DE4225259C1 - Verfahren zum Feinschleifen der Nocken von Nockenwellen und Nockenwellenfeinschleifmaschinen für die Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Feinschleifen der Nocken von Nockenwellen und Nockenwellenfeinschleifmaschinen für die Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feinschleifen der
Nocken einer Nockenwelle, wobei die Nockenwelle um ihre
Nockenwellenachse mit einer vorgegebenen Umdrehungsfrequenz
rotierend angetrieben wird, wobei zumindest ein Schleifstein
orthogonal zur Nockenwellenachse gegen den zu schleifenden
Nocken angedrückt wird, der an dem Nocken über die Fein
schleifsteinbreite eine Schleifkontaktlinie ausbildet, die
parallel zur Nockenwellenachse verläuft, und wobei der
Schleifstein nach Maßgabe der Nockenkontur unter dem Einfluß
des Schleifdruckes eine nockenkonturfolgende Bewegung ausführt.
Schleifdruck meint den Druck, der aus der Andrück
kraft des Schleifsteines resultiert. Nockenwelle bezeichnet
im Rahmen der Erfindung insbesondere im Einsatz hochtourig
rotierende Nockenwellen, z. B. Kraftfahrzeugnockenwellen. An
die Genauigkeit der Nockenkontur und an die Oberflächen
qualität der bearbeiteten Nocken werden sehr hohe Anfor
derungen gestellt. Der Ausdruck Feinschleifen bezeichnet im
Rahmen der Erfindung alle bei der Fertigbearbeitung der
Nocken von Nockenwellen üblichen Feinschleifoperationen. Die
Nocken der Nockenwellen sind vorbearbeitet, z. B. vorge
schliffen. Feinschleifen wird in der Praxis auch als
Finishen oder Honen bezeichnet (vgl. Lueger "Lexikon der
Fertigungstechnik und Arbeitsmaschinen", Band 8, 1967,
S. 442 und 443). Es wird zumeist in zwei Stufen, der
Vorfinishstufe und der Fertigfinishstufe durchgeführt. Es
versteht sich, daß beim Feinschleifvorgang regelmäßig eine
Schleif- und/oder Kühlflüssigkeit der Schleifstelle zuge
führt wird. An die Oberflächenqualität der bearbeiteten
Nocken werden, insbes. bei schnellaufenden Nockenwellen,
extrem hohe Anforderungen gestellt. Die Nockenwelle wird bei
der Feinschleifbearbeitung quer zur Umdrehungsrichtung der
Nockenwelle zusätzlich hinundhergehend bewegt.
Wird bei dem beschriebenen Feinschleifen der Nocken einer
Nockenwelle mit einem Schleifstein bearbeitet, der eine
längliche Form aufweist, in einer Werkzeugaufnahme festge
halten ist und im übrigen die beschriebenen Bewegungen
ausführt, so wird die Schleiffläche des Schleifsteins, im
Querschnitt betrachtet, bogenförmig eingerichtet oder rich
tet sich beim Schleifvorgang autogen bogenförmig nach.
Der Schleifstein besteht aus einem geeigneten Feinschleif
werkstoff. Bei den bekannten Verfahren, von denen die
Erfindung ausgeht und die mit wie vorstehend beschrieben
eingerichteten Schleifsteinen arbeiten, führen die Schleif
steine bei der rotierenden Bewegung der Nockenwelle ledig
lich die beschriebene Bewegung bzw. die beschriebenen Bewe
gungen aus.
Typische und bewährte Maschinen, die zum Fein
schleifen nach diesem Verfahren arbeiten, sind z. B. in den
Patentpublikationen DE 30 11 454 C2, DE 30 11 455 C2, DE
38 41 976 C1 beschrieben.
Arbeitet man in der beschriebenen Art und Weise, so wird
häufig ein Nachlassen der Schleifleistung, d. h. des Werk
stoffabtrages, beobachtet. Der Werkstoffabtrag wird un
gleichmäßig. Die bearbeitete Oberfläche der Nocken zeigt
störende Rauhigkeitsunterschiede. Schleifsteine, bei deren
Arbeiten die beschriebenen Phänomene auftreten, werden im
Rahmen der Erfindung kurz als stumpf bezeichnet. Das be
schriebene Stumpfwerden der Schleifsteine ist ein für das
Schleifen der Nocken an einer Nockenwelle typisches
Phänomen, welches man mit seinen Nachteilen bisher in Kauf
genommen hat. Die stumpfgewordenen Schleifsteine müssen
häufiger ausgewechselt werden, woraus störende Totzeiten
resultieren, was die Verfügbarkeit einer ganzen Fertigungs
straße beeinträchtigt, in die als eine Bearbeitungsstufe das
Feinschleifen der Nocken von Nockenwellen integriert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
beschriebene Verfahren so zu führen, daß ein störendes
Stumpfwerden der Schleifsteine und die daraus resultierenden
Nachteile nicht mehr in Kauf genommen werden müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der
Schleifstein bei der rotierenden Bewegung der Nockenwelle
zusätzlich zu der konturfolgenden Bewegung um eine durch den
Schleifstein laufende oder schleifsteinnahe Achse rotierend
bewegt und dadurch die Schleifkontaktlinie an dem Schleif
stein in der Umdrehungsrichtung der Nockenwelle oder ent
gegen der Umdrehungsrichtung der Nockenwelle verlagert wird.
