DE2436815A1 - Verfahren und vorrichtung zum profilschleifen geschlossener kurvenflaechen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum profilschleifen geschlossener kurvenflaechenInfo
- Publication number
- DE2436815A1 DE2436815A1 DE2436815A DE2436815A DE2436815A1 DE 2436815 A1 DE2436815 A1 DE 2436815A1 DE 2436815 A DE2436815 A DE 2436815A DE 2436815 A DE2436815 A DE 2436815A DE 2436815 A1 DE2436815 A1 DE 2436815A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- grinding wheel
- grinding
- shaft
- guide
- work table
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/10—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work mechanically only
- B23Q35/101—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work mechanically only with a pattern composed of one or more lines used simultaneously for one tool
- B23Q35/105—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work mechanically only with a pattern composed of one or more lines used simultaneously for one tool of two lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/09—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding trochoidal surfaces, e.g. in rotor housings of Wankel engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/09—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding trochoidal surfaces, e.g. in rotor housings of Wankel engines
- B24B19/095—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding trochoidal surfaces, e.g. in rotor housings of Wankel engines using templates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S451/00—Abrading
- Y10S451/92—Tire "rounding"
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
. Wilhelm ßeichel
B Wotffftmff ßsichei
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 dest 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 DG.geschliffen werden soll,
erhält man die Lage des Mittelpunktes der Schleifscheibe durch die folgenden Gleichungen:
/' \JR2+9eZ +
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, ) „ (Xn-1, Yn-1), (V Yn)
dann kann der Abstand zwischen Punkten (X1n--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 (X1n-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 XQ = Xn und YQ * Yn 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 (XQ, Y) s.
(Xn* 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 = 0O - 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 0ß 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
DG (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
(DG - D)
. O j .
DG 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 DG)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
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 -PA der Schleifscheibe TA mit einem beliebigen
Durchmesser fällt mit dem Schleifpunkt P zusammen und die Achse der Schleifscheibe TA liegt auf einem Kreis
um den Nullpunkt 0 mit einem Radius (DG - D) auf einer
geraden Linie PAO. Die Koordinaten dieser Achse lassen
sich demzufolge durch nachstehende Gleichung ausdrücken;
GL (^- Dp -D) cos φ ·χ· (Dp - D) sin Φ
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 Pß 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 (GPA - GPß). Unter diesen Umständen wird GPß gleich
dem Radius der Krümmung P der zu bearbeitenden Kurve H,
und der Punkt G1 bildet den Mittelpunkt der Krümmung. Die
Koordinaten des Punktes Qß 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 - ħs|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 (DG - 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
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
Qc (£ (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 DQ 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 (DG - D)
1 -
In dieser bedeutet j (DG - 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 (DG - 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 (1)
- Patentansprüche1) . 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- 2A368152) 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 + Λθ cos 3 θR2+9e2·+ 6 Re cos 2Θ+ F cos ~ E sin ψY=R ein θ + e sin 3 θ - (?G - A) χ2 R2+9e2 + 6Re cos+ F sin<pf~ E cos<pIn 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.509808/03453) 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 trägtff 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 Richtungdes anfänglichen VQrschubs bewegbar ist, der einer 509008/0345Schleifscheibe (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 - 2438815geschliffen 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 09^08/039) 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 gekennzeichnetdaß 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) χv/r2+ 9e2+ 6Re cos 2 9+ F cos f- E sin ψY *= 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 5In 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 GleichungΔ r - 1 (n m 1 - n c - 2 (°G - D)der Schleifscheibe erteilt wird, wobei Δ C die Strecke des anfänglichen Vorschubs darstellt, DG 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 INSPECTED509008/0345S = £· Sk
k=l0 = §■£- X^JL1 Sk (Radiant)—J + -, R sin θ + 3 e sin 3 θ , unddy. s R cos θ + 3 e cos 3 θ= 0o - 0Hierbei 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 KoordinatenQc (-J Dq - D · ^ (DG - D) -^festgelegt ist, wobei D0, D und ψ die gleichen Bedeutungen haben, wie in Anspruch 14.Fu/Gu/Be/Ei.509808/03
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8602573A JPS5630147B2 (de) | 1973-07-31 | 1973-07-31 | |
JP48091972A JPS5758263B2 (de) | 1973-08-16 | 1973-08-16 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2436815A1 true DE2436815A1 (de) | 1975-02-20 |
DE2436815B2 DE2436815B2 (de) | 1979-10-31 |
DE2436815C3 DE2436815C3 (de) | 1980-07-10 |
Family
ID=26427188
