versehen und am Arbeitstisch und dem Führungsnocken befestigt ist, um sich mit diesen zu drehen, eine Andrückrolle, eine Einrichtung, die normalerweise die Andrückrolle gegen das Korrekturprofil des Korrekturnockens drückt, durch eine Einrichtung zum übertragen der Winkelbewegungen der Andrückrolle auf die Führungs-Kupplungsteile, um diese entsprechende Winkelbewegungen ausführen zu lassen und durch eine Einrich-

509808/0345

tung, die der Schleifscheibe einen vorbestimmten anfänglichen Vorschub erteilt, wodurch, wenn eine Schleifscheibe mit einem von einem vorbestimmten Standarddurchmesser abweichenden Durchmesser verwendet wird, die Position der Schleifwelle berichtigt wird in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Arbeitstisches, so daß eine geschlossene Kurvenfläche in dem Werkstück geschliffen wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst eine Trochoid-Kurve erläutert. Eine Epitrochoid-Kurve mit doppelter Erzeugung, wie sie in der Regel als inneres,Profil für das Rotorgehäuse einer Drehkolbenmaschine verwendet wird, kann durch die folgenden Gleichungen dargestellt werden, in denen θ als Parameter benutzt wird.

X=R cos θ + e cos 3 Q

(D

Y=R sin θ + e sin 3 θ

In diesen bedeutet e der Grad der Exzentrizität einer Exzenterwelle, R eine Rotorwelle. Sowohl e als auch R können als konstante Größen betrachtet werden.

Durch Differenzierung der Gleichung (1) in bezug auf θ erhält man:

3 = - R sin θ - 3 e sin θ

(2) 33 = R cos.θ + 3 e cos θ

Setzt man dS = γ (dx)² + (dY)², ergibt sich

33 =Y R² + 9e² + 6 Re cos 2 θ (3)

8/0345

Die Richtungswerte der Tangente zur Trochoidkurve erhält man durch die folgenden Gleichungen:

X Richtung: ff = ^*-***- ^e?--3 β sin 3 θ

V R² + 9 e² + 6 Re cos 2 θ ^Y (4)

Y Richtung: S 4

^aö γΈΓ + 9 e -+ 6 Re cos 2 0.

Das Innenprofil des Rotorgehäuses, das aus einer Hüllkurve besteht, die einen Abstand von der Trochoidkurve hat, die der Gleichung (1) und dem Einhüllradius A entspricht, ist durch die folgenden Gleichungen definiert:

X = R cos 0 + e cos 3Θ + A χ SS^LS.

+ 9e + 6β cos 2 θ

(5) R sin.θ + 3e sin.3 θ

Y=R sin θ + e sin 3Θ + A x

VR + 9e² + 6Re cos 2 θ

Wenn die Kurve nach den Gleichungen (5) durch eine Schleifscheibe mit einem Durchmesser von D_G.geschliffen werden soll, erhält man die Lage des Mittelpunktes der Schleifscheibe durch die folgenden Gleichungen:

/' \JR²+9e^Z +

X = R cos θ + e cos 3 θ ί^S - ^χ ^{R cos θ +} ^ ^cos

yR²+9e² + 6 Re cos 2 θ

sin θ + e sin 3 0 -(^ - A\ χ

+6 Re cos 2 Q

Mit anderen Worten, solange die Lage des Mittelpunktes der Schleifscheibe die Gleichungen (6) erfüllt, schleift die Schleifscheibe eine Kurve nach den,Gleichungen (5). Es wird nun auf das Prinzip der Erfindung Bezug genommen· Gemäß der

509808/03A5

2A36815

vorliegenden Erfindung ist die Position des Mittelpunktes der Schleifscheibe fixiert, wohingegen der Arbeitstisch, auf dem das Rotorgehäuse oder ein Werkstück befestigt ist, bewegt wird und die Lage des Mittelpunktes der Schleifscheibe in bezug auf den Drehtisch so festgelegt ist, daß die Gleichung (6) erfüllt wird. Wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Mittelpunkt G¹ der Schleifscheibe G auf der Hauptachse X der zu bearbeitenden Kurvenfläche positioniert, und zwei Führungsrollen A und B sind in Stellungen positioniert, welche symmetrisch in bezug auf die Hauptachse liegen. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Führungsrollen A und B und dem Mittelpunkt der Schleifscheibe entlang der Hauptachse X ist durch F gekennzeichnet, und die Länge des Abstandes auf der Nebenachse Y ist durch E gekennzeichnet. Während die Mittelpunkts-Positionen der Führungsrollen A und B fixiert in bezug auf den Mittelpunkt der Schleifscheibe gehalten werden, wird der Arbeitstisch gedreht, wobei durch den Arbeitstisch getragene Führungsnocken C und D in Berührung mit den Umfangen der Führungs- . rollen A und B gehalten werden. Unter diesen Bedingungen wird die Stellung des Arbeitstisches durch den jeweiligen Berührungszustand zwischen der Führungsrolle B und dem Führungsnocken D beeinflußt. Durch die Steuerung bzw. Beeinflussung der Stellung des Arbeitstisches auf diese Weise wird erfindungsgemäß der Schleif Vorgang durchgeführt, wobei die Lage des Mittelpunktes der Schleifscheibe in bezug auf den Arbeitstisch so festgelegt wird, daß die Gleichungen (6) erfüllt werden·. Die Steuerung der Stellung des Arbeitstisches derart, daß die Gleichungen (6) erfüllt werden, erfolgt demzufolge durch die Profile der Führungsnocken C und D. Erfindungsgemäß werden die Profile der Führungsnocken so festgelegt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifpunktes konstant bleibt. Zu diesem Zweck werden die Mittelpunkts-Positionen der FUhrungsrollen A und B in bezug auf den Arbeitstisch festgelegt, und die Profile der Führungsnocken werden in Abhängigkeit von diesen Positionen bestimmt.

509808/0345

Das Verfahren zum Konstanthalten der Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifpunktes ist folgendermaßen: Eine in Fig. 4 gezeigte gestrichelte Kurve veranschaulicht das Profil der zu bearbeitenden Kurve, wobei die Normale zu der zu bearbeitenden Kurve am Schleifpunkt P, von dem angenommen wird, daß.er ein bestimmter Punkt ist, zusammenfällt mit einer geraden Linie, die den Schleifpunkt P und den Mittelpunkt G¹ der Schleifscheibe verbindet. Solange wie jedoch die Position des Mittelpunktes der Schleifscheibe relativ zum Arbeitstisch die Gleichungen (6) erfüllt, braucht die Position des Schleifpunktes P nicht stets fixiert zu sein, doch bei einer geringen Variation kann gewährleistet sein, daß das Werkstück mit einer im wesentlichen korrekten Kontur geschliffen wird. Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß die zu bearbeitende Kurve um einen Winkel Φ. relativ zum Mittelpunkt der Schleifscheibe gedreht, wie dies durch eine volle Linie in Fig. 4 gezeigt ist. Demzufolge wird'der Schleifpunkt P auf den Punkt Q verlagerte Der Winkel Φ. stellt einen Kompensationswinkel dar, den man braucht, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifpunktes auf einem konstanten Wert zu halten, und er kann wie folgt ermittelt werden:

Da das Profil der zu schleifenden Kurvenfläche bestimmt ist durch die Gleichungen (5),werden eine Reihe von Punkten in einer erwünschten Zahl auf der Kurvenfläche festgelegt. Wenn z.B. in den Gleichungen (5) θ um ein Grad vergrößert wird, erzielt man 360 Punkte. Wenn dagegen θ um 0,5 Grad vergrößert wird, erreicht man 720 Punkte. :

Wenn man die Reihe von auf diese Weise erhaltenen Punkten

wie folgt darstellt '

(X₁, Y₁), (X₂₉ Y₂, ) „ (X_n-1, Y_n-1), (V Y_n)

dann kann der Abstand zwischen Punkten (X_1n--J* ^Y _m_-j) Yj₁₁) durch folgende Gleichung dargestellt werden:

509808/0345 .

