DE2712029C3 - Nockenschleifmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Nocken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Maschine ist in der CH-PS 1 80 127 beschrieben. Bei ihr erfolgt das Konstanthalten der zürn Erzeugen des Nockenprofiles durchgeführten Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug unter Verwendung einer entsprechend geformten Steuerscheibe, welche von der gemeinsamen Welle für die Kopierschablone und das Werkstück getragen ist und zum Verlagern des Ventilkörpers einer variablen Drossel dient, welche in die Speiseleitung des Antriebes geschaltet ist

Bei dieser bekannten Maschine müssen aber für verschiedene Nockenformen oder für das Bearbeiten ⁴" von Nocken gleicher Form aus unierschiedlichem Material jeweils neue Steuerscheiben angefertigt werden und in die Maschine eingesetzt werden. Dies ist nicht nur mit Kosten verbunden, neue Steuerscheiben können auch nicht rasch bereitgestellt werden. Darüber « hinaus fallen zusätzliche Rüstzeiten an.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches so ausgebildet werden, daß eine gesonderte Steuerscheibe nicht benötigt wird.

Ausgehend von dem in den Oberbegriffen des Patentanspruchs berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen.

Es ist zwar an sich bekannt, bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken die Zerspanungsleistung unter Verwendung eines Rechners konstant zu halten, welcher der gewünschten unrunden Kontur des Werkstücks entsprechende Daten gespeichert hat (Annals of the ClRP, Vol. 23,1, 1974, Seiten 115 und 116, und DE-OS 22 37 060). Dieser Rechner erhält die Ist-Stellung des Werkstücks von einem synchron zur Werkstückspindel angetriebenen Winkelgeber und berechnet hieraus und aus dem Kontur-Datensatz die Zustellgeschwindigkeit, die bei den gerade vorliegenden geometrischen Bedingungen zur gewünschten konstanten Zerspanungsrate führt.

Dieser Winkelgeber erzeugt aber ein linear dem Drehwinkel der Werkstückspindel zugeordnetes Signal, der Rechner muß also einen sich umgekehrt zum Umfangsprofil ändernden Kennlinien-Datensatz gespeichert haben.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine gibt der Schwenkwinkelgeber in Bereichen konstanter Nookenkrümmung ein konstantes Signal ab, das nicht kompliziert umgerechnet zu werden braucht In den Bereichen, in denen die Umfangsgeschwindigkeit nachgeregelt werden muß, erzeugt auch der Schwenkwinkelgeber ein sich rasch änderndes Signal.

Werden Werkstücke mit einer Mehrzahl axial aufeinanderfolgender, winkelversetzter Nocken geschliffen, so wird bei der erfindungsgemäßen Maschine die Winkelversetzung zwangsläufig ohne zusätzliche Progi aminierung der Rechenschaltung berücksichtigt

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Nockenschleifmaschine, teilweise im Schnitt,

F i g. 2: ein Blockschaltbild der Drehzahlsteuerung für den Antrieb der in F i g. 1 gezeigten Nockenschleifmaschi.ie,

Fig.3: eine schematisch dargestellte Seitenansicht der Nockenschleif maschine aus F i g. 1,

F i g. 4: eine grafische Darstellung zum Verkauf der Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes im Berührpunkt mit der Schleifscheibe in Abhänigkeit vom Drehwinkel und

Fig.5: eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Schwenkwinkels des als Schwinge ausgebildeten Werkstückhalters vom Drehwinkel der gemeinsamen Welle für Kopierschablone und Werkstück.

Die in der Zeichnung dargestellte Nockenwellenschleifmaschine hat ein Maschinenbett 1, auf welchem in Lagerböcken 2 ein als Schwinge 3 ausgebildeter Werkstückhalter gelagert ist. Die Schwinge 3 trägt in Lagern 4 eine Welle 5, zwischen deren aus dem rechten Lager 4 auskragenden Ende und einem Reitstock 6 eine zu bearbeitende Nockenwelle A, auf welcher Nocken B geschliffen werden sollen, eingespannt ist Eine Umfangsschleifscheibe 7 ist in F i g. 1 strichpunktiert eingezeichnet Die Welle 5 trägt ferner mehrere Kopierschablonen 8, von denen jeweils eine ausgewählte durch eine Feder vorgespannt gegen die Umfangsfläche einer Leitrolle 11 (vergl. F i g. 3) anliegt

Die Welle 5 und die zu schleifende Nockenwelle A sind durch eine Mitnehmeinrichtung drehfest miteinander verbunden und werden über ein Kardangelenk 10 und eine Wellenkupplung 12 von einem motorischen Antrieb 9 in Drehung versetzt. Da die Kopiernocken 8 ein nichtkreisförmiges Profil aufweisen, wird beim Drehen der Welle 5 die Schwinge 3 verschwenkt wodurch die zu schleifende Nocke B der Nockenwelle A weiter von der Schleifscheibe 7 wegbewegt oder auf diese hin zubewegt wird. F i g. 3 zeigt schematisch die Schleifscheibe 7, die zu schleifende Nocke B und die Kopierschablone 8, welche beide um die mit Oj bezeichnete Achse mit der Geschwindigkeit ω«, umlaufen. Der für die zu bearbeitende Nocke B und die Kopierschablone 8 gleich große Drehwinkel ist mit φ bezeichnet, der Schwenkwinkel der um die Achse θ\ bewegbaren Schwinge 3 mit Θ.