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2436815A Expired DE2436815C3 (de) | 1973-07-31 | 1974-07-31 | Maschine zum Schleifen von Kurvenflächen, insbesondere Trochoidenflächen |
DE2462378A Expired DE2462378C3 (de) | 1973-07-31 | 1974-07-31 | Einrichtung zum Eliminieren des beim Schleifen mit einer sich bezüglich ihres Durchmessers abnutzenden Umiangsschleifscheibe am Werkstück auftretenden Formfehlers |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2462378A Expired DE2462378C3 (de) | 1973-07-31 | 1974-07-31 | Einrichtung zum Eliminieren des beim Schleifen mit einer sich bezüglich ihres Durchmessers abnutzenden Umiangsschleifscheibe am Werkstück auftretenden Formfehlers |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3943665A (de) |
DE (2) | DE2436815C3 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2543867A1 (fr) * | 1983-04-07 | 1984-10-12 | Arbel Industrie | Machine a usiner les contours de pieces planes ou courbes |
CN115256200A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-01 | 云南流体规划研究院有限公司 | 一种用于液下泵内部叶轮加工的抛光设备 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4356669A (en) * | 1981-10-23 | 1982-11-02 | Nils Hoglund | Cam control grinding machine |
US4617762A (en) * | 1983-07-18 | 1986-10-21 | Carl Hoglund | Cam controlled machine for forming non-standard surfaces |
US5042204A (en) * | 1990-02-15 | 1991-08-27 | Johnson James N | Finishing machine for trochoidal surfaces |
CN102062594A (zh) * | 2010-12-01 | 2011-05-18 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 圆形工件的圆柱度测量方法 |
CN104148989B (zh) * | 2014-08-01 | 2015-08-19 | 天津市奥托泰克科技有限公司 | 一种靠模的运行方法 |
CN104084846B (zh) * | 2014-08-01 | 2015-07-29 | 贵州建工集团第四建筑工程有限责任公司 | 一种可升降的靠模 |
CN113910021B (zh) * | 2021-10-27 | 2024-02-23 | 上海铼钠克数控科技有限公司 | 异形外圆磨削方法及*** |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2836936A (en) * | 1956-11-13 | 1958-06-03 | Bryant Grinder Corp | Apparatus for generating non-circular profiles and surfaces of revolution |
US3693297A (en) * | 1970-03-24 | 1972-09-26 | Bryant Grinder Corp | Apparatus and method for grinding irregular surfaces of revolution |
US3663188A (en) * | 1971-07-20 | 1972-05-16 | Tri Ordinate Corp | Cam control grinding machine |
US3750345A (en) * | 1972-03-06 | 1973-08-07 | Babcock & Wilcox Co | Machine tool |
US3822511A (en) * | 1972-03-22 | 1974-07-09 | Tri Ordinate Corp | Cam controlled grinding machine |
US3800473A (en) * | 1972-08-04 | 1974-04-02 | Brown & Shapiro Mfg Co | Bore grinding machine |
US3816996A (en) * | 1972-11-24 | 1974-06-18 | Cincinnati Milacron Heald | Grinding machine |
US3828481A (en) * | 1973-05-23 | 1974-08-13 | Cincinnati Milacron Heald | Cam controlled machine for grinding a non-circular surface |
US3827191A (en) * | 1973-06-19 | 1974-08-06 | Gen Motors Corp | Cam controlled surface forming machine |
-
1974
- 1974-07-29 US US05/492,985 patent/US3943665A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-07-31 DE DE2436815A patent/DE2436815C3/de not_active Expired
- 1974-07-31 DE DE2462378A patent/DE2462378C3/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2543867A1 (fr) * | 1983-04-07 | 1984-10-12 | Arbel Industrie | Machine a usiner les contours de pieces planes ou courbes |
CN115256200A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-01 | 云南流体规划研究院有限公司 | 一种用于液下泵内部叶轮加工的抛光设备 |
CN115256200B (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-13 | 云南流体规划研究院有限公司 | 一种用于液下泵内部叶轮加工的抛光设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3943665A (en) | 1976-03-16 |
DE2462378C3 (de) | 1981-01-15 |
DE2462378A1 (de) | 1977-03-24 |
DE2436815C3 (de) | 1980-07-10 |
DE2462378B2 (de) | 1980-04-24 |
DE2436815B2 (de) | 1979-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112018000681B4 (de) | Endflächen-poliervorrichtung für eine lichtwellenleiter-endhülse | |
WO1984000018A1 (fr) | Procede pour fabriquer des pieces avec profile interieur et/ou exterieur polygonal et dispositif de mise en oeuvre du procede | |
DE69226768T2 (de) | Verbesserungen an einstechmaschinen | |
DE2436815A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum profilschleifen geschlossener kurvenflaechen | |
DE3824856A1 (de) | Vorrichtung zur ring-formgebung | |
DE69211654T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zum kaltformen von nuten in die wandung eines rotationskörpers | |
DE2421659A1 (de) | Schleifmaschine | |
DE1066073B (de) | ||
DE3304980C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen und Bearbeiten von Zahnrädern | |
DE2354836C3 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung einer trochoidisch gekrümmten Oberfläche | |
CH452322A (de) | Zahnradschleifmaschine | |
DE1652040B1 (de) | Zustellvorrichtung fuer die Schleifscheibe von Walzenschleifmaschinen | |
DE929289C (de) | Verfahren und Maschine zum Verzahnen eines Kegel- oder Hyperboloidrades | |
DE909686C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zahnraedern durch Einwalzen der Zaehne | |
DE837357C (de) | Abrichtgeraet fuer eine Schleifscheibe | |
DE2453885A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kurvenscheiben | |
DE755757C (de) | Nach dem Abwaelzverfahren arbeitende Kegelradhobelmaschine | |
DE2421670B2 (de) | Einrichtung zum balligen fertigbearbeiten der zaehne von aussen vorverzahnten gelenkwellen | |
DE867609C (de) | Verfahren zur Verstellung des Schwankwinkels bei schwankenden Nutkreissaegen | |
DE945728C (de) | Maschine zur Herstellung von Feilen mittels Schleifwalzen | |
DE956396C (de) | Gewindewalzmaschine mit drei Walzen | |
DE1502127B2 (de) | Hydraulische zweidimensional Voll umriß Kopiersteuereinrichtung | |
DE897061C (de) | Schleifmaschine | |
DE2053506C3 (de) | Schleifmaschine zur Herstellung von schraubenlinienförmigen Nuten in zylindrischen Teilen | |
DE1552783C (de) | Maschine zum Verzahnen von Kegelra dem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |