DE2462378C3 - Einrichtung zum Eliminieren des beim Schleifen mit einer sich bezüglich ihres Durchmessers abnutzenden Umiangsschleifscheibe am Werkstück auftretenden Formfehlers - Google Patents
Einrichtung zum Eliminieren des beim Schleifen mit einer sich bezüglich ihres Durchmessers abnutzenden Umiangsschleifscheibe am Werkstück auftretenden FormfehlersInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Eliminier
ren des beini Schleifen mit einer sich bezüglich ihres fco
Durchmessers abnützenden Üfrifängsschieifscheibe am
Werkstück auftretenden Formfehlers, an einer Maschl·
ne zum Schleifen von geschlossenen Kurvenflächen, insbesondere serienmäßigen Schleifen von Trochoidenflächen
an Kreiskolbenriioforgehäusen, mit einem das
Werkstück trägenden, horizontal angeordneten, mit
konstanter Winkelgeschwindigkeit drehbaren und horizontal nach Maßgabe von Kürvenschablöneri zweidimensional
verschiebbaren Arbeitstisch, mit einem Support, der in vertikaler Richtung in bezug auf die
Oberseite des Arbeitstisches bewegbar und mit einem horizontal verschiebbaren Zwischensupport verbunden
ist, einem vom Zwischensuppiort getragenen Schleifspindelstock
mit vertikal angeordneter Schleifspindel und mit Tastrollen, die unter dem Einfluß einer
Andrückeinrichtung die Kurvenschablonen abtasten.
Bei der Erfindung wird damiit von dem bei Maschinen
zum Schleifen von geschlossenen Kurvenflächen, insbesondere serienmäßigen Schleifen von Trochoidenflächen
an Kreiskolbenmotorjjehäusen, beispielsweise
a-js der DE-OS 22 21 822 bekannten Stand der Technik
ausgegangen. Dort ist das Werkstück mit einer Kurvenschablone verbunden, deren Steuerfläche der zu
schleifenden Fläche des Werkstücks entspricht und von mindestens einer in einer vorbestimmten, zur Fläche der
Kurvenschablone senkrechten Ebene liegenden Tastroltc du^ctastct wifu. Hierzu ist bei der öckäriDicn
Einrichtung ferner eine Antriebseinrichtung vorhanden, die die Kurvenschablone an der Tastrolle mit konstanter
Geschwindigkeit vorbeibewegt Will man mit einer solchen Maschine am Werkstück nun aber der
Schablonenform genau entsprechende Konturen herstellen, ist es bekanntlich erforderlich, daß der
Durchmesser der Schleifscheibe innerhalb entsprechend der geforderten Genauigkeit des Werkstücks enger
Toleranzen stets gen-iuso groß ist wie der Durchmesser
der Tastrolle. Dies läßt sich bei hohen Anforderungen an die Formgenauigkeit des Werkstücks jedoch selbst
bei Verwendung von Diamantschleifscheiben nicht ohne weiteres erreichen, da auch Diamantschieifscheiben
einer wenn auch nur geringen Abnutzung bzw. Durchmesseränderung unterliegen, die aber zumindest
in der Großserienfertigung, wie sie bei der Fertigung von Kreiskolbenmotorgehäusen gegeben ist, nicht
vernachlässigt werden kann Weii nämlich eine
Diamantschleifscheibe so lange eingesetzt wird, bis ihre Diamantauflage vollständig abgenutzt ist, wird sich das
Profil einer zu schleifenden Trochoidenfläche etwa um 0,2 bis 0.3 mm verändern. Eine solche Veränderung der
Trochoidenfläche ist bei Wankelmotoren aber nicht zulässig, da sich dat ,rch erhebliche Dichtungsprobleme
und eine schlechtere Verbrennung mit einer entsprechenden Umweltbelastung ergeben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Schleifmaschine der angesprochenen Art eine Einrichtung
/u schaffen, die Fehler, die sich aus abnutzungsbedingten
Durchmesserunterschieden zwischen der Tastrol'e
und der Schleifscheibe oder auch aus der Verwendung von Schleifscheiben mit gegenüber der
Tastrolle von vornherein unterschiedlichen Durchmcs sern ergeben, selbsttätig korrigiert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist /ur Verwendung an Maschinen der eingangs beschriebenen Art erfindungs
gemäß eine besondere Einrichtung vorgesehen, wobei der Schleifspindelstock am Zwischensupport über eine
in einem Abstand zur Schleifspindel angeordnete Vertikale Welle schwenkbar gelagert ist, die Schwenk^
!bewegungen des Schleifspindelslocks von einem auf der
Welle der Kurvenschablone befestigten KorrektUrnök'
ken gesteuert werden und die Andrückeinrichtung am Umfang des Korrekturnockens angreift und die
Informationen des Korrekturriockens über einen Ge*
triebezug auf den Schleifspiridelstock überträgt.
