DE2453885A1

DE2453885A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kurvenscheiben

Info

Publication number: DE2453885A1
Application number: DE19742453885
Authority: DE
Inventors: Rudolf Czerwinski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-13
Filing date: 1974-11-13
Publication date: 1975-05-22
Also published as: CH584089A5; FR2251176A5; BR7409495A; JPS5088693A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kurvenscheiben.

Im allgemeinen werden Kurvenscheiben, die auch Steuernockenscheiben genannt werden können, durch Schleifen von Rohlingen hergestellt, deren Abmessungen etwas größer sind als die eines diesbezüglichen Modells oder Matrize.

Gewöhnlich werden der Rohling und das Modell auf ein und derselben Welle befestigt, die parallel zur Antriebswelle einer Schleifvorrichtung bzw. Schleifscheibe angeordnet ist. Es versteht sich, daß der Verschleiß einer solchen Schleifscheibe zu Fehlern in dem hergestellten Profil führt. Man kann natürlich eine Schleifscheibe größeren Durchmessers ver-

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wenden, deren Verschleißgeschwindigkeit geringer ist, aber in einem solchen Falle muß dann der Nachteil in Kauf genommen werden, daß mit einer solchen Schleifscheibe hohle, d.h. konkave Teile des Rohlings mit kleinem Radius nicht in jedem Fall geschliffen werden können. Des weiteren lassen sich Profilfehler aufgrund von Verschleiß selbst bei sehr langsamen Schleifscheiben nicht vollständig ausschließen.

In der FR-PS 82? 228 ist ein Schleifverfahren beschrieben, bei dem die Schleifscheibe lotrecht zur Achse des Rohlings ausgerichtet ist, so daß die Herstellung von hohlen, also konkaven Teilen der Kurvenscheibe ermöglicht wird, und zwar trotz Verwendung einer einen großen Durchmesser aufweisenden Schleifscheibe. Ein solches Verfahren wird jedoch nur für die besagten konkaven Teile angewendet, während der übrige Teil des Umfangs des Rohlings in der üblichen Weise geschliffen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, durch die sich Kurvenscheiben herstellen lassen, deren Profil genau demjenigen des Modells entspricht, also dem Modell identisch ist, und zwar unabhängig vom Durchmesser der Schleifscheibe und ihrer Betriebs- oder Arbeitsgeschwindigkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren, mit dem jeder Rohling mit Hilfe einer Schleifscheibe geschliffen wird, deren Achse lotrecht zu derjenigen des Rohlings ausgerichtet ist und deren Umfang ein ringförmiges Profil aufweist, kennzeichnet sich dadurch, daß das ringförmige Profil auf einem konstanten Radius gehalten, und daß das Modell der Kurvenscheibe, das in an sich bekannter Weise auf der Welle oder der sich drehenden Spindel befestigt ist, die den zu schleifenden

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Rohling trägt, federnd gegen eine Stützrolle gedruckt wird, deren Radius gleich dem Radius des "besagten ringförmigen Profils ist.

Man hat festgestellt, daß die nach dem Schleifen des Rohlings erhaltene Roll- oder Laufbahn die absolut genaue Reproduktion der Roll- oder Laufbahn des Kurvenscheibenmodells ist, wobei die fortschreitende Abnutzung der Schleifscheibe nicht ins Gewicht fällt.

Die Erfindung ist ferner auf die Schaffung einer Vorrichtung gerichtet, mit der das oben beschriebene Verfahren durchführ-" bar ist. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß sie einen Tisch, einen auf diesem Tisch gleitend gelagerten Schlitten sowie eine drehbare Spindel oder Welle aufweist, die von dem Schlitten getragen wird und dabei einer Achse folgt, die lotrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens verläuft. Diese Welle bildet den Träger für den zu schleifenden Rohling und das Kurvenscheibenmodell. Des weiteren weist die Vorrichtung eine rotierende Schleifscheibe mit ringförmigem Umfang auf, die auf einer Spindel verkeilt ist, welche lotrecht zu der Welle und in Bewegungsrichtung des Schlittens verläuft. Ferner ist eine Rolle vorhanden, die von dem Tisch übertragen wird und deren Radius gleich dem Radius des ringförmigen Profils des Umfangs der Schleifscheibe ist.. Darüber hinaus sind Einrichtungen vorgesehen, die zu dem Schlitten gehören und für das elastische oder federnde Andrücken des Kurvenscheibenmodells an die erwähnte Rolle dienen. Schließlich Bind auch noch Korrektureinrichtungen vorhanden, die dazu dienen, das Ringprofil am Umfang der Schleifscheibe auf einem konstanten Radius zu halten, während des ganzen Schleifvorgangs.