'wenn die Zahl η der Reihen von Punkten so ausgewählt wird, daß sie groß genug ist, um hohe Arbeitsgenauigkeiten zu gewährleisten, ist es möglich, von der Überlegung auszugehen, daß der Abstand Sm im wesentlichen gleich ist der Umfangs- oder Bogenlänge der zu bearbeitenden Kurvenfläche zwischen einem Punkt (X_1n-1» ^Y _m_i) uad einem Punkt

(X , Y). Wenn man nun die nachstehende Gleichung löst m m

S - t ^m SK (8)

k=l

und für X_Q = X_n und Y_Q * Y_n setzt, stellt das Ergebnis einen ungefähren Wert für die Ge samtumf angslänge der zu bearbeitenden Kurvenlinie dar. Der Drehwinkel des Arbeits tisches, der proportional ist zum Abstand auf der zu bear beitenden Kurvenlinie von einem Punkt (X_Q, Y) s. (X_n* Y ) auf der Hauptachse der zu bearbeitenden Kurvenfläche, wird dargestellt durch

0 =P χ I ^m SK (Radianten) (9)

^b k=1

Der Lagewinkel 0 der Normalen zu der zu bearbeitenden Kurvenlinie kann durch die folgende Gleichung ermittelt werden:

1 +o« -¹ R sin θ + 3 e sin 3 θ ^{= tan}

Demzufolge wird der Korrekturwirikel φ., der notwendig ist, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifpunktes konstant zu halten, wie folgt berechnet:.

ψ = 0_O - 0 (11)

509808/0345

"-¹³"

In der vorliegenden Erfindung bestehen die Faktoren, die die Stellung des Arbeitstisches derart steuern, daß die Lage des Mittelpunktes der Schleifscheibe in einer vorbestimmten Position auf dem Arbeitstisch gehalten wird und die Gleichung (6) erfüllt wird, aus den zwei Führungsrollen A und B und den zwei Führungsnocken C und D, und die Faktoren, die die Stellung des Arbeitstisches derart steuern, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifpunktes auf einem konstanten Wert gehalten wird, und zwar durch die Drehung des Arbeitstisches um den Mittelpunkt der Schleifscheibe, wie in Fig. 4 gezeigt ist, bestehen ebenfalls aus den zwei Führungsrollen A und B und den zwei Führungsnocken C und D, Die geometrischen Orte, die durch die Mittelpunkte O^ und 0_ß der zwei Führungsrollen A und B auf dem Arbeitstisch zu beschreiben sind, welche in ganz bestimmten Positionen in bezug auf den Mittelpunkt der Schleifscheibe gehalten werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist, werden durch die folgenden Gleichungen bestimmt:

cos θ + e cos 3© -

+ F cos ψ. + E sin Ψ

Y ο R sin θ ₊ e sin 3Θ -

+ F sin φ, + E cos φ

- A)

+9 e + 6 e cos 2Θ

- A)

R.. + Se + 6 Re cos 2Θ

. (12)

Die Profile der zwei Führungsnocken C und D, die in Anlage mit den zwei Führungsrollen A und B stehen, können demzufolge dadurch ausgebildet werden, daß man ein Werkzeug mit einem Durchmesser, der gleich demjenigen der Führungsrollen ist, entlang einer geschlossenen Kurve bewegt, die man durch die Gleichungen (12) erhält. Das Profil des Führungsnockens weist zwei Kurvenflächen auf, die in bezug auf die Symmetrieachse (im Falle von Fig. 3 die Hauptachse von X) symmetrisch sind, so daß, wenn der Führungsnocken in zwei Teile aufgeteilt wird, wie später noch beschrieben wird,

509808/0345

es möglich ist, zwei Nocken durch den gleichen Arbeitsvorgang herzustellen.

. Die Erfindung schlägt ferner eine Verbesserung des gerade beschriebenen Verfahrens vor, wonach selbst dann, wenn der Durchmesser der Schleifscheibe variiert, ein richtiges Schleifprofil gewährleistet werden kann, in^dem lediglich der Schleifscheibe ein anfänglicher Vorschub erteilt wird. Das Wesen dieser Verbesserung ist wie folgt: Aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung wird ein rechtwinkliges Koordinatensystem (x-y) verwendet, in dem der Nullpunkt 0 dem Drehpunkt einer genormten Schleifscheibe entspricht,der dan genormten oder üblichen Durchmesser D_G (vergl. Gleichungen 6) aufweist, und zwar.zum Zeitpunkt der Beendigung des Schleifvorganges. Die x-Achse erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu einer Linie, die die Mittelpunkte der zwei Führungsrollen verbindet, d.h. in Vorschubrichtung der Schleifscheibe, und die y-Achse erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der x-Achse.

Bei dem bekannten oben beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, bei dem die Richtung der Normalen durch den Schleifpunkt fixiert ist, liegt der Schleifpunkt P stets auf der x-Achse, wie in Fig· 5 gezeigt ist, und die Normale durch den Schleifpunkt fällt mit der x-Achse zusammen. Der Mittelpunkt Qo einer Schleifscheibe To wird bestimmt durch fixierte Koordinaten

(D_G - D)

. O j .

D_G stellt den Durchmesser der genormten Schleifscheibe dar. Als Ergebnis kann man durch Fixierung der. Achse der Schleifscheibe, nachdem man diese um einen Abstand ·* (Dg - D) entlang der x-Achse bewegt hat, der gleich ist dem anfänglichen Vorschub, eine erwünschte zu bearbeitende Kurve H erreichen.

509808/0345

In dem grundlegenden System gemäß der Erfindung wird die Lage der Normalen verändert. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, liegt im vorliegenden Fall der Schleifpunkt P von der x-Achse entfernt. Der Winkel zwischen der x-Achse und einer Linie OP normal zum Schleifpunkt P entspricht dem Korrekturwinkel Φ, der in positiver oder negativer Richtung variiert, ebenso wie die zu bearbeitende Kurve H variiert· Eine am Ro tor gehäuse einer handelsüblichen Drehkolbenmaschine durchgeführte Messung ergab, daß der Korrekturwinkel 4>; zwischen +15° und -15° variiert, wenngleich dieser Bereich sich in Abhängigkeit von den Konstanten der Maschine bzw. des Motors verändert. In Fig. 6 ist mit T eine Schleifscheibe mit einem genormten oder üblichen Durchmesser bezeichnet (der tatsächliche Durchmesser der Schleifscheibe ist D_G)_f H kennzeichnet die Kurve, die zu bearbeiten ist und H¹ kennzeichnet eine imaginäre Kurve, die von der Kurve H um einen Abstand nach innen versetzt ist, der gleich einer Hälfte des Durchmessers D einer Schleifscheibe ist, die irgendeinen Durchmesser aufweist. Um folglich die richtige zu bearbeitende Kurve H zu erreichen, ist es notwendig, die Achse der Schleifscheibe, die einen beliebigen Durchmesser hat, auf der imaginären Kurve H¹ zu positionieren· Wenngleich es also möglich ist, die Position der Achse der Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser auf irgendeinem von zahlreichen Punkten auszuwählen, da die Lage der imaginären Kurve H¹ variiert mit der Veränderung des Korrekturwinkels <p/ ist diese Position begrenzt, da es notwendig i-st, .die Konstruktion eines Mechanismus einfach zu halten, der dazu dient, die Achse der Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser stets entlang der imaginären Linie H¹ zu bewegen.

Einige Verfahrensbeispiele zur Bewegung der Achse der Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser entlang der imaginären Kurve H¹ werden nachstehend beschrieben:

509808/0345

Beispiel 1

Es handelt sich um ein Verfahren zur Positionierung der Achse der Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser auf der Normalen zum Schleifpunkt für den Fall, bei dem eine genormte oder übliche Schleifscheibe verwendet wird.

Der Schleifpunkt -P_A der Schleifscheibe T_A mit einem beliebigen Durchmesser fällt mit dem Schleifpunkt P zusammen und die Achse der Schleifscheibe T_A liegt auf einem Kreis um den Nullpunkt 0 mit einem Radius (D_G - D) auf einer geraden Linie P_AO. Die Koordinaten dieser Achse lassen sich demzufolge durch nachstehende Gleichung ausdrücken;

GL (^- D_p -D) cos φ ·χ· (D_p - D) sin Φ

Beispiel 2

Hier handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die Achse der Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser entlang der x-Achse positioniert wird.