Die weitere Ausgestaltung des Getfiebezüges ist aus
dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 ersichtlich.
Damit ist erreicht, daß eine Schleifscheibe mit praktisch beliebigem Durchmesser verwendet werden
kann, da die erfindungsgemäße Einrichtung Positionsfehler der Schleifscheibe, die aus von der Tastrolle
unterschiedlichen Durchmessern herrühren, automatisch korrigiert
Anhand eine> sogenannten Explosionszeichnung wird
nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel ist eine Welle 122 durch einen Motor 111 angetrieben, und zwar über Keilriemen
112, eine Riemenscheibe 113 und eine sogenannte Oldham-Kupplung 114. Die Welle 115, die die
Riemenscheibe 113 und das treibende Teil 114a der Kupplung 114 trägt, ist in dem nicht weiter dargestellten
Maschinengestell gelagert Eine drehbare und horizontal zweidimensional bewegliche Lagerphae 116 ist auf
einer Welle 122 befestigt und duivh Drucklager
abgestützt (nicht gezeigt). Taiiruiien VJa utd WTo. die
im Maschinengestell drehbar gelagert sind sind so
angeordnet daß sie in Anlage mit den Lmfärgen von
Kurvenschablonen 118a und ViSb stehen, die auf der
Welle 122 befestigt sind. Die Profile der Kurvenschablonen 118a, 118Z) bilden zusammen eine Trochoid-Kurvenfläche
entsprechend der Trochoid-Kurvenfläche des. hier beispielsweise zu bearbeitenden Kreiskolbenmo*r
torgehäuses 119. Die kurvenförmige Innenfläche des Gehäuses 119 wird mittels einer Umfangsschleifscheibe
120 geschliffen, die einen beliebigen Durchmesser aufweisen kann. Ein an seinem Umfang mit einem
Korrekturprofil (das später beschrieben wird) versehener Korrekturnocken 121 ist auf der Welie 122 befestigt.
Das zu bearbeitende Gehäuse 119 ist am oberen Teil der
Welle 122 mittels einer geeigneten, hier aber nicht weiter dargestellten Spannvorrichtung befestigt. 3ϊ
tine Andruckeinrichtung 123 hält normalerweise die
Tastrollen 117a und I 176 in Berührung mit den KurvenschaL.onen 118a und 1186. Die Andrückeinrichtung
123 enthält eine Zylindereinheit 124, weiche Arme 125a und 1256 um eine ortsfeste Achse *26 dreht,
wodurch von diesen Armen 125a bzw. 125t getragene Rollen 127a und 127Zj gegen den Umfang des
Korrekturnockens 121 gedruckt werden. Die Rollen 127a und 12/6 üben eine Kraft auf die Welle 122 und die
verschiedenen auf dieser Welle aufsitzenden Teile aus. welche in horizontaler Richtung wirksam ist, so daß die
Kurvenschablonen 118a, 118Z) und die Tastrollen 117a.
1176 stets η Berührung miteinander gehalten werden
Die Schleifscheibe 120 ist am unteren Ende einer Schleifspinoel 129 befestigt, die sich vertikal durch einen
Schleifspindelstock 128 erstreckt. Der Schleifspindelslock
128 wird von einer vertikalen Welle 132 getragen, deren gegenüberliegende landen durch zwei Arme 131a
und 1316 abgestützt sind, welche von einem Zwischen
support 130 weg nach vorn ragen, so daß der Schleifspindelstock 128 um die ihn tragende Welle 132
schwenken kann, die normal zur »Achse verläuft. Fin Elektromotor 133 ist mittels eines Armes 134 an dem
Zwischensupport 130 so befestigt, daß seine Achse mit der Welle 132 fluchtet Die Drehbewegung der Welle
des Motors 133 wird auf die Schleifspindel 129 der Schleifscheibe über einen Keilriemen 135 übertragen.
Da die Welle des Motors 133 mit der Welle 132 fluchtet, ist es dabei möglich, die Spannung des Keilriemens 135
stets konstant zu halten, Md zwar unabhängig von der
Schwenkbewegung des Schleifspindelstocks 128,
Eine vertikale Korrekturwelle 136 erstreckt sich durch das eine Ende dea ,'ichleifspindelstocks 128, das
gegenüber demjenigen mit der Schleifscheibe 120 liegt, und die gegenüberliegenden Enden der Korrekturwelle
136 sind über Kupplungsscheiben 140a, 1406 mit Wellen
139a und 1396 verbunden, die ihrerseits drehbar in Armen 138a und 1386. gelagert sind, welche sich von
einem an einem nicht weiter dargestellten Maschinenständer geführten Support 137 weg nach vorn
erstrecken. Die Korrekturwelle 136 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß ihre Achse mit den Wellen 139a
und 1396 fluchtet, wenn eine Schleifscheibe mit gleichem Durchmesser wie die Tastrolle 117a, 1176
verwendet ist Die Wellen 139a, 1396 und die vertikale Welle 132 sind relativ zueinander derart angeordnet,
daß ihre Achsen in einer vertikalen Ebene liegen, in der auch die *-Achse verläuft Ferner sind die Achsen der
Schleifspindel 129, der vertikalen Welle 132 und der Korrekturwelle 136 auf einer gemeinsamen horizontalen
Linie angeordnet.