Fig.4 zeigt den Verlauf der Umfangsgeschwindigkeit Vp im Berührpunkt P zwischen Werkstückoberfläche und Schleifscheibe 7 für den Fall, daß sich die Welle

5 und das Werkstück mit konstanter Geschwindigkeit drehen. Man erkennt, daß bei zwei auf der Nockenwelle A vorhandenen Nocken B die maximale Umfangsgeschwindigkeit bei den Winkeln ψ2 bzw. ψ^ auftritt In Fig.5 ist für die entsprechende Kopierschablone 8 die Abhängigkeit des Schwenkwinkels θ der Schwinge 3 vom Drehwinkel ψ der Welle 5 wiedergegeben.

F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Drehzahlsteuerung für den Antrieb 9, mit welcher die Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes im Berührpunkt P mit der Schleifscheibe 7 konstant gehalten wird.

Diese Steuerung hat eine Rechenschaltung 15, welche mit Winkelschrittgebern 13 und 14 verbundene Eingänge hat Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, arbeitet der Winkelschrittgeber 13 mit der Schwinge 3 zusammen, mißt also den Schwenkwinkel Θ. Der Winkelschrittgeber 14 arbeitet dagegen mit dem Antrieb 9 zusammen, mißt also den Drehwinkel φ der Welle 5 und damit auch der zu schleifenden Nockenwelle A.

Der Ausgang der Rechenschaltung 15 ist mit einem Servoverstärker 9a verbunden, welcher auf den Antrieb 9 arbeitet Zwischen dem Antrieb 9 und dem Servoverstärker 9a ist eine Schaltung 16 zur Rückmeldung der Ist-Drehzahl des Antriebs 9 vorgesehen.

In Fig.2 ist die mechanische Verbindung zwischen -dem Antrieb 9 und der Welle 5 sowie der zu schleifenden Nockenwelle A gestrichelt eingezeichnet Ebenfalls gestrichelt eingezeichnet ist der Antrieb der Schwinge 3 durch die Drehung der Welle 5 und der Antrieb der beiden Winkelschrittgeber 13 und 14 durch die Schwinge 3 bzw. die Welle 5.

Die Winkelschrittgeber 13 und 14, welche ein dem Drihwinkel φ_χ bzw. dem Schwenkwinkel Q₁ zugeordnetes Signal bereitstellen, sind für ein vorgegebenes Winkelinkrement jeweils einen Impuls abgebende Fühler, welche mit Aufwärts-/Abwärtszählern zusammenarbeiten.

Wie aus F i g. 5 ersichtlich ist, ist der Schwenkwinkel θ für eine vorgegebene Nockenform eindeutig dem Drehwinkel φ zugeordnet Bei entsprechender Voreinstellung der Rechenschaltung 15 bezüglich der zu schleifenden Nockenform braucht deshalb nur einer der Winkelschrittgeber 13, 14 verwendet zu werden, d.h. also entweder der Winkelschrittgeber 13 oder der Winkelschrittgeber 14. In diesem Falle wird die Rechenschaltung 15 unter Verwendung von handbetätigten Schaltern entsprechend voreingestellt Dies kann z. B. derart erfolgen, daß man jeweils einem Winkelintervall von ψ-, bis ψί +1 eine Ausgangsspannung £, zuordnet mit welcher der Servoverstärker 9a angesteuert wird. Man erhält dann in dem betrachteten Winkelintervall eine entsprechende Solldrehzahl des Antriebs 9.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Maschine zum Schleifen von Nocken mit einem als Schwinge ausgebildeten Werkstückhalter, der auf einer gemeinsamen Welle eine die Schwenkbewegung des Werkstückhalters steuernde Kopierschablone und das Werkstück trägt, mit einem An trieb für die gemeinsame Welle und mit einer bezüglich der Umgangsform voreinstellbaren Einrichtung zum Steuern der Drehzahl dieses Antriebs derart, daß am Umfang des Werkstücks eine konstante Umfangsgeschwindigkeit vorhanden ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß diese Einrichtung einen durch die Schwinge (3) synchron angetriebenen Schwenkwinkelschrittgeber (13) und eine bezüglich der Umfangsform der Kopierschablone (8) voreinstellbare Rechenschaltung (15) aufweist, welche die Drehzahl des Antriebs (9) steuert, wobei der Schwenkwinkel (Θ) für eine vorgegebene Nockenform eindeutig dem Drehwinkel (<p) zugeordnet ist.

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