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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansieht eines Teils einer Schleifvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

!ig. 2 eine perspektivische Darstellung der Schleifvorrichtung, aus der die gegenseitige Beziehung der Hauptelemente der Vorrichtung ersichtlich ist, und

Fig. 3 und 4- schematische Darstellungen der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist der zu schleifende Rohling mit Λ bezeichnet. Dieser Rohling weist ein Profil auf, das ganz allgemein demjenigen des Kurvenscheibenmodells 2 gleich ist, wobei jedoch die Abmessungen etwas größer sind als die des Profils des Kurvenscheibenmodells. Der Rohling 1 und das Kurvenscheibenmodell 2 sind auf einer senkrechten Welle 3 übereinander angeordnet, die durch einen nicht dargestellten Antrieb in Umdrehung versetzt wird. Die Welle 3 wird von einem Schlitten 4 getragen, der auf zwei Glextführungen 5 (Fig. 1) befestigt ist. Diese Gleitführungen 5 sind auf einem verstellbaren Tisch 6 gelagert, der seinerseits auf den beiden Führungen 7 befestigt ist, die von dem allgemeinen Rahmen 8 der Vorrichtung getragen werden. Die Führungen 5 7 bewegen sich in bezug aufeinander parallel, während die Welle 3 lotrecht zur Bewegungsrichtung der beiden Führungen ausgerichtet ist.

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Die Bewegung oder Verschiebung des Tisches 6 in bezug auf den Rahmen 8 wird durch eine Stellspindel 9 sichergestellt, die in einer nach unten gerichtete Verlängerung 6a des Tisches 6 eingeschraubt ist, wobei die Stellspindel mit einem Stellelement 10 fest verbunden ist. Man erkennt, daß das Stellelement 10 dadurch ermöglicht, die Lage des Tisches 6 in bezug auf den Rahmen 8 zu verändern.

Auf den Führungen 7 des Tisches 6 ist eine Traverse 11 befestigt, die einen Träger für die senkrechte Achse der beweglichen Rolle 12 bildet. An dieser Rolle wird das Profil des Kurvenscheibenmodells 2 federnd angedrückt. In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Einrichtung für dieses elastische Andrücken durch einen Stößel 13 gebildet wird, der mit Federn oder gleichartigen Elementen so verbunden ist, daß die Führungen 5 und der Schlitten 4 in Richtung des Pfeils F belastet werden.

Der Rahmen 8 ist mit einer senkrechten Verlängerung 8a ausgestattet, die einen Träger für die waagrechte Antriebsspindel 14 der Schleifscheibe 15 bildet. Die Antriebsspindel 14 ist auf diese Weise lotrecht zur Welle 3 und den Führungspaaren 5 und 7 ausgerichtet. Zu der Schleifscheibe 15 gehört eine Korrekturvorrichtung, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Diamanten 16 aufweist, der auf einem hin- und herbeweglichen Träger 17 befestigt ist, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Lauf- oder Lagerzapfen 17a mit den beiden übereinanderliegenden Armen 18 des Rahmens zusammenwirken.