Es sei angenommen, daß die Achse einer Schleifscheibe T_, mit einem beliebigen Durchmesser an einem Punkt GL, entlang der x-Achse positioniert wird und daß P_ß ihren Schleifpunkt darstellt. Der Kreuzungspunkt von geraden Linien OP und QJPg ist durch G₁ gekennzeichnet, wobei der Unterschied zwischen dem Durchmesser D_ der Schleifscheibe mit genormten Durchmesser und der Durchmesser D der Schleifscheibe Tg mit beliebigem Durchmesser klein ist (GP_A - GP_ß). Unter diesen Umständen wird GP_ß gleich dem Radius der Krümmung P der zu bearbeitenden Kurve H,

und der Punkt G₁ bildet den Mittelpunkt der Krümmung. Die Koordinaten des Punktes Q_ß können dann ungefähr folgendermaßen ermittelt werden:

^QB 4 ^DG - ^D> cöff, * ⁰⁾ 609808/03(6

Dies hat einen Fehler des geschliffenen Profils zur Folge, der durch folgende Gleichung ausgedrückt werden

=J [⁽⁹ - \ V ^{cos φ} - Ä§s|a +W-J V² ^sin2<?

In einem Fall, bei dem der Fehler EB für das Rotorgehäuse eines handelsüblichen Drehkolbenmotors wie folgt berechnet wurde -* (Dq-D) =6 mm, erreichte man ,jedoch einen Fehler von EB ^ 0,02 mm, was zeigt* daß man selbst dann, eine ausreichende Genauigkeit erzielen kann, wenn der Punkt Q„ auf einem Punkt der Koordinaten positioniert wird·

Die x-Achse bzw. X-Koordinate kann wie folgt modifiziert werden: . .

Z ^(DG - ^D) cös-φ- *? ^(DG - ^D) - 2 (V" ^D)

= 1 (D_G - U) -AB

worinA

Aus diesem Grund ist es möglich, eine Schleifvorrichtung zu schaffen, in der eine Schleifscheibe mit beliebigem Durchmesser verwendet werden kann, und zwar durch die Anordnung eii\es Mechanismus, der die Achse der Schleifscheibe um die Strecke eines vorläufigen Vorschubs (D- - D) in der gleichen Weise bewegt, wie in dem Fall, bei dem die Normale fixiert ist. Dadurch wird automatisch die Korrektur Δβ entlang der x-Achse hergestellt.

509808/0345

Beispiel 3

Hier handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die jSchse der Schleifscheibe mit beliebigem Durchmesser positioniert wird auf einer geraden Linie χ = π (D„ - D), die parallel zur y*Achse verläuft.

Wenn die Achse der Schleifscheibe T„ mit beliebigem Durchmesser positioniert wird auf dem Kreuzungspunkt Q zwischen . der geraden Linie χ = -χ (D„ - D), die parallel zur y-Achse verläuft, und der imaginären Kurve H¹, liegt der Schleif punkt an einem Punkt P · In der gleichen Weise wie beim Beispiel 2 wird der Kreuzungspunkt zwischen den geraden Linien OP und CtP der Punkt G₁, der den Krümmungsmit-

OO I

telpunkt darstellt, und der Krümmungsradius ergibt sich aus G^PA = O₁P =ß· Unter diesen Bedingungen kann man die Koordinaten des Punktes Q etwa wie folgt ausdrücken:

^Qc <2 ⁰G - ^D>

und der Fehler EC des geschliffenen Profils läßt sich ausdrücken durch

_ 1 (^DG - D)² ( 1 - cos Ψ. ,2 P \ ^Sin *

Man hat diesen Fehler für das Rotorgehäuse einer handelsüblichen Drehkolbenmaschine berechnet und festgestellt, daß nur ein sehr kleiner Fehler von nur 1/4 des Profilfehlers EB des Beispiels 2 vorliegt. Wenn man nun folgende Gleichung aufstellt

^{Δ C} - ? <^DG - ^D>

so können die Koordinaten der Achse der Schleifscheibe T

mit beliebigem Durchmesser folgendermaßen dargestellt werden: 509&08/0345

Q_c (£ (D₀ -D) ·_ ic

Auf dieselbe Art und Weise wie in dem Fall, bei dem die Normale fixiert ist, ist es möglich, eine Schleifvorrichtung zu schaffen, in der eine Schleifscheibe mit beliebigem Durchmesser eingesetzt Averden kann, und zwar durch Anwendung eines Mechanismus, der die Achse der Schleifscheibe um einen Abstand bewegt, der gleich ist der Strecke des vorläufigen Vorschubs und der automatisch die erwünschte Korrektur Δ C in Richtung der y-Achse bewirkt.

Wenngleich vorstehend drei Beispiele eines Verfahrens zur Bewegung der Achse der Schleifscheibe mit beliebigem Durchmesser entlang der imaginären Kurve H¹ beschrieben sind, wird noch nachstehend ein konkretes Verfahren zur automatischen Herbeiführung der erwünschten Korrektur erläutert.

Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:

Fig.. 1 eine schematische Draufsicht einer bekannten Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenflache;

Fig. 2 eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung entlang einer Linie H-II;

Fig. 3 bis 6 schematische Ansichten zur Erläuterung der Theorie der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine vertikale Schnittansicht eines Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen einer Trochoid-Kurvenflache entlang einer Linie VII-VII in Fig. 8;

509808/0345

^:2Λ36815

Fig. 8 eine horizontale Schnittansicht der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 7 und

Pig® 9 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung_.der_bevorzugten_Ausführungsbeisgiele

Wie aus den beigefügten Zeichnungen hervorgeht, weist ein .· in den Figuren 7 und 8 gezeigtes bevorzugtes Ausfünrungsbeispiel ein auf einem Grundrahmen 10 befestigtes Bett 11, einen Arbeitstisch 12 in der Form einer kreisrunden Platte und eine Spannvorrichtung 13 auf, die auf dem Arbeitstisch 12 befestigt ist. Ein Werkstück 14, z.B. das Rotorgehäuse einer Drehkolbenmaschine ist auf der Oberseite des Arbeitstisches 12 mittels der Spannvorrichtung 13 befestigt. Ein Fühnmgsnocken 16 und eine Druckplatte 17 sind auf einer Spindel 15 befestigt, und zwar konzentrisch in bezug auf den Arbeitstisch 12, und die Spindel 15 erstreckt sich vom Arbeitstisch 12 weg nach unten. Wie in der Zeichnung ersichtlich,, weist der Führungsnocken 16 obere und untere Teile zur Schaffung eines Umfangsprofiles auf, das zwei geschlossene Kurvenflachen 16a und 16b enthält, wie dies In Zusammenhang mit Fig₉ 4 bereits beschrieben wurde. Wenn der Fiihrungsnocken, wie in Fig. 7 gezeigt ist, in obere und untere Teile aufgeteilt wird, wird die maschinelle Bearbeitung der geschlossenen Kurvenflächen 16a und 16b erleichtert. Die Druckplatte bzw. Lagerplatte 17 ist zwischen einer auf d*er Oberseite des Bettes 11 befestigten ortsfesten Platte 18 und einer oberen Platte 19 angeordnet, und die oberen und unteren Seiten der Lagerplatte 17 werden durch Lagerplatten 17a derart abgestützt, daß der Arbeitstisch sich frei drehen und in einer horizontalen Ebene verschieben kann.