Das kann auf verschiedene Weise geschehen. Insbes. kann die
zusätzliche rotierende Bewegung des Schleifsteines gleich
sinnig erfolgen. Es versteht sich, daß in diesem Falle mit
einem als Kreisscheibe oder als Kreisring ausgebildetem
Schleifstein gearbeitet wird. Es besteht aber auch die
Möglichkeit, so zu verfahren, daß die zusätzliche rotierende
Bewegung des Schleifsteins hinundherdrehend erfolgt. Dann
kann der Schleifstein auch eine längliche Form aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren soll die zusätzliche
rotierende Bewegung, mit der in der beschriebenen Weise die
Schleifkontaktlinie an dem Schleifstein in der Umdrehungs
richtung der Nockenwelle bzw. entgegen der Umdrehungsrich
tung der Nockenwelle verlagert wird, nicht zu schnell
erfolgen. Dazu lehrt die Erfindung, daß die zusätzliche
rotierende Bewegung des Schleifsteins mit einer Rotationsge
schwindigkeit erfolgt, die klein ist im Verhältnis zur
Umdrehungsgeschwindigkeit der Nockenwelle bei der Fein
schleifbearbeitung der Nocken, z. B. um einen Faktor von
zumindest 0,2-0,6 kleiner ist. Es empfiehlt sich, bei der
Ausführungsform, bei der die zusätzliche rotierende Bewegung
des Schleifsteines hinundherdrehend erfolgt, diese Frequenz
in bezug auf die Rotationsfrequenz der Nockenwelle resonanz
fremd auszuwählen, so daß störende Resonanzerscheinungen
nicht auftreten.
Die Erfindung geht von der zur Erfindung gehörenden Er
kenntnis aus, daß das vorstehend beschriebene Stumpfwerden
der Schleifsteine beim Schleifen der Nocken einer Nocken
welle durch die Nockenkontur bedingt ist: Wenn der Schleif
stein den Bereich des Grundkreisbogens passiert, liegt er
wegen der Kreisbogenform mit einer Schleifkontaktlinie an,
die am Schleifstein, genauer an der Schleiffläche oder
Arbeitsfläche des Schleifsteins, ihre Position nicht verän
dert. In diesem Schleifkontaktlinienbereich tritt, wie die
Erfindung erkannt hat, das Stumpfwerden ein. Erfindungsgemäß
wird erreicht, daß die Schleifkontaktlinie ihre Position auf
der Schleiffläche nicht nur nach Maßgabe der Rotation des
Nockens, sondern außerdem nach Maßgabe der zusätzlichen
Rotationsbewegung des Schleifsteines verlagert, und zwar
insbes. auch dann, wenn der Schleifstein den Grundkreisbogen
passiert. Überraschenderweise tritt bei Verwirklichung des
erfindungsgemäßen Verfahrens ein vorzeitiges und störendes
Stumpfwerden der Schleifsteine nicht mehr ein. Folglich
werden auch die weiteren, im Rahmen der bekannten Maßnahmen
aus dem Stumpfwerden der Schleifsteine resultierenden Nach
teile vermieden.
Im Rahmen der Erfindung muß darauf geachtet werden, daß beim
Umlauf der Nockenwelle der Schleifstein von der Nockenkontur
nicht abhebt oder auch nur in störendem Maße der Schleif
druck nachläßt. Das ist im Rahmen der Erfindung ohne
Schwierigkeiten möglich, obgleich erfindungsgemäß der
Schleifstein bei der rotierenden Bewegung der Nockenwelle
die beschriebene, zusätzliche rotierende Bewegung, mit der
die beschriebene Verlagerung der Schleifkontaktlinie er
reicht wird, ausführt. Die zusätzliche rotierende Bewegung
sollte mit einer resonanzfremden Frequenz zur Rotation der
Nockenwelle durchgeführt werden, um am Profilumfang ein
gleichmäßiges Bild der sich kreuzenden Bearbeitungsspuren zu
erzeugen. Zu vermeiden sind also Frequenzen der hinundher
gehenden rotierenden Bewegung, die der Umdrehungsfrequenz
der Nockenwellen oder einem harmonischen Vielfachen davon
entsprechen. Das gilt auch für die gleichsinnig rotierende
Bewegung des Schleifsteines. Es versteht sich, daß auch der
Schleifdruck entsprechend einzurichten ist, und daß
Trägheitskräfte berücksichtigt werden müssen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl beim Vorfinishen
der Nocken von Nockenwellen als auch beim Fertigfinishen
eingesetzt werden. Insbes. ist es vorteilhaft, sowohl beim
Vorfinishen als auch beim Fertigfinishen nach Maßgabe der
Lehre der Erfindung zu arbeiten.
Im übrigen kann die Lehre der Erfindung auch mit Schleif
werkzeugen verwirklicht werden, bei denen die Schleifsteine
nicht aus einem Schleifwerkstoff bestehen, sondern vielmehr
ein Widerlager für ein entsprechendes Schleifband bilden.
Im folgenden werden die beschriebenen Maßnahmen der Erfin
dung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstel
lenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in
schematischer Darstellung:
Fig. 1 das Prinzip einer Nockenwellenfeinschleifmaschine für
die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in
einem Schnitt quer zur Nockenwellenaufnahme,
Fig. 2 eine entsprechende graphische Darstellung mit den
Teilfiguren a bis e, die besondere Schleifvorgänge
erläutert,
Fig. 3 perspektivisch einen Schleifstein mit Schleifkontakt
linie,
Fig. 4 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungsform
einer Nockenwellenfeinschleifmaschine für die Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in der Fig. 1 dargestellte Maschine entspricht in ihrem
grundsätzlichen Aufbau einer klassischen Maschine zum Fein
schleifen der Nocken 1 einer Nockenwelle 2. Zum grundsätz
lichen Aufbau gehören eine rotierend antreibbare Nockenwel
lenaufnahme, die nicht gezeichnet wurde, längs der Nocken
wellenaufnahme angeordnete, den zu bearbeitenden Nocken
zugeordnete Werkzeughalter 3 und darin eingesetzte Schleif
steine 4. Die Werkzeughalter 3 sind an Werkzeughalterarme 5
angeschlossen, die um zur Achse der Nockenwellenaufnahme
parallele Achsen 6 schwenkbar sind. Das wurde durch bogen
förmige Doppelpfeile 7 angedeutet. Die Schleifsteine 4 sind
gegen die zu schleifenden Nocken 1 andrückbar. Im Aus
führungsbeispiel erfolgt das Andrücken über Zylinderkolben
anordnungen 8 und eine Ausbildung der Werkzeughalterarme 5
als zweiarmige Hebel. Man erkennt in der Fig. 1 und in ihrem
vergrößerten Ausschnitt A, daß die Schleifsteine 4 als
Kreisscheiben oder Kreisringscheiben ausgeführt sind. Sie
rotieren nach Maßgabe der Bogenpfeile, die in Fig. 1 einge
zeichnet sind, gleichsinnig mit im Vergleich zur Rotations
geschwindigkeit der zu schleifenden Nockenwelle 2 geringer
Geschwindigkeit. Sie könnten entsprechend auch hinundher
gehend rotierend angetrieben sein, wie es der Doppelbogen
pfeil im vergrößerten Ausschnitt A der Fig. 1 andeutet. Die
Antriebe wurden nicht gezeichnet.
Die Fig. 2 mit den Teilfiguren a) bis e) erläutert, wie bei
den bekannten Verfahren zum Schleifen und insbes. Fein
schleifen der Nocken 1 einer Nockenwelle 2 sich die Schleif
kontaktlinie auf der Schleiffläche 10 des zugeordneten
Schleifsteines 4 bewegt. Man erkennt, daß in den Teilfiguren
a) bis d) die Kontaktlinie aus dem mittleren Bereich der
Schleiffläche 10 des Schleifsteines 4 zunächst zum Punkt 11,
dann wieder zurück zum mittleren Bereich 12 und dann zum
Punkt 13 sich bewegt. Im Anschluß daran passiert die
Schleiffläche 10 des Schleifsteins 4 den Nockenbereich, der
dem Grundkreisbogen 14 entspricht und der sich im Aus
führungsbeispiel über 180° erstreckt. Hier bewegt sich die
Kontaktlinie 15 auf der Schleiffläche 10 des Schleifsteines
4 nicht mehr, bis wieder die Position erreicht ist, die der
Teilfigur a) entspricht. Die Fig. 3 zeigt die Kontaktlinie
15, die gleichsam in der Mittelebene des Schleifsteines 4
bei dieser Bewegung längs des Grundkreisbogens 14 entsteht.
Wie die Erfindung erkannt hat, tritt hier ein Stumpfwerden
auf.