Wichtig ist, daß der Umfang der Schleifscheibe 15 ei& ringförmiges Profil bildet, dessen Radius r (Fig. 3) gleich dem Radius r¹ der Rolle 12 ist, und daß die Spitze des Diamanten

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einen Kreisbogen beschreibt, dessen Radius gleich r und r^! ist.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus den obigen Erläuterungen. Sobald der zu schleifende Rohling 1 auf dem äußersten Ende der Welle 3 befestigt ist, wird das Stellelement 10 so verstellt, daß der Tisch 6 solange verschoben wird, bis die Rolle 12, an der das Kurvenscheibenmodell 2 aufgrund der Federwirkung des Stößels 13 zur Anlage kommt, und bis der Umfang des besagten Rohlings mit dem Umfang der Schleifscheibe 15 in Berührung kommt. Wie in Fig«, 3 gezeigt ist, in der die Abmessungsunterschiede zur Verdeutlichung der Betriebsweise erheblich übertrieben dargestellt sindj ist der geometrische Mittelpunkt 0 des ringförmigen Profils des Umfangs der Schleifscheibe 15 in bezug auf den geometrischen Mittelpunkt 0' der Rolle 12 also verschoben.

Die Welle 3 wird mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit in Drehung versetzt, beispielsweise mit 2 bis 10 Upm, Die Drehbewegung des Kurvenscheibenmodells 2 in bezug auf die Rolle 12 bewirkt eine wechselnde Verschiebung des Schlittens in "bezug auf den Tisch 6„ und zwar in Abhängigkeit von dem durch aas diesbezügliche Kurvenscheibenmodell gebotenen Profil. Die Schleifscheibe 15s die mit hoher Geschwindigkeit rotiert, schleift auf diese Weise den Umfang des Rohlings 1 ab. Es versteht sich, daß dann, wenn der Radius r des ringförmigen Profils der Schleifscheibe 15 mit dem Radius r' der Rolle identisch bleibt, die Schleifscheibe 15 an dem Rohling 1 ganz genau dasselbe Profil erzeugen kann, das das Kurvenscheibenmodell 2 besitzt, und zwar trotz des zunehmenden Verschleißes dieser Schleifscheibe« Es versteht sich, daß dieser Verschleiß notwendigerweise mit sich bringt, daß der Umfang der Schleifscheibe 15 und des Rohlings 1 näherrücken. Dieses Näher-

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rücken.Dieses Näherrücken kann möglicherweise automatisch erfolgen, beispielsweise mit Hilfe eines !"ühlers, der entweder die Verschiebung einer Gleitvorrichtung befiehlt, die zwischen dem Träger 8a und dem Rahmen 8 vorgesehen ist, oder die Stellspindel 9 betätigt. Der Schleifvorgang ist beendet, sobald die Stellung von Pig. 4 erreicht ist, in der die Mittelpunkte 0 und O¹ auf ein und derselben senkrechten Achse liegen.

Es versteht sich von selbst, daß sichergestellt werden muß, daß der Umfang der Schleifscheibe 15 so korrigiert wird, daß der Radius r des ringförmigen Profils trotz der fortschreitenden Abnutzung der Schleifscheibe konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck reicht aus, wenn der hin- und herbewegliche Träger 17 mit Spiel im Winkel verschoben wird, damit der Diamant 16 den Umfang der Schleifscheibe 15 abschleifen kann. Auch diese Winkelverschiebung des Trägers 17 wiederum läßt sich automatisch mit Hilfe eines Eühlers oder einer- in passender Weise angeordneten Vergleichsvorrichtung bewerkstelligen.

Man erkennt, daß die auf dem Umfang des Rohlings 1 ausgebildete oder hergestellte Laufbahn im Schnitt ein konkaves Profil bildet, und zwar aufgrund des ringförmigen Profils des Umfangs der Schleifscheibe 15- ^n der überwiegenden Mehrzahl aller Fälle weist dieses konkave Profil keinerlei Nachteil auf, da es ausreicht, die Kurvenscheibe einer Mitläuferrolle zuzuordnen, die ein gewölbtes Profil aufweist. Wenn das nicht geht und man auf der Kurvenscheibe eine vollständig ebene Laufbahn erhalten möchte, reicht es aus, wenn man die Schleifscheibe 15 während des SchleifVorgangs in senkrechter Richtung verschiebt.

