DE3037275A1 - Nockenwellenschleifmaschine und verfahren zum schleifen der nocken einer nockenwelle - Google Patents
Nockenwellenschleifmaschine und verfahren zum schleifen der nocken einer nockenwelleInfo
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen von Nockenwellen.
Es wurden bereits besondere Schleifmaschinen und Verfahren zum Schleifen der Nocken an Nockenwellen von Motoren entwickelt.
Die Verwendung dieser Sondermaschinen ist infolge der unregelmässigen Konfiguration und infolge der Winkellage
der Nocken erforderlich. Die unregelmässige Formgebung der Nocken macht es erforderlich, die Nockenwelle in Richtung
einer Schleifscheibe ur.d von dieser abgewandt zu bewegen, wenn die Nockenwelle bei Anlage der Schleifscheibe an einem
Nocken gedreht wird. Um diese Bewegung der Nockenwelle zu bewerkstelligen, sind der Spindelstock und der Reitstock,
welche die Nockenwelle drehen, an einer Schwenkstange gelagert, die mit Hilfe eines Nockenfolgers und eines Meisternockensatzes
in Richtung der Schleifscheibe und von dieser abgewandt gerichtet verschwenkt wird. Spannfedern werden verwendet,
um die Schwenkstange in Richtung der Schleifscheibe zu verspannen und um den Nockenfolger und den Meisternockensatz
während eines Schleifens in Anlage zu halten.
Da sich die Bewegung der Schwenkstange in Richtung der Schleifscheibe
und von dieser abgewandt entsprechend der Konfiguration
des jeweils zu schleifenden Nockens ändert, weist der Meisternockensatz im allgemeinen mehrere Nockenelemente auf, von
welchen wenigstens eines einem Nocken an der Nockenwelle zugeordnet ist. Wenn ein Nocken fertiggeschliffen ist, dann wird
der Arbeitstisch bzw. ein Schlitten relativ zur Schleifscheibe
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verlagert, um den nächstfolgenden Nocken in Anlage oder Fluchtung mit der Schleifscheibe zu bringen. Diese Einstellung wird durchgeführt,
während sich die Schwenkstange in einer vollständig zurückgezogenen Position oder Ladeposition befindet, in welcher die
Nocken einen Abstand von der Schleifscheibe aufweisen, wobei sich der Meisternockensatz unter einem möglichst grossen Abstand vom
Nockenfolger befindet. Wenn der nächstfolgende Nocken in Fluchtung mit der Schleifscheibe bewegt wird, dann betätigt ein Anschlag
oder Mitnehmer an der Basis der Schleifmaschine ein Sternrad, um den Nockenfolger auf den Meisternocken auszurichten, welcher
dem jeweils nächsten Nocken an der Nockenwelle zugeordnet ist. Derartige Schleifmaschinen sind in den US-PS 2 535 130 und
2 786 311 beschrieben und dargestellt.
Schleifmaschinen der vorgenannten Konstruktion sind im allgemeinen
in ihrer Wirkungsweise als zufriedenstellend anzusehen. Es besteht jedoch das Bedürfnis, die Arbeitsgenauigkeit zu erhöhen,
die Herstellung und die Verwendung zu erleichtern und die Arbeitsgeschwindigkeit derartiger Schleifmaschinen zu erhöhen.
Die Genauigkeit, mit welcher bekannte Schleifmaschinen wirksam sind, um die Nocken einer Nockenwelle zu schleifen, wird teilweise
durch die Genauigkeit bestimmt, mit welcher der Meisternockensatz und der Nockenfolger der Schwenkstange in Richtung
der Schleifscheibe und von dieser abgewandt gerichtet zu folgen vermögen. Während eines Grobschleif ens wird Material mit verhältnismässig
grosser Menge vom Nocken an der Nockenwelle abgenommen. Diese grosse Menge bzw. Abnahmegeschwindigkeit
von Material resultiert in verhältnismässig g rossen Arbeitskräften, welche zwischen der Schleifscheibe und der Nockenwelle auftreten.
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Um diese verhältnismässig grossen Arbeitskräfte zu überwinden, sind bisher grössere Spannkräfte verwendet worden, um die
Schwenkstange in Richtung der Schleifscheibe zu drücken. Diese verhältnismässig grossen Spannkräfte für die Schwenkstange
drücken auch den Meisternockensatz und den Nockenfolger in Anlage miteinander.
Infolge der verhältnismässig grossen Spannkräfte an der Schwenkstange,
welche während des Grobschleif ens erforderlich sind,
können die den Meisternockensatz gegen den Nockenfolger andrückenden Kräfte in einer Verformung oder Auslenkung von Bauteilen
der Schleifmaschine resultieren, derart5 dass Ungenauigkeiten
beim Schleifen der Nocken auftreten. Diese Ungenauigkeiten sind verhältnismässig klein und sind während des Grobschleifens
eines Nockens nicht als gravierend anzusehen. Während des Feinschleifens eines Nockens sind jedoch selbst kleinste Ungenauigkeiten,
welche durch die Spannkräfte der Schwenkstange ausgelöst werden, als nachteilig anzusehen.
Bei bekannten Nockenwellenschleifmaschinen, bei welchen der Nockenfolger mit Hilfe des Eingriffs eines Sternrades mit an
der Basis der Schleifmaschine befestigten Klinken relativ zu den Meisternocken eingestellt wird, muss sich der Nockenfolger in
einer bestimmten vorgegebenen Reihenfolge an die Meisternockenelemente anlegen, wobei diese Reihenfolge jeweils der Reihenfolge
der entsprechenden Nocken an der Nockenwelle entspricht. Zusätzlich müssen die Klinken genau ausgerichtet sein, um eine erwünschte
Einstell bewegung des Nockenfolgers relativ zum Meisternockensatz zu erreichen. Bei der bekannten Stern-Antriebsanordnung
ist eine Fehlfunktion möglich, so dass der Nockenfolger jeweils nicht
durch einen der Mitnehmer bzw. Klinkenkörper eingestellt wird. Natürlich hat dies zur Folge, dass der Nockenfolger relativ zum
Meisternockensatz in Fehlfluchtung gelangt, wodurch die Nocken nicht das erwünschte Schleif bild erhalten.
Während der Verwendung dieser bekannten Schleifmaschine wird die Schwenkstange mit Hilfe eines Motors aus einer Ladeposition
in einen Bereich ^'on Arbeitspositionen verschwenkt, wobei der
Motor mit der Schwenkstange verbunden ist. Jedesmal, wenn das Schleifen eines Nockens an einer Nockenwelle vollendet ist, wird
die Schwenkstange um eine verhältnismässig kurze Entfernung aus dem Bereich der Arbeitspositionen zurück in die Ladeposition
verschwenkt. Bevor der nächste Nocken geschliffen wird, muss die Schwenkstange in eine Arbeitsposition zuruckverschwenkt
werden. Falls der Antrieb der Schwenkstange mit einer verhältnismässig hohen Geschwindigkeit läuft, um die Schwenkstange
aus der Ladeposition in eine Arbeitsposition zu verschwenken, dann können beträchtliche Stosskräfte zwischen dem Meisternockensatz
und dem Nockenfolger auftreten.
Davon ausgehend wurden gemäss der Erfindung eine Nockenwellenschleifmaschine
und ein Verfahren zum Schleifen von Nocken geschaffen, wobei mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens die
Genauigkeit des Schleifens der Nocken gesteigert werden kann. Es wird fernerhin das Einstellen der Schleifmaschine auf untei—
schiedliche Nockenwellen erleichtert und es wird die Geschwindigkeit erhöht, mit welcher Nockenwellen bearbeitet werden können.
Um die Genauigkeit des Schleifens der Nocken zu erhönen, wird während des Feinschleifens die Spannkraft reduziert, mit welcher
die Nockenwelle in Richtung der Schleifscheibe verspannt wird.
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Durch Reduzierung dieser Spannkraft wird die am Meisternockensatz einwirkende Kraft herabgesetzt, was in einer reduzierten
Auslenkung der verschiedenen Bauteile der Schleifmaschine resultiert. Zusätzlich werden Ungenauigkeiten infolge Abnützung
des Meisternockensatzes und/oder des Nockenfolgers dadurch reduziert, dass die Geschwindigkeit herabgesetzt wird, mit
welcher der Meisternockensatz und der Nockenfolger in Anlage miteinander gebracht werden. Dies geschieht ohne unangemessene
Reduzierung der Arbeitsgeschwindigkeit der Schleifmaschine.
Um das Einstellen und die Arbeitsweise der Schleifmaschine zu erleichtern, wurde auf die Verwendung von Klinken oder Mitnehmern
verzichtet, welche wie bisher üblich benutzt wurden, um einen Antriebsmechanismus zu betätigen, welcher seinerseits
einen Nockenfolger relativ zu einem Meisternockensatz bewegt. Bei einer Schleifmaschine nach einem Merkmal der Erfindung
wird der Nockenfolger unabhängig von der Bewegung eines Schlittens oder Arbeitstisches relativ zu einer Basis der Maschine
bewegt. Dies geschieht mit Hilfe eines unabhängigen Antriebes, der sich am Laufwerk nahe des Nockenfolgers befindet. Ein Signalgeber
ist dem Nockenfolgerantrieb zugeordnet und erzeugt ein Ausgangssignal, welches verwendet wird, um die Position des
Nockenfolgers relativ zum Meisternockensatz zu bestimmen.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Schleifmaschine durch Reduzierung der Bewegungsgrösse
der Schwenkstange zwischen den jeweiligen Nocken-Schleifgängen erhöht. Wenn also ein erster Nocken geschliffen
ist, dann wird die Schwenkstange aus einer Arbeits-
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position in eine Vergleichs- oder Einstellposition verlagert, welche näher an der Arbeitsposition Hegt als die Ladeposition.
Der Abstand, unter welchem sich die Schwenkstange aus der Arbeitsposition in die Einstell- oder Vergleichsposition bewegt,
reicht jedoch aus, um den Meisternockensatz und den Nockenfolger zu trennen, derart, dass der Nockenfolger frei
relativ zum Meisternockensatz bewegt werden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen ein neues und verbessertes
Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen einer Nockenwelle geschaffen werden. Gemäss der Erfindung wird die
Nockenwelle während des Feinschleif ens mit geringerer Kraft in Richtung einer Schleifscheibe gedrückt, als während des
Grobschleifens, wodurch während des Feinschleifens die an
den Bauteilen der Schleifmaschine einwirkenden Arbeitsbelastungen reduziert werden.
Gemäss der Erfindung wird ein Nockenfolger relativ zu einem Meisternockensatz unabhängig von der Bewegung eines Laufwerkes
oder Arbeitstisches relativ zu einer Basis der Maschine verlagert. Nachdem ein Nocken fertiggeschliffen ist, wird vor
dem Schleifen eines nächsten Nockens die Nockenwelle in eine Einstell- oder Vergleichsposition bewegt, die sich zwischen
einem Bereich von Arbeitspositionen und der vollständig zurückgezogenen Position bzw. Ladeposition befindet.
Die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen einem Meisternockensatz
und dem Nockenfolger wird reduziert, kurz bevor sie in Anlage miteinander gelangen, wodurch die Arbeitskräfte her-
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abgesetzt werden, die an den Bauteilen der Schleifmaschine einwirken.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahnne auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Schleifmaschine nach der Erfindung]
Fig. 2 ist eine Draufsicht von Linie 2-2 in Fig. 1 unter Darstellung des Aufbaues der Schleifmaschine]
Fig. 3 ist eine Endansicht von Linie 3-3 in Fig. 1 unter Darstellung weiterer Einzelheiten des Aufbaues
der Maschine;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der Schleifmaschine nach Fig. 1 unter Darstellung der Beziehung zwischen
einer Steueranordnung, eines Antriebes, mit welchem eine Schleifscheibe in Richtung eines eine
Nockenwelle drehbar halternden Arbeitstisches und von diesem abgewandt bewegbar ist, eines Antriebes
zum Drehen der Schleifscheibe, eines Antriebes zum Drehen der Nockenwelle und eines Antriebes,
mittels welchem der Arbeitstisch relativ zur Schleifscheibe bewegbar ist;
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Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, in welcher die Relativlage zwischen gewissen Bauteilen der
Schleifmaschine zum Zwecke einer übersichtlichen Darstellung modifiziert wurde; es ist die Beziehung
zwischen einer Schwenkstange, einem Antrieb zum Verschwenken der Schwenkstange und zum Betätigen
einer Spannanordnung, einem Meisternockensatz, einem Nockenfolger und einer Anschlagvorrichtung
ersichtlich;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht unter Darstellung der Beziehung zwischen einem Motor und einer Antriebsanordnung,
mittels welcher das Laufwerk bzw. der Arbeitstisch relativ zu einer Basis bewegbar ist;
Fig. 7 ist eine Teil Schnittansicht unter der Darstellung der Beziehung zwischen dem Arbeitstisch, einem Laufwerk
bzw. einem Schlitten, auf welchem die Schleifscheibe gelagert ist, und einem Antrieb für die
Schleifscheibe;
Fig. 8 ist eine vergrösserte Draufsicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines Bereiches der Vorrichtung nach Fig. 5 unter Darstellung der Beziehung zwischen
der Schwenkstange, des Motors zum Verschwenken der Schwenkstange und zum Betätigen der Spannanordnung,
des Meisternockensatzes, des Nockenfolgers, der Anschlaganordnung und eines Antriebes, welcher
denr Meisternockensatz und eine Nockenwelle in Umdrehung versetzt;
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Fig. 9 ist eine vergrösserte Schnittansicht von Linie 9-9 in Fig. 8 unter weiterer Darstellung der Beziehung
zwischen der Schwenkstange, des Meisternockensatzes, des Nockenfolge rs, der Spannanordnung
und des Antriebes, mittels welchem die Schwenkstange verschwenkt und die Spannanordnung betätigt
wird;
Fig. 1 0 ist eine Schnittansicht unter Darstellung des Aufbaues
des Antriebes zur Bewegung des Nockenfolgers relativ zum Meisternockensatz;
Fig. 11 ist eine Schnittansicht unter weiterer Darstellung
des Aufbaues eines Teils des Nockenfolgerantriebes nach Fig. 10;
Fig. 12 ist eine Schnittansicht unter Darstellung der Verbindung eines Motors mit dem Nockenfolgerantrieb
nach Fig. 10;
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung einer Steuerschaltung, welche mit dem Nockenfolgerantriebsmechanismus
nach den Fig. 10-12 verwendet wird;
Fig. 14 ist eine Draufsicht des Motorantriebes, welcher
die Schwenkstange relativ zum Arbeitstisch verschwenkt, und der Spannanordnung, welche während
eines Schleifens die Schwenkstange in Richtung der Schleifscheibe drückt;
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Fig. 15 ist eine Ansicht von Linie 15-15 in Fig. 14 unter
weiterer Darstellung der Beziehung zwischen der Schwenkstange, dem Antrieb und der Spannanordnung,
wenn sich die Schwenkstange in der vollständig zurückgezogenen Position bzw. Ladeposition
befindet;
Fig. 16 ist eine Teilschnittansicht unter Darstellung der Beziehung zwischen dem Antrieb und der Spannordnung,
wenn sich die Schwenkstange in der Ladeposition befindet]
Fig. 17 ist eine der Fig. 15 im wesentlichen entsprechende
Ansicht unter Darstellung der Beziehung zwischen der Schwenkstange, dem Antrieb und der Spannanordnung,
wenn sich die Schwenkstange in einer Arbeitsposition befindet, in welcher ein Nocken an
einer Nockenwelle in Anlage mit der Schleifscheibe ist;
Fig. 18 ist eine der Fig. 16 im wesentlichen entsprechende
Schnittansicht unter Darstellung der Beziehung zwischen dem Motor und der Spannanordnung, wenn
sich die Schwenkstange in der Arbeitsposition nach Fig. 17 befindet;
Fig. 19 ist eine der Fig. 18 im wesentlichen entsprechende
Schnittansicht unter Darstellung der Beziehung zwischen dem Antrieb und der Spannanordnung,
wenn sich die Schwenkstange in einer Arbeits-
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position befindet und die Spannanordnung wirksam ist, um eine verhältnismässig grosse Kraft an der
Schwenkstange anzulegen, derart^ dass die Nockenwelle während eines Grobschleif ens in Richtung der
Schleifscheibe gedrückt wird;
Fig. 20 ist eine der Fig, 19 vergleichbare Schnittansicht unter
Darstellung der Beziehung zwischen dem Motor und der Antriebsanordnung, wenn die Spannanordnung eine
verhältnismässig kleine Kraft an der Schwenkstange anlegt, derart, dass die Nockenwelle während eines
Feinschleif ens in Richtung der Schleifscheibe gedrückt wird;
Fig. 21 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen einer Anschlag-
oder Halteanordnung und der Schwenkstange, wobei die Schwenkstange in ihrer vollständig zurückgezogenen
Position bzw. Ladeposition wiedergegeben ist;
Fig. 22 ist eine Teilschnittansicht von Linie 22-22 in Fig. 21 unter weiterer Darstellung der Beziehung zwischen
der Anschlaganordnung und der Schwenkstange; und
Fig. 23 ist eine Draufsicht von Linie 23-23 in Fig. 21 unter
weiterer Darstellung der Beziehung zwischen der Anschlaganordnung und der Schwenkstange.
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Eine in den Fig. 1-3 dargestellte Schleifmaschine 30 wird verwendet,
um Nockenwellen-Nocken 32 (Fig. 4 und 5) der Nockenwelle
34 einer Brennkraftmaschine zu schleifen. Die Schleifmaschine 30 weist eine Basis 38 (Fig. 1 und 3) mit in Längsrichtung
sich erstreckenden, parallelen Führungen 40 und 42 (Fig. 3 und 4) auf, entlang welchen ein Arbeitstisch bzw. Schlitten
44 bewegbar ist. Durch Bewegung des Arbeitstisches 44 entlang der Führungen 40 und 42 wird jeder der Nocken 32 in Position
bezüglich einer drehbaren Schleifscheibe 48 gebracht (Fig. 3 und 4). Die kreisförmige Schleifscheibe 48 ist drehbar durch
Lager 50 und 52 (Fig. 4) geführt und ist bezüglich eines Schlittens 54 (Fig. 2 und 4) drehbar. Der Schleifscheiben-Schlitten 54 ist
mittels paralleler Führungen 58 und 60 (Fig. 4) in Richtung des
Arbeitstisches 44 und von diesem abgewandt bewegbar. Die Führungen 58 und 60 sind relativ zur Basis 38 bewegbar, um
kegeliges Schleifen durchführen zu können.
Eine Halterung 62 (Fig. 2 und 4) für ein Werkstück bzw. die Nockenwelle ist auf dem bewegbaren Arbeitstisch 44 angeordnet.
Die Halterung 64 enthält eine in Längsrichtung sich erstreckende Schwenkstange 68, welche schwenkbar auf dem Arbeitstisch 44
geführt ist. Ein Spindelstock bzw. eine Treibspindel 72 und ein Reitstock 74 sind auf der Schwenkstange 68 angeordnet. Die
Nockenwelle 34 ist zwischen der Treibspindel 72 und dem Reitstock 74 angebracht. Ein Motor 78 treibt die Treibspindel 72
über ein schlupfloses Universalgelenk 80 (Fig. 4 und 8) an, wodurch die Schwenkstange 68 in Richtung der Schleifscheibe 48
(Fig. 4) und von dieser abgewandt schwenkbar ist, um der unregelmässigen
Konfiguration der Nocken 32 gerecht zu werden.
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Die Schwenkstange 68 ist mit dem Laufwerk bzw. mit dem Arbeitstisch
44 mittels mehrerer Befestigungsabschnitte 84 und 86 (Fig. 5) schwenkbar verbunden. Die Abschnitte 84 und 86 tragen die
Schwenkstange 68, derart, dass diese um eine horizontale Achse 90 (Fig. 5) schwenkbar ist. Die Achse 90 erstreckt sich parallel
zur Bewegungsbahn des Laufwerkes 44 entlang der Führungen 40 und 42 an der Basis 38 der Schleifmaschine. Die Achse 90 ist auch
parallel zu und unterhalb einer Achse 92, um welche die Nockenwelle 34 mit Hilfe des Antriebsmotors 78 und der Treibspindel 72
während eines Schleifvorganges drehbar ist. Obwohl nur ein Paar von Befestigungsabschnitten in Fig. 5 an den Enden der Schwenkstange
68 befindlich dargestellt sind, ist auch für den Mittelteil der Schwenkstange vorzugsweise oder wahlweise ein Befestigungsabschnitt vorgesehen.
Durch die Bewegung der Schwenkstange 68 wird das Werkstück bzw. die Nockenwelle 34 in Richtung der Schleifscheibe 48 und
von dieser abgewandt verlagert. Die Schwenkstange lässt sich aus einer zurückgezogenen Position bzw. Ladeposition (Fig. 5) um
die Achse 90 über eine Einstellposition in eine Arbeitsposition innerhalb eines bestimmten Bereiches von Arbeitspositionen
schwenken. Während des Schleifens einer Nockenwelle wird die Schwenkstange 68 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von
Arbeitspositionen verschwenkt, um der exzentrischen Formgebung eines Nockens 32 gerecht zu werden. Zwischen dem Schleifen
einander folgender Nocken 32 wird die Schwenkstange 68 jeweils in eine Einstellposition verschwenkt, die sich nahe und ausserhalb
des Bereiches der Arbeitsposition befindet. Wenn alle Nocken 32 einer Nockenwelle 34 geschliffen sind, dann wird die Schwenkstange
68 in die Ladeposition zurückverschwenkt. Die geschliffene
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Nockenwelle wird daraufhin von der Schleifmaschine 30 abgenommen,
wonach die nächstfolgende Nockenwelle in die Halterung 64 eingebracht wird.
Eine Steuerungsanordnung 100 (Fig. 5) ist mit der Schwenkstange
68 verbunden, um die Bewegung der Schwenkstange relativ zum Arbeitstisch 44 zu steuern. Die Steuerungsanordnung
100 drückt während des Schleifens die Nockenwelle 34 in Richtung
der Schleifscheibe 48. Die Steuerungsanordnung enthält einen Motor 104, welcher mit einem nach aussen sich erstreckenden
Arm 106 an der Schwenkstange 68 über eine Verspannanordnung 1 08 verbunden ist.
Der Motor 104 ist betätigbar, um die Schwenkstange aus der Ladeposition
bzw. der vollständig zurückgezogenen Position nach Fig. 5 in Richtung der Schleifscheibe 48 in eine vorbestimmte
Arbeitsposition zu verschwenken. Wenn das Schleifen eines Nockens 32 vollendet ist, dann wird der Motor 104 betätigt, um
den Meisternockensatz 112 und die Schwenkstange 68 in von der Folgerrolle 110 abgewandter Lage in die Einstellposition zu bewegen.
Durch diese Bewegung entsteht ein Zwischenraum zwischen der Schleifscheibe 48 und der Nockenwelle 34. Wenn alle Nocken
geschliffen sind, dann bewegt der Motor 104 die Schwenkstange
68 zurück in die Ladeposition.
Wenn sich die Schwenkstange 68 in der Einstellposition befindet,
dann kann der Arbeitstisch 44 relativ zur Schleifscheibe 48 bewegt wenden, ohne dass eine Kollision zwischen den Nocken 32
und der Schleifscheibe zustande kommen kann. Zusätzlich kann sich ein Nockenfolger 110 frei axial relativ zu einem Meister-
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nockensatz 112 bewegen, ohne dass eine Kollision zwischen dem Nockenfolger und dem Meisternockensatz stattfinden kann.
Der Meisternockensatz 112 wirkt mit dem Folger 110 zusammen,
wenn sich die Schwenkstange 68 im Bereich der Arbeitsposition befindet, um die Schwenkstange in Funktion der erwünschten
Formgebung eines Nockens 32 in Richtung der Schleifscheibe 48 und von dieser abgewandt zu bewegen. So ist der Meisternockensatz
112 (Fig. 5) auf der Schwenkstange 68 in koaxialer Beziehung mit der Nockenwelle 34 ausgerichtet. Der Meisternockensatz 112
liegt am Nockenfolger 110 an, wenn sich die Schwenkstange 68 innerhalb der Arbeitspositionen befindet. Während des Schleifens
eines Nockens 32 wird der Meisternockensatz 112 mit Hilfe des
Universalantriebes 80 (Fig. 4 und 8) mit derselben Geschwindigkeit wie die Nockenwelle 34 um die Achse 92 gedreht. Durch die
Drehung des Meisternockensatzes 112 relativ zum Nockenfolger 110 wird die Schwenkstange 68 in Richtung der Schleifscheibe 48
und von dieser abgewandt gerichtet verschwenkt, um einen Ausgleich für die exzentrische Formgebung der Nocken 32 in bekannter
Weise zu erhalten.
Obwohl der Meisternockensatz 112 verschiedenartige Formgebungen
besitzen kann, wird er vorzugsweise aus einem einzelnen Stück Metall gefertigt und weist mehrere Meisternocken 118 auf
(Fig. 5 und 8). Jeder der Meisternocken 118 besitzt bezüglich der Achse 92 eine Formgebung und winklige Ausrichtung, welche
eine Funktion der Formgebung und winkligen Ausrichtung eines zugeordneten Nockens 32 sind. Es können zwei Meisternocken
118 für jeden der Nocken 32 an der Nockenwelle 34 vorgesehen
sein. Zwei Meisternocken 118 sind für jeden Nocken 32 der Nocken-
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welle vorgesehen, um in bekannter Weise Unterschiede in der
Geometrie der Schleifmaschine 30 mit Unterschieden im Durchmesser der Schleifscheibe 48 auszugleichen. Wenn die
Schleifscheibe 48 neu ist und einen verhältnismässig grossen
Durchmesser aufweist, dann liegt einer der beiden Meisternocken im Meisternockensatz 112 am Folger 110 an. Wenn die
Schleifscheibe abgenutzt wird, dann wird der Fblger zum anderen Meisternocken 118 verlagert, welcher einem besonderen Nocken
auf der Nockenwelle 34 zugeordnet ist.
Zusätzlich zu den Meisternocken 118 für die Nocken 32, welche
zur Betätigung von Einlass- und Auslassventilen dienen, können die Meisternocken 118 für Nocken an der Nockenwelle 34 verwendet
werden, welche einem Motor zugeordnete Hilfsvorrichtungen antreiben. Bei einem V-8-Motor mit Nocken zur Betätigung
der Einlass- und Auslassventile, zur Betätigung einer Einspritzpumpe und einer Ölpumpe muss der Meisternockensatz 112
36 Metsternocken 118 aufweisen. Sechzehn Meisternocken 118
sind den Nocken zur Betätigung der Einlassventile zugeordnet, während weitere sechzehn Meisternocken 118 den Nocken 32 zur
Betätigung der Auslassventile zugeordnet sind. Zusätzlich ist ein Paar von Meisternocken 118 dem Nocken für die Brennstoffeinspritzpumpe
zugeordnet, während ein weiteres Paar von Meisternocken 118 dem Nocken für die Ölpumpe zugeordnet ist.
Natürlich verändert sich die Anzahl der Meisternocken 11 8 in Abhängigkeit von der Anzahl tatsächlicher Nocken auf einer Nockenwelle,
welche durch die Schleifscheibe 30 zu schleifen sind. Nach Wunsch kann der Meisternockensatz 112 auf andere Weise gefertigt
sein und nicht aus einem einzelnen Stück Metall bestehen.
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Gemäss einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der Nockenfolger 110 (Fig. 5) relativ zum Meisternockensatz 112
unabhängig von der Bewegung des Arbeitstisches 44 relativ zur Basis 38 der Schleifmaschine bewegt. So ist ein Antriebsmotor
122 wirksam, um einen Zahnstangen- und Ritzelantrieb 124 zu betätigen. Der Antrieb 124 ist mit dem Nockenfolger 110
verbunden, um diesen axial entlang einer stationären Tragstange 126 zu bewegen, die sich parallel zur Achse 92 erstreckt, um
welche der Meisternockensatz 112 gedreht wird.
Da der Nockenfolger 11C durch den Motor 122 bewegt wird, kann
der Nockenfolger auf jeden erwünschten Meisternocken 118 im
Nockensatz 112 ausgerichtet werden, indem man einfach den
Motor betätigt, um den Nockenfolger relativ zum Meisternockensatz zu bewegen, wenn sich die Schwenkstange 68 entweder in der
vollständig zurückgezogenen Position oder in der Einstellposition befindet. Der Nockenfolger 110 ist nicht relativ zum Meisternockensatz
112 verschwenkt, wenn sich die Schwenkstange 68 in einer Arbeitsposition befindet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
eine nach aussen sich erstreckende Nase an einem der Meisternocken 118 mit der Bewegung des Nockenfolgers 110 kollidieren
kann. Wenn sich die Schwenkstange 68 entweder in der vollständig zurückgezogenen Position oder in der Index- oder Vergleichsposition befindet, dann reicht der Abstand zwischen dem Meisternockensatz
112 und dem Nockenfolger 110 aus, um sicherzustellen,
dass die nach vorne sich erstreckenden Ansätze an den Meisternocken 118 vom Nockenfolger 110 freiliegen.
Gemäss einem weiteren Merkmal nach der Erfindung ist die Spannanordnung 108 (Fig. 5) wirksam, um die Schwenkstange 68
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während eines Rauh- oder Grobschleif ens mit einer verhältnismässig
starken Kraft in Richtung der Schleifscheibe 48 zu drücken, während sie während eines Feinschleif ens die Schwenkstange
mit verhältnismässig kleiner Kraft in Richtung der Schleifscheibe drückt. Während eines Rauhschleif ens nimmt
die Schleifscheibe 48 verhältnismässig viel Material von dem Nocken 32 ab. Um diese verhältnismässig hohe Materialentnahme
aufrechtzuerhalten, muss der Nocken 32 stark gegen die Schleifscheibe 48 gepresst werden. Während eines Feinschleifens
wird jedoch weniger Material vom Nocken 32 abgenommen, d.h., dass der Nocken mit geringerer Kraft an die Schleifscheibe angepresst
wird.
Durch Reduzierung der Kraft, mit welcher die Spannanordnung <108 die Schwenkstange 68 in Richtung der Schleifscheibe 48
drückt, d.h. in Richtung des Pfeils 96 nach Fig. 5, wird diejenige Kraft reduziert, mit welcher der Meisternockensatz 112
gegen den Nockenfolger 110 andrückt. Durch Reduzierung der Kraft, mit welcher der Meisternockensatz 112 gegen den Folger
110 angedrückt wird, wird die Auslenkung der verschiedenen Elemente oder Bauteile der Schleifmaschine 30 reduziert. Durch
Reduzierung der Kraft der Einwirkung der Spannanordnung 108 an der Schwenkstange 68 wird also während eines Feinschleifens
die Genauigkeit des Schleifvorganges erhöht.
Die Spannanordnung 108 wird mit Hilfe des Motors 104 betätigt,
um die Verspannkraft an der Schwenkstange zu verändern. Während eines Rauhschleif ens oder Grobschleifens streckt der
Motor 104 elastisch zwei Sätze 128 und 127 (Fig. 5) von Federn verhältnismässig stark aus, um eine starke Verspannkraft an der
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Schwenkstange 68 zu erhalten. Während eines Feinschleif ens
streckt der Motor 104 elastisch die Federsätze 127 und 128 in verringertem Maße aus, um die Verspannkraft an der
Schwenkstange 68 zu reduzieren»
Gemäss einem weiteren Merkmal nach der Erfindung ist es
nicht nötig, die Schwenkstange 68 vollkommen in die zurückgezogene Position bzw. Ladeposition zu bewegen, bevor der
Nockenfolger 110 relativ zum Meisternockensatz 112 eingestellt
wird. So ist eine Halte- oder Anschlagvorrichtung 130 wirksam und begrenzt die Rückführungsbewegung der Schwenkstange
68, d.h. die Bewegung entgegengesetzt zum Pfeil 96 nach Fig. 5 zwischen dem Schleifen einander folgender Nocken 32 an der
Nockenwelle 34. Der bogenförmige Abstand, über welchen sich die Schwenkstange 68 im Bereich der Arbeitspositionen in die
Vergleichs- oder Einstellposition bewegt, reicht aus, um die
Meisternocken 118 vom Folger 110 freizubekommen. Durch Reduzierung
des Abstandes der Schwenkbewegung der Schwenkstange 68 in von den Arbeitspositionen abgewandter Richtung,
ist die Zeit reduzierbar, die zwischen dem Schleifen einander folgender Nocken 32 verstreicht. Auf diese Weise wird eine Zunahme
in der Produktivität der Schleifmaschine 30 herbeigeführt.
Der Arbeitstisch bzw. das Laufwerk 44 wird mit Hilfe einer Antriebsspindel
136 (Fig. 4 und 6) entlang der Führungen oder Bahnen 40 und 42 bewegt. Die Antriebsspindel 136 erstreckt sich
parallel zu den Führungen 40 und 42 und ist mit einer Antriebsmutter 138 (Fig. 6) im Eingriff. Wenn der Arbeitstisch 44 entlang
der Führungen 40 und 42 zu bewegen ist, dann wird ein reversierbarer Motor 142 erregt, um die Antriebsspindel 136 in
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Umdrehung zu versetzen. Die Arbeitsweise des Motors 142 wird
durch einen Rechner 146 (Fig. 4) überwacht und gesteuert. Bei Drehung der Antriebsspindel 136 durch den Motor 142 erzeugt
eine Signalgeneratoranordnung 150 (Fig. 4 und 6) ein Ausgangssignal
und gibt dieses am Rechner 146 ein, wodurch die Position des Arbeitstisches 44 relativ zu den Führungen 40 und 42 aufgezeigt
wird. Die Art und Weise, auf welche der Rechner 146 mit
dem Motor 142 und dem Signalgeber 150 zusammenwirkt, ist
bekannt und ist zum Beispiel in der US-PS 4 115 958 beschrieben. Aus diesem Grunde erübrigt sich eine ins einzelne gehende Beschreibung.
Der Schlitten 54 der Schleifscheibe wird mit Hilfe einer Antriebsspindel
154 (Fig. 4 und 7) entlang der Führungen 58 und 60 bewegt. Die Antriebsspindel oder Antriebsschraube 154 erstreckt
sich parallel zu den Führungen 58 und 60 und quer zu den Bahnen oder Führungen 40 und 42, entlang welchen sich der
Tisch 44 bewegt. Die Antriebsspindel 154 (Fig. 7) wirkt mit einer Mutter 158 zusammen, welche in it dem Schleifscheibenschlitten
54 verbunden ist. Bei Drehung der Antriebsspindel 154 mit Hilfe eines reversiblen Antriebsmotors 160 wird die
Schleifscheibe 48 in Richtung des Arbeitstisches 44 und von diesem abgewandt bewegt. Bin Signalgeber 162 ist mit dem
Motor 160 und mit der Antriebsspindel 154 verbunden und erzeugt Signale, welche in den Rechner 146 (Fig. 4) eingegeben
werden, um die Position der Schleifscheibe 48 relativ zum Arbeitstisch 44 zu bestimmen.
Die Schleifscheibe 48 ist drehbar am Schlitten 54 gelagert und wird mit Hilfe eines Motors 166 über einen Antriebsriemen 168
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angetrieben. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Motor 166 die
Schleifscheibe 48 antreibt, kann durch den Rechner 146 verändert werden, um unterschiedlichen Schleif bedingungen gerecht zu
werden. Eine Steuerkonsole 170 ist mit dem Rechner 146 verbunden
und ist manuell betätigbar, um Eingangsdaten in den Rechner einzugeben.
Der Auf bau des Meisternockensatzes 112, des Nockenfolgers 110
und des Folgerantriebes 124 ist in den Fig. 8-13 beschrieben. Der Meisternockensatz 112 (Fig. 8) ist auf der Schwenkstange 68
in koaxialer Beziehung mit dem Spindelstock 72 angeordnet und wird mit derselben Geschwindigkeit wie die Nockenwelle 34 um
die Achse 92 gedreht. Infolgedessen drehen sich die Meisternocken 118 um die Achse 92 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die
Nocken 32.
Der Nockenfolger 110 ist verschiebbar an der Welle 126 geführt,
welche ihrerseits an einer vertikalen Seitenwand 1 74 eines Gehäuses 1 76 am Arbeitstisch 44 fixiert ist. Wenn der Nockenfolger
110 in axiale Fluchtung mit einem der Meisternocken 118 bewegt
ist, dann wird durch die Bewegung der Schwenkstange 68 aus der Ladeposition (Fig. 8) in eine Arbeitsposition das jeweils ausgesuchte
Nockenelement 118 in Anlage mit dem Nockenfolger 110 verlagert.
Durch Drehung des vorbestimmten Meisternockens 118 mit
der Nockenwelle 34 wird bewirkt, dass sich der Nockensatz 112 vorwärts- und rückwärtsgerichtet hin- und herbewegt, um die
Schwenkstange 68 um die Achse 90 (Fig. 5) zu verschwenken. Diese Schwenk- bzw. Oszillationsbewegungen der Schwenkstange
68 haben zur Folge, dass die Nockenwelle 34 in Richtung der Schleifscheibe 48 und von dieser abgewandt bewegt wird. Dies geschieht als
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Funktion der erwünschten Formgebung des Nockens 32, welcher jeweils geschliffen wird. Die Art und Weise der Zusammenwirkung
des Meisternockensatzes 112 mit dem Nockenfolger 110
zum Zwecke der Wechsel bewegungen der Schwenkstange 68 ist in der US-PS 2 535 130 und in der US-PS 2 786 311 offenbart.
Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird der Nockenfolger 110 bezüglich des Meisternockensatzes 112 mit Hilfe des reversiblen
Antriebsmotors 122 (Fig· 5 und 8) eingestellt. Dies
ermöglicht es, den Nockenfolger 110 in beliebiger Richtung entlang
der Trag- bzw. Halterungsstange 126 unabhängig von der
Bewegung des Werktisches 44 oezüglich der Basis 38 der Schleifmaschine 30 zu verlagern. Der Motor oder Antrieb 122 kann
betätigt werden, um den Nockenfolger 110 axial entlang der Welle 126 zu bewegen, während sich der Arbeitstisch 44 in
stationärer Lage befindet. Diese Freiheit der Bewegung für den Nockenfolger 110 ermöglicht es, die Nockenelemente 118 in erwünschter
Ordnung bzw. Reihenfolge auszuwählen. Zusätzlich kann der gleiche Nocken 118 ausgewählt wenden, um die Bewegung
der Schwenkstange 68 während des Schleifens mehrerer identischer Nocken 32 hervorzurufen.
Die Zahnstangen- und Ritzelantriebsanordnung 124 zur Bewegung des Nockenfolgers 110 entlang der Welle 126 ist in Fig. 9 dargestellt.
Der Antrieb 124 umfasst ein drehbares Ritzel 180, welches sich mit einer Zahnstange 182 (Fig. 8 und 9) im Eingriff
befindet. Die Zahnstange ist mit einer Strebe 184 verbunden (Fig. 9). Die Strebe 184 ist ihrerseits mit dem Nockenfolger 110
verbunden. Bei Drehung des Ritzels 180 bewegt infolgedessen die
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Zahnstange 182 den Bügel bzw. die Strebe 184 und den Nockenfolger
110 entlang der stationären Welle 126. Ein Keil 188 (Fig. 9) ist vorgesehen, um den Nockenfolger 110 gegenüber
Drehschlupf relativ zur Welle 126 abzusichern. Infolgedessen verbleibt die Winkelposition des Nockenfolgers 110 relativ zum
Meisternockensatz 112 bei Bewegung des Nockenfolgers 110
entlang der Welle 126 konstant.
Der Servoantrieb 122 treibt das Ritzel 180 über ein Untersetzungsgetriebe
192 an, welches an der Seitenwand 174 des Gehäuses 176 (Fig. 8, 10 und 12) befestigt ist. Das Ritzel 180
ist mit einer Antriebswelle 196 (Fig. 11) verbunden,, welche
drehbar in einem rohrförmigen Gehäuse 198 gehaltert ist. Ein Zahnrad 216 ist an der Welle 196 gehalten und ist im Eingriff
mit einer Schnecke 214 (Fig. 10 und 12), welche mittels einer Antriebswelle 212 mit dem Motor 122 verbunden ist. Bei Betätigung
des Antriebes oder Motors 122 wirken die Zahnräder 214 und 216 zusammen, um die Welle 196 und das Zahnrad bzw.
Ritzel 180 anzutreiben.
Ein Codierer 208 (Fig. 8 und 12) wird synchron mit dem Antrieb 122 und mit dem Ritzel 180 angetrieben. Der Ausgang des
Codierers 208 zeigt die exakte Position des Nockenfolgers 110 relativ zum Meisternockensatz 112 an. Auf diese Weise kann
die tatsächliche Position des Nockenfolgers 110 mit der erwünschten
Position des Nockenfolgers verglichen werden. Der Servoantrieb 122 wird betätigt, um jeglichen Unterschied zwischen
der tatsächlichen und der erwünschten Position des Nockenfolgers 110 zu beseitigen.
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Der Codierer 208 ist mit dem Antrieb 122 und mit dem Ritzel 180 über die Verzahnungsanordnung 192 (Pig. 10) verbunden.
Der Codierer 208 weist eine Antriebswelle 209 (Fig. 1 0) auf, welche mit einer Codierungsscheibe im Codierer 208 verbunden
ist. Die Welle 209 wird durch ein Zahnrad 202 angetrieben,
welches sich in Eingriff mit einem Zahnrad 200 befindet. Das Zahnrad 200 ist mit der Welle 196 und mit dem Ritzel 180 verbunden,
welches die Zahnstange 182 antreibt, um den Nockenfolger 11 0 zu bewegen (Fig. 9-12). Infolgedessen wird der
Codierer 208 synchron mit dem Antrieb 122 und mit dem Nockenfolger 110 angetrieben, derart, dass der Ausgang des Codierers
die tatsächliche Position des Nockenfolgers 110 relativ zum
Meisternockensatz 112 aufzeigt.
Eine Steuerschaltung 220 (Fig. 13) vergleicht die tatsächliche
Position des Nockenfolgers 110 mit der erwünschten Position und löst die Betätigung des Antriebes 122 aus, falls sich die
durch den Codierer 208 angezeigte Position von der erwünschten Position unterscheidet. So ist der Codierer 208 vorzugsweise
ein Positionscodierer mit acht Bits, welcher ein Ausgangssignal erzeugt, welches der Position des Nockenfolgers 110 relativ
zum Meisternockensatz 112 entspricht. Der Ausgang des Codierers bzw. Positionswandlers 208 ist ein "grauer" Binärcode
(grey binary code), welcher einem binären Converter 224 eingegeben wird. Der Ausgang des Converters 224 wird einem Vergleicher
226 als Signal P eingegeben, welches die tatsächliche Position des Nockenfolgers 110 relativ zum Meisternockensatz
112 aufzeigt. Der andere Eingang am Komparator 226 geht von einem der erwünschten Position entsprechenden Register 228 ein.
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Das Register 228 erzeugt ein Ausgangssignal C, welches einer erwünschten Position für den Nockenfolger 110 relativ zum
Meisternockensatz entspricht.
Falls sich der Nockenfolger 11 0 in der bestimmten Position
befindet, dann resultiert der Ausgang vom Komparator oder Vergleicher 226 in einem Null-Wechsel-Signal, so dass der
Antrieb 122 entregt bleibt. Falls sich jedoch der Nockenfolger 110 nicht in der erwünschten oder bestimmten Position befindet,
dann erzeugt der Komparator 226 einen Ausgang, welcher einen Analogschalter 232 oder 234 betätigt. Durch Betätigung
des Schalters 232 oder 234 wird der Motor 122 erregt, um den Nockenfolger in Richtung der erwünschten Position anzutreiben.
Ein Tachometer 236 erzeugt ein Rückkopplungssignal, um das schnelle Ansprechen des Antriebsmotors 122 für den Nockenfolger
zu erleichtern. Obwohl die Steuerschaltung 220 in Fig.13 getrennt vom Rechner 146 (Fig. 4) dargestellt wurde, können
der Code-Converter 224, der Komparator 226 und das Positions-Register 228 nach Wunsch im Rechner 146 vorhanden sein.
Da der Antriebsmotor 122 erregt werden kann, um den Nockenfolger 110 unabhängig von der Bewegung des Arbeitstisches 44
in eine erwünschte Position zu bringen, entfällt die Notwendigkeit, die Nockenelemente 118 am Meisternockensatz 112 in die
gleiche Reihenfolge zu bringen wie die entsprechenden Nocken 32 an der Nockenwelle 34. Zusätzlich wird auf die Anschläge an
bekannten Nockenschleif maschinen verzichtet, welche zur Betätigung eines den Nockenfolger antreibenden Sternrades dienen.
Durch Verzicht auf die Nocken oder Anschläge zur Betätigung des
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Nockenfolgerantriebes bekannter Schleifmaschinen wird die Einstellung einer Schleifmaschine wesentlich vereinfacht, d.h.
die Einstellung auf Nocken mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Nocken 32 an der Nockenwelle. Zusätzlich entfallen
die mechanischen Nockenfolgerantriebselemente, welche
einer Fehl funktion unterliegen können. Der Codierer 208 erzeugt ein Ausgangssignal, welches jederzeit während der Betätigung
der Schleifmaschine 30 die Position des Nockenfolgers relativ zum Meisternockensatz anzeigt. Obwohl vorzugsweise
ein Codierer 208 zusammen mit dem Antriebsmotor 222 verwendet wird, um ein absolutes Steuerungssystem zur Verfugung
zu haben, kann auch ein stufenweises Steuerungssystem bzw. ein Potentiometersystem etc. zusammen mit dem Nockenfolgerantriebsmotor
122 verwendet werden.
Die Spannanordnung 108 (Fig. 5 und 14-16) ist wirksam, um den
Nocken 32 an der Nockenwelle 34 mit einer verhältnismässig grossen Kraft in Richtung der Schleifscheibe 48 zu drücken,
wenn ein Grobschleifgang besteht, bei welchem Material mit vei—
hältnismässig grosser Menge vom Nocken 32 abgetragen wird. Während eines Feinschleifens, bei welchem Material geringerer
Menge abgetragen wird, drückt die Spannanordnung 108 den Nocken 32 mit einer verhältnismässig kleinen Kraft in Richtung
der Schleifscheibe 48. Da während des Feinschleifens Material mit verhältnismässig geringer Menge abgeschliffen wird, sind
die Arbeitskräfte zwischen dem Nocken und der Schleifscheibe beträchtlich geringer als während eines Grobschleif ens.
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Die Spannanordnung 108 umfasst zwei Sätze 127 und 128 (Fig. 14
und 16) von drei Federn gleicher Länge. So enthält der Federsatz 127 Schraubenfedern 244, 246 und 248, während der Fedei—
satz 128 die Federn 250, 252 und 254 (Fig. 14) enthält. Die
Schraubenfedern 244-254 besitzen alle die gleiche freie Länge.
Die zwei Federsätze 127 und 128 sind mit dem Antrieb bzw. Motor 104 und mit dem Arm 106 (Fig. 15) verbunden, der sich
von der Schwenkstange 68 nach aussen erstreckt. So weist der von der Schwenkstange 68 nach aussen sich erstreckende Arm
106 ein Paar Abschnitte 260 und 262 (Fig. 16) auf, an welche
die unteren Endteile der Federn 244-254 angeschlossen sind. Die oberen Endteile der Federn 244-254 sind mit nach aussen sich
erstreckenden Flanschen 266 und 268 verbunden (Fig. 14 und 16). Die Flansche sind an den oberen Endteilen der entgegengesetzten
Schenkel 270 und 272 (Fig. 16) eines im wesentlichen U-förmigen Befestigungsbügels 274 ausgebildet. Der Bogenteil bzw. Mittelabschnitt
276 des Bügels 274 ist mit einer Kolbenstange 278 des Antriebes 104 verbunden.
Der Arm 106, an welchem die Federsätze 127 und 128 angebracht
sind, lässt sich um die Mittelachse 90 (Fig. 5 und 15) der Schwenkstange 68 schwenken. Infolgedessen werden die unteren
Endteile der äusseren Federn 248 und 254 (Fig. 14) mit einem grösseren Abstand um die Achse 90 gedreht als die inneren Federn
244 und 250, wenn der Arm 106 um die Achse 90 (Fig. 17) verschwenkt
wird. Um den unterschiedlichen Abständen zu entsprechen, mit welchen die Federn 244-254 gleicher Länge durch
die Schwenkbewegung des Arms aus der in Fig. 15 dargestellten Position in die in Fig. 17 dargestellte Position um die Achse 90
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verdreht werden, besitzt der U-förmige Bügel 274'Flansche
266 und 268 mit versetzten Abschnitten. Zusätzlich sind die inneren Federn 244 und 250 an ihren unteren Enden mit dem
Arm 106 verbunden, wobei die Verbindungen ermöglichen, dass sich die unteren Enden der Federn 244 und 250 relativ zum
Arm 106 (Fig. 15) drehen lassen.
Die mittlere Feder 252 des Satzes von Federn 128 (Fig., 15) ist mit einem Mittelabschnitt oder Hauptabschnitt 284 des
Flansches 268 verbunden. Die innere Feder 250 ist mit einem Abschnitt 286 verbunden, der sich unterhalb des Hauptabschnittes
284 des Flansches 268 befindet. In vergleichbarer Weise ist die äussere Feder 254 mit einem Abschnitt 288 verbunden, der sich
oberhalb des Mittelabschnittes 284 befindet. Die innere Feder 250 ist mit dem Arm 106 unter Verwendung der Verbindungsstange 280 in einer Weise verbunden, welche eine Bewegung
zwischen dem unteren Ende der Feder 250 und der Verbindungsstange 280 zulässt.
Obwohl nur der Befestigungsflansch für den Federsatz 128 in Fig. 15 dargestellt ist, weist der Flansch 266 für den Federsatz
127 im wesentlichen die gleiche Konstruktion auf wie der Flansch 268.
Der Antrieb 104 wirkt mit der Spannanordnung 108 und der
Schwenkstange 68 zusammen, um sowohl die Sehwenkstange in Richtung der Schleifscheibe 48 und von dieser abgewandt
zu bewegen und um die Spannanordnung 108 zu betätigen. Der Motor bzw. Antrieb 104 weist zu diesem Zweck ein stationäres
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Gehäuse 310 auf, welches mit der Seitenwand 311 des Gehäuses
176 (Fig. 8) unter Verwendung eines Befestigungsflansches 313
verbunden ist. Das Motorgehäuse 310 besitzt eine zylindrische Hauptkammer 312 (Fig. 16), welche in drei Kammern 314, 316
und 318 variablen Volumens unterteilt ist. Die Unterteilung wird durch ein Paar relativ bewegbarer zylindrischer Kolben 320 und
322 gebildet.
Eine Ventilanordnung 326 (Fig. 16) ist vorgesehen, um das Einlassen
von Fluid in die verschiedenen Kammern 314, 316 und 318 variablen Volumens im Motorgehäuse 310 zu steuern.
Während des Beladens mit den Nockenwellen 34 bzw. während des Entladens wird der Motor 104 betätigt, um die Schwenkstange
68 in die vollständig zurückgezogene Position bzw. Ladeposition
nach den Fig. 5 und 15 zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Ventilanordnung 326 und der Motor 104 in der Lage nach
Fig. 16.
Wenn sich die Ventilanordnung 326 in der Ausgangslage nach Fig. 16 befindet, dann wird unter hohem Druck stehendes Fluid
von einer Pumpe 330 über eine Leitung 332 in die obere Kammer 318 variablen Volumens eingeleitet. Dieses Fluid hohen Druckes
drückt den verhältnismässig kurzen zylindrischen sekundären Kolben 322 nach unten gegen einen ringförmigen Anschlag ring
334. Zusätzlich wird unter hohem Druck stehendes Fluid über Leitungen 338 und 340 in die verhältnismässig grosse mittlere
Kammer 316 variablen Volumens eingeleitet. Dieser Druck wird wirksam und drückt den zylindrischen Hauptkolben 320 nach
unten in die vollständig ausgefahrene Lage. Zu diesem Zeitpunkt
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ist die Kammer 314 variablen Volumens über eine Leitung 344
mit dem Reservoir bzw. Ablass 342 verbunden.
Wenn sich der Hauptkolben 320 in der ausgefahrenen Lage nach
Fig. 16 befindet, dann drückt die Kolbenstange 278 den Bügel 274 nach unten gegen Rollen 348 und 350 an den zwei Abschnitten
260 und 262 des Arms 106, welcher mit der Schwenkstange 68 verbunden ist. Die nach unten gerichtete Kraft des Bügels 274
gegenüber den Rollen 348 und 350 am Arm 106 hält die Schwenkstange
68 in der Ladeposition bzw. vollständig zurückgezogenen Position nach den Fig. 5 und 15. Zu diesem Zeitpunkt sind der
Spindelstock 72 und der Reitstock 74 unter einem beträchtlichen Abstand von der Schleifscheibe 48 (Fig. 5) angeordnet, um eine
Nockenwelle 34 leicht an der Schwenkstange 68 montieren zu können. Zusätzlich befindet sich der Meisternockensatz 112 unter
Abstand vom Nockenfolger 110 (Fig. 5 und 8), derart, dass der
Nockenfolger bezüglich des Meisternockensatzes eingestellt werden kann, ohne dass eine Kollision zwischen dem Nockenfolger
und den Nockenelementen 118 stattfindet.
Nachdem eine Nockenwelle 34 am Spindelstock 72 und am Reitstock 74 in der in Fig. 5 dargestellten Weise angeordnet ist,
wird die Ventilanordnung 326 von der Ausgangsposition bzw. Ladeposition nach Fig. 16 in die Wirkposition nach Fig. 18 gebracht.
Auf diese Weise wird unter hohem Druck stehendes Fluid über die Leitung 344 in die untere Kammer 314 variablen
Volumens eingeleitet. Zusätzlich werden durch Bewegung der Ventilanordnung 326 in die Arbeitsposition nach Fig. 16 die
oberen Kammern 316 und 318 variablen Volumens über die Leitungen
332, 338 und 340 mit dem Ablauf bzw. dem Reservoir verbunden.
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303727^
Der verhältnismässig hohe Druck am Stangenende des Kolbens 320 bewegt den Kolben aus der zurückgezogenen Position nach
Fig. 16 nach oben gerichtet. Wenn dies geschieht, dann zieht die Spannanordnung 108 den Arm 106 von der Position nach
Fig. 15 in die Position nach Fig. 17 nach oben. Auf diese Weise wird die Schwenkstange 68 um die Achse 90 aus der Ladeposition
bzw. vollständig zurückgezogenen Position nach Fig. 15 in eine Arbeitsposition innerhalb eines Bereiches von möglichen Arbeitspositionen (Fig. 17) verschwenkt. Während der Bewegung der
Schwenkstange 68 aus der Ladeposition nach Fig. 15 in die Arbeitsposition nach Fig. 17 sind die Federn in der Spannanordnung
108 wirksam, um die Rollen 348 und 350 (Fig. 16) am Arm 106
der Schwenkstange gegenüber der Unterseite des Bügels 274 zu halten. Wenn die Schwenkstange 68 die Arbeitsposition nach
Fig. 17 erreicht, dann hat sich der Meisternockensatz 112 (Fig.
und 8) in Anlage mit dem Nockenfolger 110 bewegt. Die Anlage zwischen dem Nockenfolger 110 und einem der Nocken 118 am
Nockensatz 112 hält die Schwenkstange 68 gegenüber einer Bewegung
aus der Arbeitsposition nach Fig. 17, während gleichzeitig
der Motor 104 läuft. Wenn der Meisternockensatz 112 und die
Nockenwelle 34 später zusammen gedreht werden, hat der Eingriff zwischen dem Meisternockensatz und dem Nockenfolger
zur Folge, dass sich die Schwenkstange 68 innerhalb eines Bereiches von Arbeitspositionen in Richtung der Schleifscheibe 48
und von dieser abgewandt verlagert. Das Ausmaß der Arbeitspositionen, innerhalb welchen die Schwenkstange 68 durch die
Zusammenwirkung zwischen dem Meisternockensatz 112 und dem
Nockenfolger 110 bewegbar ist, wird durch die erwünschte Konfiguration
der Nocken 32 bestimmt.
Wenn sich der Kolben 320 aus der Ladeposition nach Fig. 16 in Richtung der Wirkposition nach Fig. 18 bewegt, um die Schwenkstange
68 aus ihrer Ladeposition (Fig. 15) in eine Arbeitsposition (Fig. 1 7) zu verschwenken, dann bewegt sich der Meisternockensatz
112 in Anlage mit dem Nockenfolger 110. Gemäss
einem Merkmal der Erfindung wird die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors 104 reduziert, kurz bevor der Meisternockensatz
in Anlage mit d :m Nockenfolger 110 gelangt. Auf diese Weise
wird die Belastung auf ein Minimum reduziert, welche am Nockensatz 112 und am Nockenfolger 110 zur Einwirkung gelangt, wenn
diese in Anlage miteinander geraten.
Wenn sich infolgedessen der Kolben 320 von der Position nach Fig. 16 in die Richtung der Position nach Fig. 18 nach oben bewegt,
dann schliesst der Kolben eine Öffnung 316 in d&ir Seitenwand
des Gehäuses 310. Wenn dies geschehen ist, wird Fluid aus
der im Volumen variablen Kammer 316 nur durch die obere Öffnung 362 in der Wand des Gehäuses 310 in den Ablass 342 abgeleitet.
Eine Öffnung 366 im Strömungssteuerventil 326 begrenzt das Ausmaß, mit welchem Fluid aus der im. Volumen variablen
Kammer 316 über die Öffnung 362 ablassbar ist, um die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors 104 zu reduzieren.
Die untere Öffnung 360 ist mittels eines Kanals 368 im Strömungssteuerventil 326 frei mit dem Ablass verbunden. Wenn also der
Kolben 320 die untere Öffnung 360 zur Kammer 316 sperrt, dann Fluid frei aus der im Volumen variablen Kammer durch beide
Öffnungen 360 und 362 abgeleitet werden. Kurz bevor die Schwenkstange 68 den Bereich der Arbeitspositionen erreicht und bevor
der Nockensatz 112 sich in Anlage mit dem Nockenfolger 110 bewegt,
verlagert sich eine obere Endfläche 372 des Kolbens 320 über die Öffnung 360 hinaus und blockiert den Fluidstrom von der
Kammer 312 durch die Leitung 340. Infolgedessen kann das Fluid nur von der Kammer 316 durch die Öffnung 362 und den verengten
Kanal 366 im Steuerventil 326 strömen. Als Folge davon wird eine Reduzierung der Arbeitsgeschwindigkeit des Motors oder
Antriebes 104 erreicht.
Die genaue Arbeitsposition, in welche die Schwenkstange 68 bewegt
wird, hängt von der Winkelorientierung des Nockens 118 ab, der mit dem Nockenfolger 110 in Anlage gelangt, wenn sich
die Schwenkstange 68 in den Bereich von Arbeitspositionen bewegt. Die in Fig. 17 dargestellte Arbeitsposition der Schwenkstange
entspricht nur einer von mehreren Arbeitspositionen, in welche die Schwenkstange jeweils bewegbar ist. Natürlich wird
während der Drehung der Nockenwelle 34 und des Meisternockensatzes 112 die Schwenkstange 68 durch den Bereich von Arbeitspositionen hindurchbewegt, wenn die Nocken 32 geschliffen werden.
Nachdem die Schwenkstange 68 in eine Arbeitsposition (Fig. 17)
bewegt wurde, wird durch weitere Betätigung des Antriebes dieSpannanordnung 108 betätigt. Da der erste Arbeitsgang an
einem Nocken 32 aus dem Grobschleifen besteht, bei welchem verhältnis massig viel Material vom Nocken abgenommen wird,
betätigt der Antrieb 104 die Spannanordnung 108 dahingehend,
dass die Federn 244-254 verhältnismässig stark gestreckt oder ausgelenkt werden. Dadurch wird eine verhältnismässig starke
Spannkraft gegenüber dem Arm 106 wirksam, welcher die Nocken 32 gegen die Schleifscheibe 48 andrückt und gleichzeitig den
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- 40 Meisternockensatz 112 stark an den Nockenfolger 110 anpresst.
Um die Spannanordnung 108 zu betätigen, fährt der Kolben 320
im Antrieb 104 fort, sich aus der in Fig. 8 dargestellten Position
in Richtung der während des Grobschleifens eingenommenen Position nach Fig. 19 zu bewegen. Bei dieser Aufwärtsbewegung
des Kolbens 320 wird ein nach aussen sich erstreckender zylindrischer Endabschnitt 376 am Kolben 320 in Anlage mit einer
kreisförmigen Bodenfläche 378 am Hilfskolben 322 gebracht. Eine weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens 320 führt dazu, dass
der koaxiale Hilfskolben 322 aus der Ausgangsposition nach Fig. nach oben in die Position nach Fig. 19 gebracht wird, welche
während des Grobschleifens eingenommen ist. Wenn die zwei Kolben 320 und 322 die Grobschleif position nach Fig. 19 erreichen,
dann befindet sich ein zylindrischer Endabschnitt 382 am Hilfskolben in Anlage mit der Endfläche 384 des Gehäuses 310.
Wenn sich der Antrieb 104 in der für das Grobschleifen geeigneten
Position nach Fig. 19 befindet, dann hat sich der Bügel 274 von
den Rollen 343, 350 an den Abschnitten 260 und 262 des sich von der Schwenkstange 68 nach aussen erstreckenden Arms 106 nach
oben bewegt. Der Bügel 274 bewegt sich nach oben und streckt die Federn 244-254 in der Spannanordnung 108, da eine Anlage zwischen
dem Meisternockensatz 112 und dem Nockenfolger 110 existiert.
Diese Anlage verhindert eine weitere Bewegung der Schwenkstange aus der Arbeitsposition nach Fig. 17, wenn sich der Kolben 320 nach
oben bewegt.
Wenn der Motor 104 und die Spannanordnung 108 die für das Grobschleifen
geeignete Lage nach Fig. 19 erreicht haben, dann sind
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30372?ξ
die Federn 244-254 in der Spannanordnung 108 elastisch gestreckt
bzw. so ausgelenkt, dass eine Spannkraft am Schwenkarm 68 ausgeübt wird. Diese Spannkraft drückt den Schwenkarm
68 gemäss Fig. 17 im Uhrzeigersinn gerichtet= Durch
diese Spannkraft des Schwenkarms wird die Nockenwelle 34 mit ausreichender Kraft in Richtung der Schleifscheibe 48 verspannt,
um die verhältnismässig grossen Kräfte zu überwinden, welche während eines Grobschleif ens auftreten. Die Spannkraft
verhindert gleichzeitig eine Trennung zwischen dem Meisternockensatz 112 und dem Nockenfolger 110. Während des Grobschleifens
verbleibt also der Motor oder Antrieb 104 in der in Fig. 19 dargestellten Lage, in welcher die Spannanordnung 108
wirksam ist, um eine verhältnismässig grosse Spannkraft am Schwenkarm 68 anzulegen. Wenn der Meisternockensatz 112
während des Grobschleifens eines Nockens 32 mit der Nockenwelle 34 gedreht wird, dann bewirkt der mit dem Nockenfolger
110 in Anlage befindliche Nocken 118 des Meisternockensatzes 112, dass sich die Schwenkstange 68 um die Achse 90 in Richtung
der Schleifscheibe 48 und von dieser abgewandt rückwärts und vorwärts verschwenkt. Diese Bewegung der Schwenkstange 68
innerhalb eines Bereiches von Arbeitspositionen hat eine geringe Veränderung im Ausmaß der Verspannung der Federn 244-254
der Spannanordnung 108 zur Folge,, Wenn jedoch der Hauptkreis-Teil
des Meisternockenelements 118 in Anlage mit dem Nockenfolger
110 ist, so dass während des Grobschleifens die Spannanordnung 108 minimal gestreckt oder ausgelenkt wird, dann
reicht die mit Hilfe der Spannanordnung an der Schwenkstange 68 ausgeübte Kraft aus, um den Meisternockensatz 112 stark in
Richtung des Nockenfolgers 110 zu drücken und um die Arbeits-
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kräfte zu überwinden, die zwischen dem Nocken 32 und der
Schleifscheibe 48 auftreten.
Während eines Feinschleifens wird mittels der Schleifscheibe 48 weniger Material vom Nocken 32 abgenommen. Infolgedessen
muss die Spannanordnung 108 nicht die verhältnismässig grossen
Arbeitskräfte überwinden, die beim Grobschleifen auftreten. Folglich kann die Kraft reduziert werden, mit welcher die Spannanordnung
108 die Schwenkstange 68 in Richtung der Schleifscheibe 48 drückt, derart, dass eine Reduzierung der Kraft erreichbar
ist, mit welcher der Meisternockensatz 112 in Richtung
des Nockenfolgers 110 gedrückt wird.
Durch die Reduzierung der Kräfte zwischen dem Meister no ckensatz
112 und dem Nockenfolger 110 wird das Ausmaß herabgesetzt,
mit welchem die Bauteile der Schleifmaschine 30 ausgelenkt oder verformt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der
Genauigkeit, mit welcher die Schwenkstange 68 relativ zur
Schleifscheibe 48 bewegt wird. Natürlich wird dadurch auch die Genauigkeit des Feinschleifens erhöht.
Um die Kraft zu reduzieren, mit welcher die Spannanordnung 108 die Schwenkstange 68 während eines Feinschleifens in
Richtung der Schleifscheibe 48 drückt, wird der Antrieb aus der Lage nach Fig. 9 in die Lage nach Fig. 20 gebracht, bevor
das Feinschleifen beginnt. Um dies zu erreichen, wird das
Steuerventil 326 betätigt, um unter Druck stehendes Fluid sowohl in die obere, volumenveränderliche Kammer 318 als auch
in die untere volumenveränderliche Kammer 314 (Fig. 20) einzuleiten.
Der sekundäre Kolben oder Hilfskolben 322 weist eine
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kreisförmige Oberseite 388 auf, deren Fläche grosser ist als
die Fläche der Oberseite 372 des Kolbens 320. Obwohl der Druck des Fluids in der oberen Kammer 318 dem Druck des
Fluids in der unteren Kammer 314 entspricht, ist der gegenüber
dem Kolben 322 wirkende Druck wirksam, um den Hauptkolben 320 aus der in Fig. 19 dargestellten Lage nach unten in
die Position nach Fig. 20 zu drücken.
Die Bewegung des Hilfskolbens 322 unter Einfluss des Fluiddruckes
in der Kammer 31 8 wird unterbrochen, wenn sich der Kolben 322 an den Ring 334 anlegt. Zu diesem Zeitpunkt besitzt
der Bügel 174 einen Abstand von den Rollen 348 und 350 der Abschnitte 260 und 262 des Arms 106, der sich von der
Schwenkstange 68 (Fig. 15) nach aussen erstreckt. Doch ist der Abstand zwischen den Rollen 348, 350 und dem Bügel 174
nicht so gross als dann, wenn sich der Antrieb 104 in der Lage nach Fig. 19 während eines Grobschleif ens befindet. Wenn also
der Antrieb 104 vor Einleiten eines Feinschleifens in die Lage
nach Fig. 20 gebracht ist, dann ist das Ausmaß der Erstreckung der Federn 244-254 reduziert. Die Spannanordnung 108 übt also
eine reduzierte Kraft an der Schwenkstange 68 aus.
Die reduzierte Spannkraft an der Schwenkstange reicht jedoch aus, um während des Feinschleifens den Meisternockensatz
in Anlage mit dem Nockenfolger 110 zu halten. Zusätzlich reicht die reduzierte Spannkraft aus, um während eines Feinschleifens
die verhältnismässig kleinen Arbeitskräfte zwischen den Nocken 32 und der Schleifscheibe 48 zu überwinden.
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Nachdem das Schleifen eines Nockens vollendet ist, wird der Antrieb 104 betätigt, um die Schwenkstange in Richtung der
Ladeposition nach Fig. 15 zu bewegen. So wird das Steuerventil 326 aus der Lage nach Fig. 20 zurück in die Lage nach
Fig. 16 gebracht. Dies hat zur Folge, dass Fluid in die Kammer 316 geleitet wird, während die Kammer 314 mit dem Ablass
oder Sumpf verbunden wird, so dass sich der Kolben 320 nach unten bewegen kann, um die Schwenkstange 68 in Richtung der
Ladeposition zu verschwenken.
Obwohl das Ventil 326 auf verschiedene Weise betätigt werden kann, wird es vorteilhafterweise mit Hilfe des Rechners 146
(Fig. 4) gesteuert. Der Rechner 146 löst die Erregung eines Solenoids 392 aus, welcher das Steuerventil 326 aus der Ausgangslage
oder der Ladeposition nach Fig. 16 in die Wirklage für das Grobschleifen schaltet, wie in Fig. 19 dargestellt ist.
Ein Solenoid 394 wird erregt, um das Steuerventil in die in Fig. 20 dargestellte Lage für das Feinschleifen zu bewegen.
Falls beide Solenoide392 und 394 entregt werden, bewegen Rückholfedern das Steuerventil zurück in die Ausgangslage
nach Fig. 16.
Die Spannfedern 244-254 und der Antrieb 104 befinden sich an
einer Seite der Schwenkstange 68 (Fig. 8). Dies ermöglicht einen leichten Zugriff zum Meisternockensatz 112 über eine
lösbare Abdeckung, welche das obere Ende des Gehäuses 176
überbrückt. Wenn sich der Meisternockensatz 112 in der Ladeposition
nach Fig. 8 befindet, dann kann der Meisternockensatz leicht durch einen anderen Nockensatz ersetzt werden, wodurch
die Schleifmaschine 30 unterschiedliche Nockenwellen schleifen kann.
Wenn das Schleifen jedes der Nocken 32 vollendet ist, dann werden die Nockenwelle 34 und die Schleifscheibe 48 voneinander
getrennt. Dadurch kann der Arbeitstisch 44 relativ zur Basis 38 bewegt werden, um den nächstfolgenden Nocken in
den Bereich der Schleifscheibe 48 zu bringen. Da die Winkellage und/oder die Konfiguration des nächstfolgenden Nockens
32 unterschiedlich ist gegenüber der Winkellage und/oder der Konfiguration des vorangehenden Nockens, ist es erforderlich,
den Nockenfolger 110 (Fig. 5) mit einem anderen Nockenelement 118 des Meisternockensatzes 112 in Anlage zu bringen.
Um das mit dem Nockenfolger 110 in Anlage befindliche Nockenelement
118 auszutauschen, muss der Meisternockensatz 112 vom Nockenfolger gelöst werden. Dies geschieht durch Betätigung
des Motors 104, um die Schwenkstange 68 in Richtung der Ladeposition
zu verschwenken. Es ist jedoch nicht nötig, die Schwenkstange 68 und die Nockenwelle 34 den gesamten Weg in die vollständig
zurückgezogene Lage bzw. Ladeposition zurücklegen zu
lassen. Es ist lediglich nötig, den Meisternockensatz 112 unter einem Abstand vom Nockenfolger 110 zu lösen, welcher ausreicht,
dass keine Kollision zwischen dem Nockenfolger und dem Meisternockenelement 118 stattfindet, wenn der Nockenfolger entsprechend
Betätigung des Motors 122 axial entlang des Meisternockensatzes 112 bewegt wird.
Der Motor oder Antrieb 104 der Schwenkstange wird infolgedessen
nur in dem Maße betätigt, als es erforderlich ist, um die Schwenkstange 68 in eine Vergleichs- oder Einstellposition zu bringen.
Die Einstell- oder Vergleichsposition der Schwenkstange 68 befin-
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det sich innerhalb des Bereiches von Arbeitspositionen und der vollständig zurückgezogenen Position bzw. Ladeposition. Die
Einstellposition der Schwenkstange 68 muss etwas bezüglich einer Seite des Bereiches der Arbeitspositionen liegen, innerhalb
welchem die Schwenkstange durch die Zusammenwirkung zwischen dem Nockenfolger 110 und dem Meisternockensatz
hin- und herbewegt wird. Dies ist erforderlich, um sicherzustellen, dass keine Kollision zwischen dem Nockenfolger 110
und dem Meisternockensatz 112 entstehtr wenn der Nockenfolger
axial bezüglich des Meisternockensatzes eingestellt wird.
Um zu verhindern, dass sich die Schwenkstange 68 über die
Einstellposition hinaus in die vollständig zurückgezogene bzw. Ladeposition bewegt, wird die Halte- oder Anschlaganordnung
130 (Fig. 5 und 21-23) betätigt, wenn sich die Schwenkstange in einer Arbeitslage befindet. Bei Betätigung der Anschlaganordnung
130 wird ein Anschlagblock 402 (Fig. 21, 22 und 23) in Fluchtung mit einem Anschlagzapfen 404 bewegt, der mit
einem sich von der Schwenkstange 68 nach aussen erstreckenden Flansch 406 verbunden ist. Durch Anschlag der Anschlagfläche
410 des Anschlagzapfens 404 an der Anschlagfläche 412
des Blocks 402 wird die Bewegung der Schwenkstange unterbunden, wenn sie sich in einer Einstell- oder Vergleichsposition
zwischen dem Bereich der Arbeitspositionen und der vollständig zurückgezogenen Ladeposition befindet.
Wenn das Schleifen einer Nockenwelle vollendet ist, dann gelangt der Anschlagblock 402 ausser Fluchtung mit dem Anschlagzapfen
404, so dass sich ein Anschlagzapfen 416 (Fig. 21) in
Anlage mit einem Anschlagkörper 420 bewegen kann. Dieser ist
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mit dem Schlitten oder Arbeitstisch 44 verbunden. Der Anschlagkörper
420 besitzt eine obere Anschlagfläche 424, die sich unterhalb zum Arbeitstisch oder näher zum Arbeitstisch 44 befindet
als die Anschlagfläche 412 am Anschlagblock 402. Infolgedessen kommt eine Anschlagfläche 426 am unteren Ende des Zapfens 416
in Anlage mit der Anschlagfläche 424 am Anschlagkörper 420, wenn die Schwenkstange 68 über die Einstell- oder Vergleichsposition hinaus in die Ladeposition bewegt wurde.
Der Anschlagblock 402 wird zwischen einer unbetätigten oder Ruheposition (in ausgezogenen Linien in Fig. 21 dargestellt) und
einer Wirkposition (in gestrichelten Linien in Fig. 21 dargestellt) bewegt. Dies geschieht mit Hilfe eines Zylinder- und Kolbenantriebes
430. Wenn sich also die Schwenkstange 68 in einer Arbeitsposition befindet, und beide Anschlagzapfen 404 und 416 von der
in Fig. 21 dargestellten Lage nach oben verschwenkt wurden, dann wird der Motor 430 betätigt. Auf diese Weise wird der Anschlagblock
402 aus der unwirksamen Position in die Wirklage in Fluchtung mit der Endfläche 410 des Anschlagbolzens 404 bewegt. Bei
einer nachfolgenden Betätigung des Antriebes 104 zum Zwecke der Verschwenkung der Schwenkstange 68, derart, dass diese in
Richtung der zurückgezogenen Ladeposition bewegt wird, kommt das Ende des Bolzens oder Zapfens 410 in Anlage mit der Anschlagfläche
412. Dadurch wird die Bewegung der Schwenkstange 68 unterbrochen, bevor sie vollständig in die Ladeposition bewegt
ist. Wenn man die Schwenkstange 68 nur in die Einstelloder Vergleichsposition bewegt, welche kurz vor der vollständig
zurückgezogenen Position vorgesehen ist, dann ist die zum Schleifen einer Nockenwelle erforderliche Zeit reduzierbar.
130017/062*?
Mit der vorliegenden Erfindung wurden eine Nockenwellenschleifmaschine
30 und ein Verfahren geschaffen, mit welchen die Genauigkeit des Schleifens der Nocken 32 verbessert werden kann.
Gleichzeitig wird das Einstellen der Schleifmaschine zum Schleifen unterschiedlicher Nockenwellen 34 erleichtert und es
wird die Geschwindigkeit erhöht, mit welcher Nockenwellen geschliffen
werden können. Um die Genauigkeit zu erhöhen, mit welcher Nocken 32 geschliffen werden, wird während eines Feinschleifens
die Spannkraft reduziert, mit welcher eine Nockenwelle 34 in Richtung der Schleifscheibe 48 gedruckt wird. Durch
die Reduzierung der die Nockenwelle in Richtung der Schleifscheibe 48 drückenden Spannkraft wird die Kraft an einem Meisternockensatz
112 reduziert, derart, dass eine verminderte Auslenkung
der verschiedenen Bauteile der Schleifmaschine besteht. Zusätzlich werden Ungenauigkeiten infolge Verschleisses des
Meisternockensatzes 112 und/oder„des Nockenfolgers 110 reduziert,
indem man die Geschwindigkeit herabsetzt, mit welcher der Meisternockensatz und der Nockenfolger in Anlage miteinander
bewegt werden, ohne dass dadurch die Arbeitsgeschwindigkeit der Schleifmaschine zu stark herabgesetzt werden müsste.