Die Fig. 4 ist grundsätzlich mit der Erläuterung zu Fig. 1
und den eingezeichneten Bezugszeichen verständlich. Die
Schleifsteine 4 sind längliche Schleifsteine. Sie machen
eine hinundhergehende Rotationsbewegung um die schleifstein
nahe Achse 16. Der vergrößerte Ausschnitt B der Fig. 1
verdeutlicht dieses durch einen Doppelbogenpfeil. Die An
triebe wurden nicht gezeichnet.
Claims (5)
1. Verfahren zum Feinschleifen der Nocken einer Nockenwelle,
wobei die Nockenwelle um ihre Nockenwellenachse mit einer vorgegebenen Umdrehungsfrequenz ro tierend und axial oszillierend angetrieben wird,
wobei zumindest ein Schleifstein orthogonal zur Nockenwel lenachse gegen den zu schleifenden Nocken angedrückt wird, der an dem Nocken über die Schleifsteinbreite eine Schleif kontaktlinie ausbildet, die parallel zur Nockenwellenachse verläuft, und wobei der Schleifstein nach Maßgabe der Nockenkontur unter dem Einfluß des Schleifdruckes eine nockenkonturfolgende Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifstein bei der rotierenden Bewegung der Nockenwelle zusätzlich zu der nockenkonturfolgenden Bewegung um eine durch den Schleif stein laufende oder schleifsteinnahe Achse rotierend bewegt und dadurch die Schleifkontaktlinie an dem Schleifstein in der Umdrehungsrichtung der Nockenwelle oder entgegen der Umdrehungsrichtung der Nockenwelle verlagert wird.
wobei die Nockenwelle um ihre Nockenwellenachse mit einer vorgegebenen Umdrehungsfrequenz ro tierend und axial oszillierend angetrieben wird,
wobei zumindest ein Schleifstein orthogonal zur Nockenwel lenachse gegen den zu schleifenden Nocken angedrückt wird, der an dem Nocken über die Schleifsteinbreite eine Schleif kontaktlinie ausbildet, die parallel zur Nockenwellenachse verläuft, und wobei der Schleifstein nach Maßgabe der Nockenkontur unter dem Einfluß des Schleifdruckes eine nockenkonturfolgende Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifstein bei der rotierenden Bewegung der Nockenwelle zusätzlich zu der nockenkonturfolgenden Bewegung um eine durch den Schleif stein laufende oder schleifsteinnahe Achse rotierend bewegt und dadurch die Schleifkontaktlinie an dem Schleifstein in der Umdrehungsrichtung der Nockenwelle oder entgegen der Umdrehungsrichtung der Nockenwelle verlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzliche rotierende Bewegung des Schleifsteins
gleichsinnig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzliche rotierende Bewegung des Schleifsteins hin
undherdrehend erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzliche rotierende Bewegung des
Schleifsteines mit einer Rotationsgeschwindigkeit erfolgt,
die klein ist im Verhältnis zur Umdrehungsgeschwindigkeit
der Nockenwelle bei der Feinschleifbearbeitung der Nocken,
z. B. um einen Faktor von zumindest 0,2-0,6 kleiner ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß anstelle des Schleifsteines mit einem Schleifbandträger gearbeitet
wird, über den ein Schleifband geführt ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924225259 DE4225259C1 (de) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Verfahren zum Feinschleifen der Nocken von Nockenwellen und Nockenwellenfeinschleifmaschinen für die Durchführung des Verfahrens |
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US08/274,913 US5516325A (en) | 1992-07-31 | 1994-07-14 | System for honing camshaft cams |
US08/495,233 US5655952A (en) | 1992-07-31 | 1995-06-26 | System for honing camshaft cams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924225259 DE4225259C1 (de) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Verfahren zum Feinschleifen der Nocken von Nockenwellen und Nockenwellenfeinschleifmaschinen für die Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4225259C1 true DE4225259C1 (de) | 1993-11-18 |
Family
ID=6464501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924225259 Expired - Fee Related DE4225259C1 (de) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Verfahren zum Feinschleifen der Nocken von Nockenwellen und Nockenwellenfeinschleifmaschinen für die Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4225259C1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3011455C2 (de) * | 1980-03-25 | 1982-08-19 | Ernst Thielenhaus KG, 5600 Wuppertal | Maschine für die zweistufige Fertigbearbeitung der geschliffenen Nocken von Nockenwellen |
DE3011454C2 (de) * | 1980-03-25 | 1984-04-05 | Ernst Thielenhaus KG, 5600 Wuppertal | Verfahren für die Fertigbearbeitung von Nockenwellen |
DE3841976C1 (en) * | 1988-12-14 | 1990-01-18 | Maschinenfabrik Ernst Thielenhaus Gmbh, 5600 Wuppertal, De | Machine for the two-stage finish-machining of camshafts |
-
1992
- 1992-07-31 DE DE19924225259 patent/DE4225259C1/de not_active Expired - Fee Related
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