DE2462378C3

DE2462378C3 - Einrichtung zum Eliminieren des beim Schleifen mit einer sich bezüglich ihres Durchmessers abnutzenden Umiangsschleifscheibe am Werkstück auftretenden Formfehlers

Info

Publication number: DE2462378C3
Application number: DE2462378A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Numazu Shizuoka Nagashima (Japan)
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1974-07-31
Publication date: 1981-01-15
Also published as: US3943665A; DE2462378B2; DE2436815C3; DE2436815B2; DE2436815A1; DE2462378A1

Description

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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 j_{em na}|(j_en Wen d_el- 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

Patentansprüche:

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.