Um das Einstellen und das Betätigen der Schleifmaschine zu erleichtern,
wurde auf Anschläge oder Mitnehmer zur Betätigung eines Antriebsmechanismus verzichtet, welcher einen Nockenfolger
relativ zu einem Meisternockensatz bewegt. Bei einer erfindungsgemässen
Schleifmaschine 30 wird nach einem weiteren Merkmal der Nockenfolger 110 unabhängig von der Bewegung
eines Arbeitstisches 44 relativ zu einer Basis 38 der Maschine bewegt. Dies geschieht mit Hilfe eines unabhängigen Motors 122,
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der sich am Laufwerk oder Arbeitstisch 44 nahe des Nockenfolgers 110 befindet. Ein Signalgeber 208 ist dem Nockenfolger-Antrieb
122 zugeordnet und erzeugt ein Ausgangssignal, welches durch die Steuerschaltung 220 verwendbar ist, um die Position
des Nockenfolgers relativ zum Meisternockensatz zu bestimmen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Schleifmaschine 30 erhöht werden, indem
man das Ausmaß der Bewegung der Schwenkstange 68 zwischen den Nocken-Schleifgängen reduziert. Wenn also ein erster
Nocken 32 geschliffen wurde, dann wird die Schwenkstange 68 aus einer Arbeitsposition (Fig. 17) in eine Einstellposition bewegt,
die sich näher an der Arbeitsposition befindet als die Ladeposition (Fig. 15). Jedoch reicht der Abstand, entlang welchem
sich die Schwenkstange 68 aus der.Arbeitsposition in die Einstellposition
bewegt, aus, um den Meisternockensatz 112 und den Nockenfolger 110 so zu trennen, dass sich der Nockenfolger frei
relativ zum Meisternockensatz bewegen kann.
it-
Leerseite
Claims (12)
- 037 27 5Patentanwälte Licht, Schmidt Hansmann, Herrmann, Baumann " Dipl.-lng. Martin LichtAlbert-RoBhaupter-Str. 65 8000 München 70 ^ Rejnho,d SchmidiDipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann The Warner & Swasey Company Dipl.-Phys.Sebastian HerrmannDipl.-Phys. Eduard Baumann 11000 Cedar AvenueCleveland, Ohio 44106 Albert-Roßhaupter-Str. 65y 2^ 8000 München 70Telefon: (089)76030 91 Telex: 5 212 284 patsd Telegramme: Lipatli MünchenEin hier angegebenes Zeichen bitte stets angebenIhr Zeichen: Unser Zeichen:Your ref.: . Our ref.:Akte: 16007Please reier always to an above-indicated ref26. September 1980 Ho/LüNockenwellenschleifmaschine und Verfahren zum Schleifen der Nocken einer NockenwellePATENTANSPRÜCHEi . Nockenwellenschleifmaschine mit einer Schleifscheibe, welche während des Grobschleifens Material einer ersten Menge von einem Nocken abnimmt und während des Feinschleifens Material einer zweiten kleineren Menge vom Nocken abnimmt,, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmaschine eine Halterung aufweist, welche die Nockenwelle während des Grobschleifens und während des Feinschleifens führt, wobei eine Spannanordnung mit der Halterung verbunden ist, um während des Grobschleifens die Halterung mit einer ersten Kraft in Richtung der Schleifscheibe zu drücken und um die Halterung während des Feinschleifens mit einer zweiten kleineren Kraft an die Schleifscheibe anzudrücken.
- 2. Schleifmaschine η ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung mit der Werkstückhalterung ver-Bayerische Vereinsbank München, Kto.-Nr. 882495 (BLZ 700202 70) · Deutsche Bank München, Kto.-Nr.82/08050 (BLZ 700 70010)PostscheckaartJViqHcl»nJ<te»-l>ir.Ae9e9?-«32 (BLZ 70010080)bunden ist, um die Halterung als Funktion der erwünschten Formgebung des Nockens in Richtung der Schleifscheibe und von dieser abgewandt zu bewegen, dass die Steuerungseinrichtung ein Meisternockenelement und ein Nockenfolgerelement enthält, wobei das Meisternockenelement eine Formgebung aufweist, welche eine Funktion der erwünschten Formgebung des Nockens ist, und dass die Spannanordnung das Meisternockenelement und den Nockenfolger während des G rohschleif ens mit einer ersten Kraft in Anlage miteinander drückt, während die Spannanordnung das Meisternockenelement und den Nockenfolger während des Feinschleifens mit einer zweiten Kraft in Anlage miteinander drückt.
- 3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung in Richtung der Schleifscheibe und von dieser abgewandt zwischen einer zurückgezogenen Position, in welcher der Nocken Abstand von der Schleifscheibe besitzt, einer Arbeitsposition, in welcher der Nocken während des Grob— und Feinschleifens mit der Schleifscheibe in Eingriff gelangt, und einer Einstell- oder Vergleichsposition bewegbar ist, die sich zwischen der Arbeitsposition und der zurückgezogenen Position befindet, wobei ein motorischer Antrieb die Werkstückhalterung zwischen der zurückgezogenen Position, der Arbeitsposition und der Einstell- und Vergleichsposition bewegt, dass eines der Meisternocken- und Nockenfolgerelemente mit der Werkstückhalterung verbunden und mit dieser relativ zum anderen der Elemente bewegbar ist, und dass eines der Meisternocken- und Nockenfolgerelemente einen ersten Abstand vom anderen der Elemente besitzt, wenn sich die Werkstückhalterung in der zurückgezogenen Position befindet, wobei in der Einstell- und Vergleichsposition der Halterung ein130017/082zweiter Abstand besteht, welcher kleiner ist als der erste Abstand, und dass eine Anlage zwischen dem Meisternocken- oder Nockenfolgerelement und dem jeweils anderen der Elemente besteht, wenn sich die Werkstückhalterung in der Arbeitsposition befindet.
- 4. Schleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger mittels einer Einrichtung relativ zum Meisternocken bewegbar ist, wenn sich die Werkstückhalterung in der zurückgezogenen Position befindet, und wenn sich die Werkstückhalterung in der Einstell- und Vergleichsposition befindet.
- 5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine wahlweise betätigbare Anschlageinrichtung die Bewegung der Werkstückhalterung auf eine Bewegung zwischen der Einstell- und der Arbeitsposition beschränkt.
- 6. Schleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeitsreguliereinrichtung die Arbeitsgeschwindigkeit des motorischen Antriebes gemäss der Bewegung der Werkstückhalterung in eine Position nahe der Arbeitsposition reduziert, wenn die Werkstückhalterung aus der zurückgezogenen Position in die Arbeitsposition verlagert wird.
- 7. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannanordnung Federn aufweist, die zur Erzeugung der ersten Kraft um ein erstes Ausmaß elastisch auslenkbar sind, dass die Federn elastisch um ein zweites Maß auslenkbar sind, welches kleiner ist als das erste Maß der Auslenkung, um die13 0 017/0 β 2 7zweite Kraft abzugeben, wobei eine motorische Einrichtung die Federn auslenkt, dass die motorische Einrichtung erste und zweite Kolben aufweist als auch eine Steuerungseinrichtung, um einen Fluiddruck gegenüber dem ersten Kolben einwirken zu lassen, um die Auslenkung der Federn um das erste Maß der Auslenkung zu erreichen, und dass Fluiddruck gegenüber dem zweiten Kolben zur Wirkung gelangt, um die Federn um das zweite Maß der Auslenkung auszulenken.
- 8. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die motorische Einrichtung ein Gehäuse umfasst, dass sich die ersten und zweiten Kolben in axialer Fluchtung miteinander innerhalb des Gehäuses befinden und relativ zueinander bewegbar sind, dass der erste Kolben aus einer Position unter Abstand vom zweiten Kolben bei Einwirkung von Fluiddruck in Anlage mit dem zweiten Kolben bewegbar ist, während die Federn um das erste Maß ausgelenkt werden, und dass der zweite Kolben wirksam ist, um den ersten Kolben relativ zum Gehäuse zu bewegen, wenn Druck am zweiten Kolben zur Einwirkung gelangt.
- 9. Nockenwellenschleifmaschine mit einer Schleifscheibe, welche während des Grobschleifens Material einer ersten Menge von einem Nocken abnimmt und während des Feinschleif ens Material einer zweiten kleineren Menge vom Nocken abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmaschine eine bewegbare Halterung für die Nockenwelle enthält als auch eine Einrichtung, um die Halterung als Funktion der Formgebung der Nocken der von der Halterung getragenen Nockenwelle in Richtung der Schleifscheibe und von dieser abgewandt zu bewegen, dass die die Halterung bewegende Einrichtung mehrere Meisternocken aufweist, deren Formgebung eine*■" OFunktion der erwünschten Formgebung der Nocken einer Nockenwelle ist, dass ein Nockenfolger wahlweise in Anlage mit einem der Meisternocken bewegbar ist, dass eine Vorrichtung eine Relativbewegung zwischen dem Meisternocken und dem Nockenfolger zwischen einer Ausgangslage und einer Arbeitslage vollführt, wobei die Meisternocken und der Nockenfolger in der Ausgangslage einen Abstand besitzen, während in der Arbeitslage einer der Meisternocken am Nockenfolger anliegt, derart, dass der Nockenfolger und der vorbestimmte Meisternocken während eines Grobschleif ens mit einer ersten Kraft in Eingriff miteinander anpressbar sind, während der Nockenfolger und der vorbestimmte Meisternocken während des Feinschleifens eines Nockens mit einer zweiten kleineren Kraft in Eingriff miteinander anpressbar sind.
- 10. Schleifmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger oder einer der Meisternocken mit der Werkstückhalterung verbunden und mit dieser relativ zum anderen der vorgenannten Bauteile bewegbar ist, und dass die die Relativbewegung zwischen den Meisternocken und dem Nockenfolger auslösende Einrichtung einen motorischen Antrieb enthält, der mit der Werkstückhalterung verbunden ist.
- 11 . Verfahren zum Schleifen der Nocken einer Nockenwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe gedreht wird, dass die Nockenwelle in einer Halterung eingespannt wird, dass während des Grobschleif ens Material einer ersten Menge vom Nocken abgenommen wird, indem der Nocken mit der sich drehenden Schleifscheibe in Eingriff gebracht wird, während sich die13ÖÖ17/ÖS27037275Nockenwelle in der Halterung befindet, derart, dass während des Grobschleifens die Werkstückhalterung mit einer ersten Kraft in Richtung der Schleifscheibe ged rückt wi rd, und dass während des Feinschleifens Material einer zweiten Menge vom Nocken mit Hilfe der sich drehenden Schleifscheibe abgenommen wird, während sich die Nockenwelle in der Halterung befindet, derart, dass während des Feinschleifens die Werkstückhalterung mit einer zweiten Kraft an die Schleifscheibe anged rückt wi rd, welche kleiner ist als die erste Kraft.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückhalterung während des Grobschleifens und während des Feinschleifens als Funktion der erwünschten Formgebung des Nockens in Richtung der sich drehenden Schleifscheibe und von dieser abgewandt bewegt wird, wobei das Bewegen der Werkstückhalterung das Drehen eines Meisternockenelementes relativ zu einem Nockenfolger beinhaltet, der sich in Anlage mit dem Meisternockenelement befindet, um die Werkstückhalterung als Funktion der Relativbewegung zwischen dem Meisternockenelement und dem Nockenfolger zu verlagern, dass das während des Grobschleifens mit einer ersten Kraft sich vollziehende Andrücken der Werkstückhalterung an die sich drehende Schleifscheibe beinhaltet, dass das Meisternockenelement und der Nockenfolger mit der ersten Kraft in Anlage miteinander gedrückt werden, und dass das während des Feinschleifens mit der zweiten Kraft sich vollziehende Andrücken der Werkstückhalterung gegenüber der sich drehenden Schleifscheibe beinhaltet, dass das Meisternockenelement und der Nockenfolger mit der zweiten Kraft in Anlage miteinander gedrückt werden.130011/0827
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