Am unteren Ende der Weile 1396 Ia1 ehe kreisrunde
Scheibe 141 befestigt die mit einer zweiten ähnlichen kreisrunden Scheibe 142 über zwei Parallelogrammlenker
143 und Verbindungsstifte 144 und 145 so verbunden ist, daß die zwei kreisrunden Scheiben 141 und 142 die
gleichen kreisförmigen Verstellbewegungen ausführen. Die Scheibe 142 ist am oberen Ende einer Teleskopwelle
146 befestigt deren unteres Ende mit einer Kurbelscheibe 147 verbunden ist, die ihrerseits mit
einem hier als Kulissenstein ausgebildeten Führungsteil 148 versehen ist, welcher mit einer Ausnehmung 149 des
Armes 125a im Eingriff ist. Wenn folglich der Arm 125a gedreht wird, werden auch die Kupplungen 140a und
1406um den gleichen Winkel gedreht wie der Arm 125a, und zwar über die Scheibe 542. Lenker 143, Scheibe 141
und die Welle 1396.
Der Zwischensupport 130 ist so konstruiert bzw. angeordnet, daß er in bezug auf den Support 137 ir einer
Richtung parallel zur Ar-Achse verschiebbar ist. Wenn eine Gewindespindel 151 mittels eines Vorschubantrie
-s 150 gedreht wird, wird der Zwischensupport 130 entlang horizontaler Führungsnuten 152 bewegt, die im
Support 137 ausgebildet sind.
Die Kupplungen 140a und 1406 sind so ausgeführt daß sie in Ebenen senkrecht zu ihren Achsen nur entlang
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 140a und 1406 sind ferner so ausgeführt,
daß die Richtungen der Schiebebewegungen der Kupplungen 140a, 140b sich verändern, während sich die
Welle 136 dreht, daß jedoch, wenn die Lage des Schleifpi<nktes in bezug auf die Achse der Schleifspindel
129 mit der Vorschubrichtung zusammenfällt und daß ferner in dem Fall, η dem der Korrekturwir.kel φ gleich
0 ist. die Richtungen der Gleitbewegungen der Kupplungen mit de Vorschubrichtung zusammenfallen.
Das Profil des Korrekturnockens wird derart gewählt,
daß unter diesen 'Jmständen, wenn ein anfänglicher Vorschub oder Zustellwert dem Schleifspindelstock 128
in Richtung der Ar-Achse erteilt wird, der Schleifspindel* stock 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 iii Richtung der x-Achse um eine
Strecke verschoben oder verlagert wird, die gleich dem Ausmaß des anfänglichen Vorschubs ist Wenn jedoch
die Lage des Schleifpunktes in bezug auf die Achse der Schleifscheibe nicht mit der Vorschubrichtung zusammenfällt
und der Korrekturwinkel φ gleich 0 ist, werden
die Richtungen der Bewegungen der Kupplungen 14Oa und 14Oi um einen Winkel λ in bezug auf die
Vorschubrichtung verändert.
Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung arbeitet wie folgt:
Wenn der Elektromotor 111 an Spannung gelegt
wird, treibt er die Welle 115 über die Keilriemen 112 mit
einer konstanten Drehzahl an. Die Welle 115 treibt die
Welle 122 über die Kupplung 114 an. Aufgrund der Führungsprofile der Kurvenschablonen 118a, 118ö führt
die Welle 122 eine zusammengesetzte Bewegung, bestehend aus Dreh- und Schiebebewegung, aus, so daß
die innere Kurvenfläche des Gehäuses 119 so geschliffen wird, daß eine Trochoid-Kurvenfläche
ausgebildet wird. Zur gleichen Zeit führt der an der fs
Welle 122 befestigte Korrekturnocken 121 die gleiche Bewegung aus. Da die Rollen 127a und 1276 stets in
Berührung mit dem Umfang des Korrektufnockens 121 gehalten werden, werden die Arme 125a und 1256 um
die ortsfeste Achse 126 verschwenkt. Die Schwenkbewegung des Armes 125a hat zur Folge, daß sich die
TeleskopWelle 146 Um ihre Achse verschwenkt. Und zwar unter dem Einfluß der Ausnehmung 149, des
Kulissensteins 148 und der Kurbel 147. Die Schwenkbewegung der Teleskopwelle 146 wird in die Schwenkbe·
wegung der Kupplungen 140a und 140t umgesetzt.