509808/0345

Eine Antriebswelle 21 ist mittels eines Lagers 20 drehbar in der ortsfesten Platte 18 gelagert. Die Antriebswelle 21 trägt eine Riemenscheibe 22, welche über V-Riemen und einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) mit einer niedrigen Drehzahl angetrieben wird. Eine Kupplung 23 ist zwischen der Antriebswelle 21 und der Spindel 15 eingeschaltet, um das Drehmoment von der Antriebswelle 21 zu übertragen, die sich in einer fixierten Position gegenüber der Spindel 15 dreht, welche mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 21 gedrelrtf wird, während sie sich zugleich seitlich verschiebt. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, sind zweiS3mme.trische Bügel 24 a und 24 b auf dem oberen Teil der oberen Platte 19 . befestigt, und Wellen 25 a und 25 b, welche über Läger 27 a und 27 b, Führungsrollen 26 a und 26 b drehbeweglich tragen, sind zwischen der oberen Platte 19 und den Bügeln 24 a und 24 b angeordnet. Die vertikalen Höhen der Führungsrollen 26 a und 26 b sind derart gewählt, daß die Führungsrolle 26 a in Eingriff mit der geschlossenen Kurvenflächen 16 a des Führungsblockesj16 steht, wohingegen die Führungsrolle. 26 b an der geschlossenen Kurvenfläche 16 b des Führungsnockens anliegt. Die Position der Führungsrollen in der horizontalen Ebene wird dörart festgelegt, daß wenn die Achse einer Schleifscheibe 33 auf der Hauptachse einer Drochoidkurve, wie vorstehend beschrieben, positioniert wird, die Führungsrollen symmetrisch in Bezug auf diese Hauptachse liegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zu dem Zweck,. die zwei geschlossenen Kurvenflächen 16 a und 16 b am Umfang des Führungsnockens 16 stets in Berührung mit den zwei Führungsrollen 26 a und 26 b zu, halten, eine Andrückvorrichtung 28 oberhalb der oberen Platte 19 vorgesehen. Die Andrückvorrichtung 28 enthält zwei Arme 29 a und 29 b, die mittig durch einen Lageratift 31 schwenkbar miteinander verbunden sind, Andrückrollen 30 a und 30 b, die an den inneren Enden der Arme 29 a und 29 b gelagert sind, sowie einen Betätigungszylinder 32, der

509808/034 5

zwischen den äußeren Enden der Arme eingeschaltet ist. Wenn ein Druckmittel, beispielsweise Druckluft, in den Betätigungszylinder 32 eingeführt wird, werden die Andrückrollen 30 a und 30 b gegen den Führungsnocken gedrückt, und zwar mit Kräften, die Komponenten aufweisen, welche den Führungsnocken 16 gegen die Führungsrollen 26 a und 26 b drücken. Dadurch wird der Führungsnocken 16 stets in Berührung mit den Führungsrollen 26 a und 26 b gehalten.

Die Schleifscheibe 33 ist an der-.Welle 34 eines Schleifkopfes 35 festgemacht, der über dem Arbeitstisch 12 positioniert ist. Da ein Schleifkopf beliebiger Konstruktion verwendet v/erden kann, wird auf die Beschreibung von Einzelheiten desselben verzichtet.

Wenn durch Anlassen des Antriebsmotors die Antriebswelle 21 gedreht wird, wird das Drehmoment über die Kupplung 23 auf die Spindel 15 übertragen. Die Lagerplatte 17, die sich zusammen mit der Spindel 15 dreht, wird durch die Drucklager 17 a abgestützt, so daß sie sich in der horizontalen Ebene frei drehen kann. Da ferner der Führungsnocken 16, der an der Spindel 15 befestigt ist, sich dreht, während er gleichzeitig gegen die Führungsrollen 26 a und 26 b gedrückt wird, führt der Arbeitstisch 12, der mit der Spindel 15 fest verbunden ist, eine Drehbewegung und Verschiebung in der horizontalen Ebene aus, während gleichzeitig seine Stellung durch den Führungsnocken 16 gesteuert wird. Da die Achse der die Schleifscheibe 33 tragenden Welle 34 fixiertest, und da ferner die Stellung des Arbeitstisches 12 derart gesteuert wird, daß die Bahn der Achse der Welle 34 die auf dem Arbeitstisch 12 beschrieben wird, die Gleichungen 6 erfüllt, bildet die Schleifscheibe 33 eine Kurvenfläche am Werkstück oder Rotor-Gehäuse aus, die durch die Gleichungen 5 dargestellt wird.

50 9 8 08/0345

Da der erfindungsgemäß.verwendete Führungsnocken ein Außennocken ist, ist es möglich,die Arbeitsgenauigkeit des Führungsnockens selbst zu verbessern, wodurch wiederum die Arbeitsgenauigkeit der Drochoid-Schleifvorrichtung erhöht wird» Ferner ist der Führungsnocken mit zwei individuellen oder getrennten Kurvenflächen versehen,, die ^mmetrisch zueinander sind. Auf diese Weise ist es möglich, da der Führungsnocken in zwei feile unterteilt ist, die geschlossene Kurvenflächen aufweisen, den Führungsnocken einfach auszuarbeiten. Anstelle der Anwendung einer Rollberührung, wie bei den bekannten Verfahren, ist es erfindungsgemäß möglich, eine Bogenbewegungs-Übertragungsvorrichtung zu verwenden und die Zuverlässigkeit der Schleifvorrichtung zu · verbessern.

Figo 9 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem das Prinzip des oben beschriebenen Beispiels 3 enthalten ist. Eine Spindel 122 wird durch einen Antriebsmotor 111 angetrieben, und zwar über V=Ri emen. 112, einer Riemenscheibe 113 und einer Kupplung 114s, welche treibende und getriebene Teile 114 a und 114 b enthält.und den Drehwinkel exakt überträgt, während sich die Drehachsen frei bewegen können. Die Welle 115, die die Riemenscheibe 113 und das treibende Teil 114 a der Kupplung 114 trägt, ist in einem nicht gezeigten ortsfesten Teil der Vorrichtung gelagert. Eine Lagerplatte 116 ist an der Spindel 122 befestigt und durch Drucklager abgestützt (die nicht gezeigt,jedoch ähnlich cbn in Pig.7 dargestellten Lagern 17 a sind), so daß die Lagerplatte sich in der gleichen horizontalen Ebene einwandfrei drehen und verschieben kann. Die Führungsrollen 117 a und .117 b, die auf dem ortsfesten.Vorrichtungsteil drehbar gelagert sind, sind so angeordnet, daß sie in Anlage mit den Umfangen der Führungsnocken 118 a und 118 b stehen, die auf der Spindel 122 befestigt sind. Die Profile der Führungsnocken bilden zusammen eine Trochoid-Kurvenflache

509808/03A5

entsprechend der Trochoid-Kurvenfläche des zu bearbeitenden Rotor-Gehäuses 119. Im einzelnen sind die Führungsnocken 118 an ihren Umfangen mit geschlossenen Kurvenflächen versehen, die durch bewegliche Werkzeuge mit dem gleichen Durchmesser wie die Führungsrollen 117 in Übereinstimmung mit der Gleichung 12 ausgebildet sind. Die kurvenförmige Innenfläche des Rotor-Gehäuses 119 wird durch eine Schleifscheibe 120 geschliffen, die einen übrigen oder genormten Durchmesser D_Q aufweist. Ein an seinem Umfang mit einem Korrekturprofil (-das später beschrieben wiifl) versehener Korrekturnocken 121 ist auf der Spindel 122 befestigt. Das zu bearbeitende Rotor-Gehäuse 119 ist am oberen Teil der Spindel mittels einer geeigneten Spannvorrichtung befestigt, die nicht gezeigt ist.

Eine Andrückvorrichtung 123 hält normalerweise die Führungsrollen 117 a und *117 b in Berührung wie ein Führungsnocken 118 a und 118 b. Die Andrückvorrichtung 123 enthält einen Betätigungszylinder 124, welcher Arme 125 a und »125 b um einen ortsfesten Lagerstift 126 dreht, wodurch von diesen Armen 125 a bzw. 125 b getragene Rollen 127 a und 127 b gegen den Umfang des Korrekturnockens 121 gedrückt werden. Diese Rollen 127 a und 127 b üben eine Kraft auf die Spindel 122 und die verschiedenen von dieser Spindel getragenen Teile aus, welche in horizontaler Richtung wirksam ist, so daß die Pührungsnocken und die Führungsrollen stets in Berührung miteinander gehalten werden.

Aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion und da die Spindel 122 über die Kupplung 114 gedreht und durch die in Eingriff miteinander stehenden Führungsrollen 117 a und 117 b und Führungsnocken 118 a und 118 b seitlich verschoben wird, führt das Rotor-Gehäuse 119 eine Dreh- und Schiebebewegung aus, während die Schleifscheife 12o derart festgehalten bzw. fixiert ist, daß sie mit ihrem Mittel-

5 09808/0345

punkt den erwünschten Ort einnimmt, wie dies durch die Gleichungen 6 und 11 vorbestimmt ist.