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Es wird darauf hingewiesen, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren, das im folgenden beschrieben wird, insbesondere zur automatischen Herstellung von Kurvenscheiben mit Hilfe eines numerisch, beispielsweise mit Hilfe von Lochstreifen, gesteuerten Gerätes eignet, das an die oben beschriebene Schleifvorrichtung so angeschlossen ist, daß der Schlitten ohne Einwirkung des Kurvenscheibenmodells 2, der Rolle 12 und des Stößels 13 direkt verschoben wird. Wenn also ein Lochstreifen, der einem bestimmten Kurvenscheibentyp entspricht, verwendet wird, ist es notwendig, in die Datenaufbereitungsvorrichtung die Profildaten des Kurvenscheibenmodells sowie den Eadius r-r' einzugeben, wenn man das gleiche optimale Ergebnis erhalten will, das im Falle der oben beschriebenen mechanischen Steuerung erhalten wird.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel soll keinen beschränkenden Charakter haben. In diesem Zusammenhang sind auch andere Korrekturmittel oder -einrichtungen denkbar, die insbesondere aus einem profilierten Element bestehen können, das periodisch mit dem Umfang der Schleifscheibe in Berührung gebracht wird.

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Claims

Anwaltsakte Czer-6054

Pate nt ansprüche

ι 4. Verfahren zur Herstellung von Kurvenscheiben aus Rohlingen deren Abmessungen etwas größer sind als die eines Modells oder einer Kurvenscheibenmatrize, "bei dem Jeder Rohling mittels einer Schleifscheibe geschliffen wird, deren Achse lotrecht zu der Achse des Rohlings ausgerichtet ist und deren Umfang ein ringförmiges Profil aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das Kurvenscheibenmodell, das in an sich bekannter Weise auf der sich drehenden Welle befestigt ist, die den zu schleifenden Rohling trägt, federnd gegen eine Führungsrolle gedrückt wird, deren Achse in ihrer Lage in bezug auf die Achse der Schleif-

man scheibe einstellbar ist, und daß/das ringförmige Profil der Schleifscheibe in einem Radialschnitt ständig gleich demjenigen der Führungsrolle hält, so daß der zunehmende Verschleiß der Schleifscheibe vollständig unberücksichtigt bleibt und auf diese Weise Kurvenscheibenprofile hoher Genauigkeit hergestellt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet , durch einen Tisch (6), einen auf dem Tisch gleitend gelagerten Schlitten (A), eine auf dem Schlitten drehbar getragene Welle (3)» die sich längs einer Achse lotrecht zur Ver—

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Schiebung des Schlittens erstreckt und in an sich bekannter Weise einen Träger für den zu schleifenden Rohling (i) und für das Kurvenscheibenmodell (2) bildet, ferner durch eine Rolle (12) die von dem Tisch (6) einstellbar getragen wird und mit dem Kurvenscheibenmodell (2) in Berührung steht, eine rotierende Schleifscheibe (15)» die auf einer Achse (14) verkeilt ist, welche lotrecht zu der Welle (3) und in Richtung der Schlittenbewegung verläuft, wobei der Umfang der Schleifscheibe (15) ein ringförmiges Profil aufweist, und schließlich durch eine dem Schlitten (4) zugeordnete Einrichtung, durch die das Kurvenscheibenmodell (2) federnd gegen die Führungsrolle (12) drückbar ist, sowie durch eine Korrektureinrichtung, durch die während des ganzen Schleifverfahrens das ringförmige Profil des Umfangs der Schleifscheibe (15) in einem Radialschnitt ständig gleich demjenigen der Führungsrolle (12) haltbar ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Tisch (6) auf einem Rahmen (8) in einer Ebene gleitend gelagert ist, die parallel zu der des Schlittens (4-) verläuft, und daß der Tisch mit eing? Steuervorrichtung in Verbindung steht, die in der Lage ist, seine Verschiebung zu steuern, wenn der Rohling (1) gegen den Umfang der Schleifscheibe (15) gedrückt wird.

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