Ist dabei nun der Durchmesser der Schleifscheibe 120 nicht gleich dem Durchmesser der Tastrolle, so wird der
Vorschubantrieb 150 betätigt, um die Schleifscheibe 120 in erforderlichem Maße in Λτ-Richtung zuzustellen.
Anschließend werden die Größen der Exzentrizitäten der Kupplungen 140a, 1406 um den gleichen Wert
verändert. Unter diesen Bedingungen wird die Schwenkbewegung des Armes 125a über die Teleskopwelle
146 auf die Kupplungen 140a und 1406 übertragen, wobei die Schwenkbewegungen dieser Kupplungen
bewirken, daß sich die Körrektüfwelle 136 in seitlicher
Richtung (in Richtung der j'-Ächse) hin- und herbewegt.
Dies hat wiederum zur Folge,- daß der Schleifspindelstock
128 um die vertikale Welle 132 verschwenkt wird, Wobei die Schleifspindel i29 und die von dieser
getragenen Schleifscheibe 120 in seitlicher Richtung hin- und herbewegt werden. Als Folge hiervon führt die
Schleifspindel 129 die erwünschte Korrekturbewegung aus, die durch folgende Gleichung dargestellt wird:
Ac = y (D0 - D)
1 CCS r
sin
Diese Korrekturbewegung verläuft in Richtung der y-Achse und entspricht dem Produkt aus den Drehwinkeln
der Wellen 139a. 1396 bzw. der Bewegung uncj jem na|(jen Wen del- Differenz aus
normalem und genormtem Durchmesser der Schleifscheibe. Die Bewegung wird durch das Profil des
Korrekturnockens 121 ausgelöst. Die Schleifscheibe 120
führt somit die erwünschte Schleifbearbcitung am Rotorgehäuse 119 aus.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einrichtung zum Eliminieren des beim Schleifen mit einer sich bezüglich ihres Durchmessers
abnutzenden Umfangsschleifscheibe am Werkstück auftretenden Formfehlers, an einer Maschine zum
Schleifen von geschlossenen Kurvenflächen, insbesondere serienmäßigen Schleifen von Trochoidenflächen
an Kreiskolbenmotorgehäusen, mit einem das Werkstück tragenden, horizontal angeordneten,
mit konstanter Winkelgeschwindigkeit drehbaren und horizontal nach Maßgabe von Kurvenschablonen
zweidimensional verschiebbaren Arbeitstisch, mit einem Support, der in vertikaler Richtung in
bezug auf die Oberseite des Arbeitstisches bewegbar und mit einem horizontal verschiebbaren Zwischeniupport
verbunden ist, einem vom Zwischensupport getragenen Schieifspindcisioek mti vertikal angeordneter
Schleifspindel und mit Tastrollen, die unter dem Einfluß einer Andrückeinrichtung die
Kurvenschablonen abtasten, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifspindelstock (128) am
Zwischensupport (130) über eiD<; in einem Abstand
rur Schleifspindel (129) angeordnete vertikale Welle (132) schwenkbar gelagert ist, daß die Schwenkbewegungen
des Schleifspindelstocks (128) von einem auf der Welle (122) der Kurvenschablone (118a,
llBty befestig 211 Korrekturnocken (121) gesteuert
werden und daß die Andrückeinrichtung (123) am jo Umfang des Korrekturnockens (121) angreift und
die Informationen des Korrektupwckens (121) über
einen Getriebezug (136 bis 149) auf den Schleifspindelstock (128) überträgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet,
daß der Getriebezug (136 bis 149) eine von dem Schleifspindelstock (128) getragene Korrekturwelle
(136) aufweist, deren Enden von nach Art einer Oldham-Kupplung ausgebildeten Kupplungsscheiben
(140a. 140b) angetrieben sind, die in einer zur Achse der Korrekturwelle (136) senkrechten Ebene
Schiebebewegungen ermöglichen und in Armen (138a. 138Z>;des Supports (137) mittels Wellen (139a.
1396,1 drehbar gelagert sind, daß am unteren Ende
der einen Welle (1396; eine Scheibe (141) befestigt <e>
ist. die mit einer /weiten Scheibe (142) über Parallelogrammlenker (143) und Verbindungsstifte
(144, 145) verbunden ist. und daß die zweite Scheibe (142) am oberen Ende einer Teleskopwelle (146)
befestigt ist, deren unteres Ende mit einer Kurbel to
(147) verbunden ist. die über ein Führungstell (148) mit einer Ausnehmung (149) des einen Armes (\2"ia)
der Andrückeinrichtung (123 bis \27b) >m Fingriff
ittht.
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