Die Schleifscheibe 120 ist am unteren Ende einer Schleifwelle 129 befestigt, die sich vertikal durch einen Schleifkopf 128 erstreckt. Der Schleifkopf wird von einer vertikalen Welle 132 getragen, deren gegenüberliegende Enden durch zwei Arme 131 a und 131 b abgestützt sind, welche von einer Zwischensäule 130 weg _# nach vorne ragen, so daß der Schleifkopf sich um die tragende Welle 132 verschwenken kann, die normal zur x-Achse verläuft. Ein Elektromotor 133 ist mittels eines Armes 134 an der Zwischensäule 130 so befestigt, daß seine Achse vertikal auf diejenige der tragenden Welle 132 ausgefluchtet ist. Die Drehung des Motors 133 wird auf die Welle 129 der Schleifscheibe über einen V-Riemen 135 übertragen. Da der Motor 133 axial auf die tragende Welle 132 ausgefluchtet ist, um die sich der Schleifkopf verschwenkt, ist es möglich die Spannungs des V-Riemens stets konstant zu halten, und zwar unabhängig von der Schwenkbewegung des Schleifkopfes 128.

Keine vertikale Korrekturwelle 136 erschreckt sich durch das eine Ende des Sohleif kopfes, das gegenüber demjenigen mit der Schleifscheibe 120 liegt, und die gegenüberliegenden Enden der Korrekturwelle 136 sind über Kupplungen 140 as 140 b mit fixierten Wellen 139 a und 139 b verbunden, die ihrerseits drehbar in Arme 138 a und 138 b gelagert sind, welche sich von einem Sugport 137 weg nach vorne erstrecken. Die Korrekturwelle 136 ist derart ausgebildet und angeordnet£· daß ihre Achse zur Ausfluchtung auf die Achsen der fixierten Wellen 139 a und 139 b kommt, wenn der Schleifvorgang durch .eine Schleifscheibe mit üblichem oder genormtem Durchmesser abgeschlossen ist. Die fixierten Wellen 139 a, 139 b und die tragende Welle 132 sind relativ zueinander derart angeordnet, daß ihre Achsen in einer vertikaje^ Ebene eingeschlossen sind, in

50

der auch die x-Achse verläuft. Ferner sind die Achsen der Schleifscheibenwelle 129, der tragenden Welle 132 und der Korrekturwelle 136 auf einer gemeinsamen horizontalen Linie ■:. angeordnet.

Am unteren Ende der fixierten Welle 139 b i&t eine kreisrunde Platte 141 befestigt, die mit einer ähnlichen kreisrunden Platte 142 über zwei parallele Hebel 143 und Verbindungsstifte 144 und 145 so verbunden ist, daß die zwei kreisrunden Platten 141» und 142 die gleichen kreisförmigen Verstellbewegungen ausführen. Die Platte 142 ist am oberen Ende einer Keilwelle 146 befestigt, deren unteres Ende mit einer Platte 147 verbunden ist, die ihrerseits mit einem Folgeteil148 versehen ist, welches in einer Ausnehmung 149 eines Armes 125 a sitzt. Wenn folglich der Arm 125 a gedreht wird, werden auch die Kupplungen 140 a und 140 b um den gleichen Winkel gedreht wie der Arm 125 a, und zwar über die Platte 142, Hebel 143, Platte 141 und die fixierte Welle 139 b.

Der Zwischensupport 130 ist so konstruiert bzw. angeordnet, daß er in Bezug auf den Support 137 in einer Richtung parallel zur x-Achse verschiebbar ist. Wenn eine Gewindespindel 151 mittels einer Vorschub-Steuervorrichtung 150 gedreht wird, wird der Zwischensupport 130 entlang.horizontaler Führungsnuten 152 bewegt, die im Support 137 ausgebildet sind. Wenngleich dies nicht gezeigt ist, wird jedoch bemerkt, daß der Support 137 in vertikaler Richtung entlang einer Säule oder eines Ständers verschiebbar ist.¹

509808/0345

Die Kupplungen 140 a und 1.40 b sind so ausgeführt, daß sie in Ebenen senkrecht zu ihren Achsen nur entlaig gerader Linien verschiebbar sind, die durch ihre Achsen verlaufen, jedoch nicht in Richtungen, die senkrecht zu den Achsen und diesen geraden Linien verlaufen. Die Kupplungen 140 a und 140 b sind ferner so ausgeführt, daß die Richtungen der Schiebebewegungen der Kupplungen sich verändern, während sich die Welle dreht, daß jedoch, wenn die Lage des Schleifpunktes in Bezug auf die Achse der-Schleifwelle mit der Vorschubrichtung zusammenfällt, und daß ferner in dem Fall, in dem der Korrekturwinkel φ gleich 0 ist, die Richtungen der Gleitbewegungen der Kupplungen mit der Vorschubrichtung zusammenfallen. Das Profil des Korrekturnockens wird . derart ausgewählt, daß unter diesen Umständen, wenn ein anfänglicher Vorschub.dem Schleifkopf 128 in Richtung der x-Achse erteilt wird, der Schleifkopf 128 sich in Richtung des Vorschubs verschiebt, während er durch die tragende Welle 132 und die Korrekturwelle 136 abgestützt wird, wodurch die Achse der Schleifscheibe in Richtung der x-Achse um eine Strecke verschoben oder verlagert wirdj die gleich ist dem Ausmaß des anfänglichen Vorschubs. Wenn jedoch die Lage des Schleifpunkt es in Bezug auf die Achse der Schleifscheibe nicht mit der Vorschubrichtung zusammenfällt,und der Korrekturwinkel ψ, gleich 0 ist, werden die Richtungen der Bewegungen der Kupplungen 140 a und 140 b um einen Winkel ^α in Bezug auf die Vorschubrichtung verändert.

Wenn der SchleifVorgang mit einer Schleifscheibe *\ 20 durchgeführt wird, die den genormten oder Standarddurchmesser hat, fällt die Lage der Achse der Welle 129, die die Schleifscheibe trägt, mit. dem Nullpunkt x-y-Koordinatensystems zusammen, wenn der Schleifvorgang beendet ist, und die Exzentrizitäten der Kupplungen 140 a und 140 b sind in diesen Fällen gleich 0. Damit jedoch auch eine Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser verwendet

509808/0345

werden kann, wenn ein anfänglicher Vorschub dein Schleifkopf 128 erteilt wird, um die V/elle 129 um ^ entlang der x-Achse zu verschieben, werden die Exzentrizitäten der Kupplungen 140 a und 140 b& , so daß die Korrekturwelle 136 in Richtung der y-Achse um etwa £ mal tan Obewegt wird, wenn die Kupplungen um den Winkel

⁰¹ gedreht wird. Die Folge hiervon ist, daß sich der Schleifkopf 128 um die tragende Welle 132 dreht, wodurch die Welle 129 in negativer Richtung entlang der y-Achse um eine Strecke versteift; wird, die proportional Δ» tan et ist.

Wenngleich der Einstellpunkt der Achse der Welle 129 auf der x-Koordinate verändert wird durch die Drehbewegung des Schleifkopfes 128 und der Abstand zwischen den Wellen 129 und 132 groß ist, können diese Veränderungen im Hinblick auf diese Arbeitsgenauigkeit vernachlässigt werden. D.h., der Wert, bzw. Einstellwert der x-Koordinate kann als konstant betrachtet werden.

Anschließend wird das Außenprofil des Außenkorrekturnockens zur Veränderung des Einstellwertes der Welle 129 der. Schleifscheibe auf der y-Koordinate beschrie- · ben. Wie oben erläutert wurde, wird das Ausmaß der Korrektur, die in Richtung der y-Achse durchzuführen ist, wie folgt .ermitteltt ·

C = j (D_G - D)

1 -

In dieser bedeutet j (D_G - D) die Größe des anfänglichen Vorschubs, der als der Grad der Exzentrizitäten der Führungs-Kupplungen 140 ai 140 b angegeben werden kann. Hieraus geht hervor, daß der Winkel & der Dreh bewegungen bzw. Verstellungen der Führungskupplungen die folgende Gleichung erfüllen sollte:

509B08/0345

tg σ= κ
°

In dieser Gleichung stellt K eine Pfoportionalitäts- konstante dar, die wie folgt, bestimmt wird: Durch das Verhältnis des Abstandes zwischen den Wellen 129 und 132 zum'Abstand zwischen der tragenden Welle 132 und der Korrekturwelle 136, das Verhältnis des Abstandes zwischen dem Lagerstift 1'26 des Armes 125 a und dem Mittelpunkt der Andrückrolle 127 a zu dem Abstand zwischen dem Lagerstift 126 und der Ausnehmung 149 und das Verhältnis des Abstandes zwischen dem Lagerstift 126 und der Ausnehmung zu dem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Folgeteils.148 und der Achse der Keilwelle 146. .

Die Konstante. "X stellt auch das Verhältnis der Winkelverstellung des Armes 125 a zu derjenigen der Führungskupplungen 140 a, 140 b dar. $ steht für den Korrekturwinkel, den man durch die Gleichung 11 erhält. Er entspricht einer Variablen, die von der Trochoid-Kurve vorgegeben wird. Wenn folglich die Trochoid-Kurve bestimmt wird, wird zunächst <p vorgegeben und dann ^α . Wenn die Position der Andrückrolle :27 a festgelegt ist, so daß man den erwünschten Wert für CC erhält, ist es möglich, in Abhängigkeit hiervon das Umfangsprofil des Korrekturnockens 121 zu berechnen. Wenn der Wert der Proportionalitätskonstanten nicht richtig ist, bildet das Profil des Korrekturnockens 121 nicht eine gleichmäßige einzige geschlossene Kurve und in gewissen Fällen können mehrere geschlossene Kurven oder polygonale Linien auftreten. Es ist demzufolge erforderlich, das Profil-durch Versuche zu bestimmen.

Die in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung zum Schleifen von Trochoid-Kurvenflächen arbeitet wie folgt:

509808/0345

Wenn der Elektromotor 111 an Spannung gelegt wird, treibt er die Antriebswelle 115 über die V-Riemen 112 mit einer konstanten Drehzahl an. Die Welle 115 treibt die Spindel 122 über die Kupplung 114 an. Aufgrund der Führungsprofile der Führungsnocken 118 a, 118 b führt jedoch die Spindel 122 eine zusammengesetzte Bewegung aus Dreh- und Schiebebewegungen aus, so daß die innere Kurvenfläche des Rotor-Gehäuses so geschliffen wird, daß eine Trochoid-Kurvenflache ausgebildet wird, und zwar unter dem Einfluß der Prof-ilsteuerung durch die Führungsnocken. Zur gleichen Zeit führt der an der Spindel 122 befestigte Korrekturnocken 121 die gleiche Bewegung aus. Da die Andrückrollen 27 a und 27 b stets in Berührung mit dem Umfang des Korrekturnockens 121 gehalten werden, werden die Arme 125 a und 125 b um den ortsfesten Stift 126 verschwenkt. Die Schwenkbewegung des Armes 125 a hat zur Folge, daß sich die Keilwelle 146 um ihre Achse verschwenkt, und zwar unter dem Einfluß der Ausspannung 149, des Folgeteils 148 und der Platte 147. Die Schwenkbewegung der Keilwelle 146 wird in die Schwenkbewegungen der Kupplungen 140 a und 140 b umgesetzt.

Für den Fall, daß ein abschließender SchleifVorgang

120

mit der Schleifscheibe/ausgeführt wird, die den üblichen oder genormten Durchmesser hat, sind die Ausmaße der Exzentrizitäten der Führungskupplungen 140 a, 140 b gleich 0, so daß die Korrekturwelle 136 in einer ganz bestimmten Position hin- und herbewegt wird. Als Folge hiervon wird der Schleifkopf 128 in einer ganz bestimmten Position fixiert und die Welle 129 und die Schleifscheibe 120 werden in ganz bestimmten Stellungen gedreht, wobei· am Rotor-Gehäuse 119 der erwünschte Schleif Vorgang durchgeführt wird.

509808/0345

Anschließend wird nun ein Fall beschrieben, in dem eine Schleifscheibe verwendet wird, deren Durchmesser von dem üblichen oder genormten Durchmesser abweicht. In diesem Fall wird die Vorschub-Steuervorrichtung betätigt, um einen anfänglichen Vorschub auszuführen, der gleich ist der Hälfte des- Unterschiedes zwischen dem genormten Durchmesser und dem Durchmesser der gerade verwendeten Schleifscheibe, damit der Schleifkopf 128 entlang der x-Achse bewegt wird. Anschließend werden die Größen der Exzentrizitäten der Kupplungen 140 a , 140 b um den gleichen Wert verändert. Unter diesen Bedingungen wird die Schwenkbewegung des Armes 125 a auf die Kupplungen 140.a und 140 b über die Keilwelle 146 übertragen, und die Schwenkbewegungen dieser Kupplungen bewirken, daß sich die Korrekturwelle 136 in seitlicher Richtung (in Richtung der y-Achse) hin- und herbewegt. Dies hat vriederum zur Folgej daß sich der Schleifkopf 128 um die tragende· , ■ Welle 132 verschwenkt, wobei die Welle 129 und die von dieser getragenen Schleifscheibe 120 in seitlicher Richtung hin- und herbewegt werdenAls Folge hiervon führt die Welle 129 die erwünschte Korrekturbewegung auss die durch folgende Gleichung dargestellt wird:

AC = I (D_G - D) il

Diese Korrekturbewegung verläuft in Richtung der y-Achse und entspricht der Resultanten des anfänglichen Vorschubs £ (Dq - D) und der Bewegung die durch das Profil des Korrekturnockens 121 ausgelöst wird. Die Schleifscheibe 120 führt somit die erwünschte. Schleifbearbeitung am Rotor-Gehäuse 119 aus.

509 8 08/0 3 45

Die vorstehende Erläuterung betrifft das Verfahren zur Korrektur der Position der Achse der Schleifscheibe, das im Beispiel 3) beschrieben ist. Nachstehend werden nun die Beispiele 1) und 2) behandelt. Der Korrekturmechanismus, der im Beispiel 1)'beschrieben ist, kann dadurch erreicht werden, daß man die tragende Welle 132 für den Schleifkopf 128 im Nullpunkt fixiert, und daß man ferner die Welle 129 zur Halterung der Schleifscheibe und die Korrekturwelle 136 konzentrisch zueinander anordnet. Wenn daher die genormte oder übljLche Schleifscheibe eingesetzt wird,treffen die Welle 129, die tragende Welle 132 und die Korrekturwelle 136 am Nullpunkt aufeinander. Obwohl dieser Korrekturmechanisinus insofern vorteilhaft ist, als theoretisch der Fehler des Schleifprofils 0 ist, ist dieser Mechanismus jedoch kompliziert, da die Achsen der verschiedenen Wellen zusammenfallen müssen. Ferner hat dieses Verfahren den Nachteil, daß das Ausmaß der Korrekturbewegung der Achse der Schleifscheibe groß ist.

Für den Fall, daß eine Schleifscheibe mit genormtem oder üblichem Durchmesser verwendet wird, kann man den Korrekturmechanisraus, der im Beispiel 2) beschrieben ist dadurch erreichen, daß man die Welle 129 im Nullpunkt positioniert, die tragende Welle 132 auf einem vorbestimmten Punkt entlang der y-Achse und die Korrekturwelle 136 auf einem vorbestimmten Punkt auf einer anderen Achse als der y-Achse, die die gleiche y-Koordinate aufweist/wie die tragende Welle 132. Im einzelnen ist zusätzljc h zum Mechanismus des Beispiels 3) eine Vorrichtung vorgesehen, die die Verlagerung der Korrekturwelle 136 in Richtung der y-Aöhse in eine Verlagerung oder Verstellung der Welle 129 in.Richtung der x-Achse umwandelt. Wenn man dieses System mit anderen Beispielen vergleicht, ist es insofern vorteilhaft, als die Größe der Korrekturbewegung klein ist, so daß es für sehr schnell ablaufende Hochleistungs-Schleifvorgänge geeignet

509808/0345

ist. Der Korrektur-Rückstand ist jedoch groß.

Da erf indungsgemäß ein e'in Werkstück- tragender Arbeitstisch durch das Zusammenwirken einer Führungsrolle und eines Führungsnockens profilgesteuert wird, ist es möglich, mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit zu schleifen, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit und der Bewegungsgrad des Schleifvorganges erhöht bzw. verbessert v/erden. In den Fällen, in denen man ferner eine Schleifscheibe mit einem beliebigen Durchmesser verwendet, kann die Position der Achse der Schleifscheibe automatisch., dadurch korrigiert werden, daß lediglich ein anfänglicher Vorschub ausgelöst⁰wird, der gleich der Hälfte des Unterschiedes zwischen den Durchmessern einer genormten oder üblichen Schleifscheibe und irgendeiner beliebigen Schleifscheibe ist, wodurch es möglich ist, Schleifscheiben mit irgendwelchen Durchmessern zu verwenden* Man eliminiert' dadurch die Schwierigkeit, den Durchmesser der Schleifscheibe stets in einem ganz bestimmten zulässigen Bereich zu halten, · und man kann auf diese Weise mit der gleichen Schleifscheibe sowohl grob; als auch fein schleifen.

Wenngleich die Erfindung vorstehend in Zusammenhang mit dem Schleifen einer Trochoid-Kurvenfläche beschrieben worden ist, äei bemerkt, daß der nockengesteuerte Profil-SchleifVorgang gemäß.der Erfindung auch für andere Kurvenflächen als der Trochoid-Kurvenfläche anwendbar ist, z.B. für das Profil des Kurvenringes einer Flügelradpumpe. In einein solchen Fall wird die durch die Gleichung 1) dargestellte Trochoid-Kurvenlinie ersetzt durch eine zu schleifende Kurvev und es werden ähnliche Berechnungen durchgeführt^ bis der geometrische Ort der Koordinaten des Mittelpunktes der Schleifscheibe gemäß der Gleichung 6) erreicht ist. Wenn man die Koordinaten des Mittelpunktes der Schleifscheibe mit dem genormten oder üblichen Durchmesser mit

50^308/0345

Xo und Yo "bezeichnet, kann man die geometrischen Orte, die durch die Mittelpunkte der zwei Führungsrollen auf dem Arbeitstisch beschrieben werden, durch die folgenden Gleichungen ermitteln:

X = Xo + Fcos · * E sin Y = Yl + Esin * E cos

Auf diese Weise kann das Profil des FUhrungsnockens genau so bestimmt werden, wie im Fall der Trocho.£d-Kurvenflache. Ferner kann man das Profil des Korrekturnockens auf die gleiche Art und Weise bestimmen wie im Fall der. Trochoid-Kurvenflache. In dem lediglich einer Schleifscheibe mit beliebigen Durchmesser ein vorbestimmter anfänglicher Vorschub erteilt wird, wird die Achse der Schleifscheibe automatisch korrigiert, wodurch genaue Schleif profile gewährleistet werden.

509808/0345

Claims

Patentansprüche

1) . Vorrichtung zum Profilschleifen von Kurvenflächen, insbesondere einer Trochoid-Kurvenflache, gekennzeichnet durch, einen Arbeitstisch (12) zur Aufnahme eines Werkstücks, eine Einrichtung (21, 23, 15, 16, 26, 30) zum Drehen und seitlichen Verschieben des Arbeitstisches (12) in einer horizontalen Ebene, eine Welle (34) zur Halterung einer Schleifscheibe (33) oberhalb des Arbeitstisches, wobei diese Welle mit ihrer Achse auf einer Symetrieachse der Kurvenfläche positioniert ist, die durch die Schleifscheibe zu bearbeiten ist, zwei Führungsrollen (26), die den gleichen Durchmesser aufweisen· und auf einem ortsfesten Teil der Vorrichtung in PosJLtionen drehbar gelagert sind, die symmetrisch in Bezug auf die Symetrieachse liegen, einen Führungsnocken (16), der gemeinsam mit dem Arbeitstisch (12) bewegbar und an seinem Außenumfang mit zwei geschlossenen· Kurvenflächen versehen ist, wobei die zwei geschlossenen Kurvenflächen.zusammen ein Profil bilden, das der Trochoid-Kurvenfläche entspricht, und durch eine Einrichtung (30), die die Führungsrollen (26) gegen die zwei geschlossenen Kurvenflächen des Führungsnockens(16) drückt, wodurch die Bewegungsrichtung des Arbeitstisches durch das Zusammenwirken des Führungsnockens und der Führungsrollen so gesteuert wird, daß das Werkstück durch die Schleifscheibe geschliffen wird.

509808/0345

-36- 2A36815

2) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsnocken (16) ein Profil aufweist, das durch zwei Hüllkurven geMlet ist, die um eine Strecke beanstandet sind, welche gleich ist dein Radius der Führungsrollen (26) von den zwei Kurvenflächen, die nach den folgenden Gleichungen berechnet werden:

X=RcOS θ + e cos 3 θ - (ψ - α) χ ^{Rcos θ +} Λ^{θ cos} ³ ^θ

R²+9e²·+ 6 Re cos 2Θ

+ F cos ~ E sin ψ

Y=R ein θ + e sin 3 θ - (?G - A) χ

2 R²+9e² + 6Re cos

+ F sin<pf~ E cos<p

In diesen ist e der Grad der Exzentrizität einer Exzenterwelle, R der Radius eines Rotors, der in der Trochoid-Kurvenfläche umlaufen soll, 0 ein Parameter, A der Radius einer Hülle oder Dichtung (Apexseal), <pder Drehwinkel des Arbeitstisches, Dq der Durchmesser der Schleifscheibe, F die Länge einer Projektion des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Führungsrolle und der Schleifscheibe auf der Symetrieachse und E die Länge der Projektion des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Führungsrolle und der Schleifscheibe auf einer Linie¹ senkrecht zur Symmetrieachse.

509808/0345

3) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsnocken (16) zwei einzelne Nocken aufweist, die an ihren Umfangen mit .symmetrischen geschlossenen Kurvenflächen (I6a, 16 b) versehen sind und daß die zwei geschlossenen Kurvenflächen zusammen eine geschlossener.Trochoid-rKurvenlläche bilden, die der Trochqid-Kurvenflache entspricht, welche in dem Werkstück auszubilden ist.

fy) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Schiebeküpplung (23) zwischen einer Antriebswelle (21) und einer Spindel (15) angeordnet ist _s die der Arbeitstisch (12) und den Führungsnocken (-16) trägt, so daß sich die Spindel (15) drehen und in der gleichen Ebene seitlich verschieben kann«

5) Vorrichtung nach·, einem oder raehereren der vorhergehenden Ansprücheρ in der ein Arbeitstisch, der ein Werkstück trägt_ff durch die Zusammenarbeit eines Führung snockens ₉ der an seinem Umfang mit einem Profil versehen -ist₉ daß der zu schleifenden geschlossenen Kurvenfläche entspricht und einer Führungsrolle -profilgesteuert wird, und in der ferner eine· Einrichtung, vorgesehen ist, die dem Arbeitstisch eine zusammengesetzte Dreh- und Schiebebewegung erteilt;, die zur.Ausführung eines Schle,ifvorgangs mit konstanter Geschwindigkeit erforderlich iäb₉ " . . -. "· g e k e η η ζ e i c h η e t durcii einen Support (137)» der in vertikaler Richtung in Bezug auf die Oberseite des Arbeitstisches bewegbar ist, einen Zwischensupport (130), der durch den Support (137) so getragen wird, daß er in Richtung

des anfänglichen VQrschubs bewegbar ist, der einer 509008/0345

Schleifscheibe (120) in horizontaler Richtung erteilt wird, eine vertikale tragende Welle (132), Mittel zur Halterung der gegenüberliegenden Enden der tragenden Welle (132) durch den Zwischensupport (130), einen Schleifkopf (128), der von der Welle (132) so getragen wird, daß er um diese herum in einer Ebene verschwenkbar ist, die parallel zur Oberseite des Arbeitstisches verläuft, eine Schleifwelle (129), die sich durch den Schleifkopf (128) parallel zu der tragenden Welle (132) erstreckt, wobei die Schleifscheibe (120) an der Schleif welle (129) "befestigt ist, eine von dem Schleifkopf getragene Korrekturwelle (136),zwei Führungs-Kupplungsteile (140), die mit den gegenüberliegenden Enden der Korrekturwelle (136) zusammenarbeiten und diese Enden antreiben, wobei die fixierten Wellen mit dem Support derart drehbar abgestützt sind, daß die fixierten Wellen als Antriebselemente für die Führungs-Kupplungsteile wirken, einen Korrekturnocken (121), der an seinem Außenumfang mit einem Korrektur-. profil versehen und mit dem Arbeitstisch und dem Fülmmgsnocken (118) verbunden ist und sich mit diesen Teilen dreht, eine Andrückrolle (27)» eine Einrichtung (124)₈ die normalerweise die Andrückrolle gegen das Korrekturprofil des Korrektionsnockens drückt, eine Einrichtung (141, 143, 145, 146, 147),welche die Winkelbewegung der Andruckrolle auf die Führungs-Kupplungsteile (140) überträgt, so daß auch diese eine entsprechende Winkelbewegung ausführen, und durcH eine Einrichtung (150)/die der Schleifscheibe (120) einen vorbestimmten anfänglichen Vorschub erteilt, so daßj wenn eine Schleifscheibe mit einem Durchmesser verwendet wird, der verschieden von einem vorbestimmten genormten Durchmesser ist, die Position der Schleifwelle in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Tisches korrigiert wird, wobei in dem Werkstückt eine geschlossene Kurvenfläche ge-

50 9 8 08/0345

" ³⁹ - 2438815

geschliffen wird.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5»
dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Einrichtung, welche die zusammengesetzte Bewegung erzeugt,eine Schiebekupplung (23, 14O)-J aufweist, die in der gleichen Ebene Dreh- und Schiebebewegungen ermöglicht und daß die Kupplung zwischen einer Welle, die durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird'und einer Welle eingeschaltet ist, die den Arbeitstisch, den Führungsnocken und den Korrekturnocken trägt.

7) Vorrichtung nach Anspruch 5i
dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (119) aus dem Rotorgehäuse einer Drehkolbenmaschine besteht und die geschlossene Kurvenfläche einer Trochoid-Kurvenfläche aufweist.

8) Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (150) zur Erzeugung des anfänglichen Vorschubs mit dem Zwischensupport (130).und der Schleif welle (129) verbunden ist und daß die tragende Vie lie (132) und di e Korrekturwelle (136 ) parallel zueinander liegen und sich durch den Schleifkopf (128) erstrecken.

5 09^08/03

9) Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Übertragung der Winkelbewegung der Andrückrolle folgende Elemente aufweist: eine erste Platte (147), die ein Folgeteil (148) enthält, welches durch einen die Andrückrolle (27 a) tragenden Arm (125) betätigt wird, eine zweite Platte (141), die mit einer (136) der fixierten Wellen verbunden ist, eine dritte Platte (142), zwei parallele Hebel (143)» die die zweite und dritte Platte (141 und 142) verbinden und eine Keilwelle (146), die die erste und dritte Platte (147) und (142) miteinander verbindet.

10) Vorrichtung nach Anspruch 5»

dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsnocken (118) zwei getrennte Nocken (118 a, 118 b) aufweist, die an ihren Umfangen mit symmetrischen geschlossenen Kurvenflächen versehen sind und daß die zwei geschlossenen Kurvenflächen zusammenwirken und eine geschlossene Trochoid-Kurvenflache bilden, die der Trochoid-Kurvenfläche entspricht, welche in dem Werkstück (119) auszuarbeiten ist.

509808/0345

- - 41 -

11. .

Vorrichtung nach Anspruch 5, da durchge. kennzeich net daß die Schleifwelle(i29)und die Schleifscheibe(120)durch einen Elektromotor (133)angetrieben sind, dessen Welle vertikal auf die tragende Welle(132)ausgefluchtet ist.

Verfahren zum Profilschleifen einer geschlossenen Kurvenfläche unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11,,bei dem die Stellung eines Arbeitstische· , der ein Werkstück trägt, in Abhängigkeit von einem Führungsprofil gesteuert wird, das der geschlossenen Kurvenfläche entspricht ,dein dem Werkstück auszubilden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse einer Schleifscheibe in einer fixierten Position gehalten wird, daß durch das Zusammenwirken eines Führungsnockens, der ein Umfansprofil aufweist, das dem Profil der geschlossenen Kurvenfläche entspricht und einer Führungsrolle, die normalerweise gegen das Umfangsprofil gedrückt wird, eine: mechanische Information erzeugt wird und daß die Stellung des Arbeitstisches in Abhängigkeit von dieser mechanischen Information gesteuert wird.

13. .

Verfahren naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet

daß die geschlossene Kurvenfläche eine Trochoid- Kurvenfläche · ist und der Führungsnocken ein Profil hat, das durch zwei HüTLkurven gebildet ist, die um eine Strecke beabstandet sind, welche gleich ist dem Radius der Führungsrolle von den zwei Kurvenflächen, die nach den folgenden Gleichungungen berechnet werden:

X = R cos'ö + e cos θ - (^ - A) χ

v/r²+ 9e²+ 6Re cos 2 9

+ F cos f- E sin ψ

Y *= R sin 0 + e sin 30- (S£ - A) x^

\/r²+ 9e²+ 6Re cos 2 θ

+ F sinf + E cos φ " ' *

5 0 9808 /0-34 5

In diesen sind e der Grad der Exentrizität einer Exenterviel^ß^ R der Radius eines Rotors, der in der Trochoid-Kurvenfläche umläuft, β ein Parameter, A der Radius einer Hülle oder Dichtung ( apex seal), φ der Drehwinkel des Arbeitstisches., Dq der Durchmesser der Schleifscheibe, F die Länge der Projektion des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Führungsrolle und der Schleifscheibe auf einerSfHJmetrieachse, auf der die Schleifscheibe posi tioniert ist und £ die Länge der Projektion des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Führungsrolle und der Schleifscheibe auf einer Linie, die senkrecht zur Symmetrieachse verläuft.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die Achse der Schleifscheibe in einer fixierten Position gehalten wird, wenn die Schleifscheibe einen vorbestimmten Durchmesser hat, wohingegen, wenn die Schleifscheibe einen Durchmesser aufweist, der von dem vorbestimmten Wert verschieden ist, ein anfänglicher Vorschub entsprechend einer Gleichung

Δ r - 1 (n m ¹ - ⁿ ^c - 2 (°G - D)

der Schleifscheibe erteilt wird, wobei Δ C die Strecke des anfänglichen Vorschubs darstellt, D_G der vorbestimmte Durchmesser ist, D der Durchmesser einer Schleifscheibe ist, der von dem vorbestimmten Durchmesser verschieden ist und ψ der Drehwinkel des Arbeitstisches ist.

Verfahren nach Anspruch 12,d adurch gekennzeichnet,

daß die zu bearbeitende geschlossene Kurvenfläche in Bezug auf die Achse der Schleifscheibe um einen Korrekturwinkel gedreht wird, der erforderlich ist, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifpunktex auf einen ganz bestimmten Wert zu halten.

16. ,

Verfahren nach Anspruch 15,d a d u r ο h|g ek ennz e i ahnet»

daß der Korrekturwinkel nach den folgenden Gleichungen berechnet wird:

„ ORIGINAL INSPECTED

509008/0345

S = £· Sk
k=l

0 = §■£- X^JL₁ Sk (Radiant)

—J ₊ -, R sin θ + 3 e sin 3 θ , und

dy. ^s R cos θ + 3 e cos 3 θ

= 0o - 0

Hierbei ist S ein Annäherungswert für die Gesamtumfangslänge der geschlossenen, zu. bearbeitenden Kurvenfläche, 0 der Drehwinkel des Arbeitstisches, X"^m Sk die Länge der Kurve zwischen zwei beliebigen Punkten auf der geschlossenen Kurvenfläche,0o der Positionswinkel der Normalen in Bezug auf die geschlossene Kurvenfläche, die zu bearbeiten ist und cp der Korrekturwinkel, wobei e^R und θ die gleichen Bedeutungen wie in Anspruch 13 haben.

Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch geken η ζ e i c h η e t, daß die Achse der SchMfscheibe in einer Position gehalten wird, die durch die Koordinaten

Q_c (-J Dq - D · ^ (D_G - D) -^

festgelegt ist, wobei D₀, D und ψ die gleichen Bedeutungen haben, wie in Anspruch 14.

Fu/Gu/Be/Ei.

509808/03