DE7238725U - Profilschieifvornchtung - Google Patents

Description

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DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

telefon: 395314 2000 HamBυRG 50,2o. Oktober 1972

TELEGRAMME: KARPATENT KC N I GSTR ASS E 28

W.25479/72 8/S1

Toyo Kogyo Company Limited, Hiroshima (Japan)

Profilschleifvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf Profilschleifvorrichtungen mit einer Nachlaufeinrichtung und insbesondere auf eine Profilschleifvorrichtung, die eine Schleifscheibe aufweist, die seitlich bewegbar ist, um das Abreibausmaß oder die Abreibtiefe zu steuern, während die Schleifscheibe und ein Werkstück in einer vorbestimmten Beziehung zueinander gehalten werden, welche durch die Steuer- und Nockenfläche einer Schablone bestimmt wird.

Bei bekannten Profilschleifvorrichtungen dieser allgemeinen Art kann das Abreibausmaß nicht gesteuert werden, wenn der Nachlaufteil in einer vorbestimmten Berührungsbeziehung mit Bezug auf die Schablone festliegt, und die gewünschte Steuerung des Abreibausmaßes wird vorzugsweise dadurch ermöglicht, daß ein einen verjüngten Abschnitt aufweisender zylindrischer Nachlaufteil längs der Spindel der sich koaxial zu dem Nachlaufteil erstrekkenden Schleifscheibe gehoben oder gesenkt wird.

Eine solche Ausführung macht jedoch im allgemeinen eine unerwünscht große axiale Abmessung der Schleifscheibenspindel mit einem relativ kleinen Durchmesser erforderlich, und zwar wegen des Vor-

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handenseins des verjüngten Abschnittes des Nachlaufteils und von Gewindeteilen oder anderen hin- und herbewegbaren Einrichtungen zum Heben und Senken des Nachlaufteils auf der Spindel. Der genaue Durchmesser der Spindel variiert in Abhängigkeit von der Größe der Schablone. Das Ergebnis ist, daß die Schleifscheibenspindel nur eine mäßige Starrheit besitzt und damit eine geringe Genauigkeit des Schleifvorgangs ermöglicht.

Wenn eine nicht-kreisförmige Fläche eines Werkstücks mittels einer herkömmlichen Sohleifvorrichtung \ geschliffen werden soll, wird eine Schablone, die

eine Steuer- oder Nockenfläche aufweist, welche der Kontur der gewünschten nicht-kreisförmigen Fläche im wesentlichen ähnlich ist, mit einem Nachlaufteil verwendet, der von einer zweckentsprechenden Einrichtung in einem Abstand mit Bezug auf die Schleifscheibenspindel abgestutzt ist. Jedoch befindet sich die Richtung der Kraft, welche den Nachlaufteil gegen die Schablone zu drücken sucht, nicht in Ausrichtung oder zusammenfallend mit der Abreibrichtung, was zur Erzielung einer Genauigkeit des SchleifVorganges wesentlich ist.

Vom Standpunkt der Erzielung einer Genauigkeit des Schleifens der nicht-kreisförmigen Fläche eines Werkstücks ist es erwünscht, den Nachlaufteil, z.B. eine Nachlaufrolle mit Bezug auf die Schleifscheibe derart anzuordnen, daß die Linie, die sich durch die Stelle (oder Linie) der Berührung der Nachlaufrolle mit der Steuerfläche der Schablone hindurch zur Mitte der Nachlaufrolle erstreckt, mit der Linie genau zusammenfällt, die sich durch die aufgrund der Wirkung der Schleifscheibe ergebende Abreibstelle(Oder Abreiblinie) auf der nicht-kreisförmigen Fläche des Werkstücks hindurch zu der Mitte der Schleifscheibe erstreckt.

Ein solches Erfordernis macht jedoch die Verwendung entweder einer Schablone, deren Steuerfläche unerwünscht größer als die nicht-kreisförmige Fläche des zu schleifenden Werkstücks ist, oder einer Schleifscheibenspindel notwendig, die einen außerordentlich kleinen Durchmesser hat, wenn bekannte Schleifvorrichtungen benutzt werden.

Die eine wie die andere Ausführung ergibt ungünstige Effekte, wie die Notwendigkeit eines großen und komplizierten Mechanismus an dem Arbeitsabschnitt der Maschine oder eine beträchtliche Herabsetzung der Starrheit der Schleifscheibenspindel und eine daraus folgende Verschlechterung der Genauigkeit des SchleifVorganges.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorgenannten Probleme der bekannten Profilsohle if vorrichtungen zu überwinden und eine verbesserte Profilschleifvorrichtung zu schaffen, die einen vereinfachten Betätigungsmechanismus enthält und dennoch eine Genauigkeit des Schleifvorganges gewährleistet.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Profilschleifvorrichtung zu schaffen, bei der eine Schleifscheibe seitlich bewegbar ist, um die Abreibtiefe unabhängig von. einem Nachlaufteil zu steuern, der in einer vorbestimmten Berührungsbeziehung zu der Schablone gehalten wird, und bei der eine erhöhte Genauigkeit und Wirksamkeit des Schleifvorganges möglich ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Profilschleifvorrichtung zu schaffen, bei der eine Schleifscheibe seitlich bewegbar ist, um die Abreibtiefe unabhängig von einem Nachlaufteil zu steuern, der in einer vorbestimmten BeiHihrungsbeziehung zu der Schablone gehalten wird, und bei der die Mitte der Schleifscheibe in Ausrichtung mit der Abreibstelle

längs einer Linie gehalten wird, die sich normalerweise durch die Stelle der Berührung des Nachlaufteils mit der Schablone hindurcherstreckt, um einen genaueren und wirksameren Schleifvorgang zu ermöglichen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Profilschleifvorrichtung zu schaffen, bei der eine Li^nie, die sich normalerweise durch die Stelle der Berührung des Nachlaufteils mit der Schablone hindurcherstreckt, mit der Richtung der Kraft zusammenfällt, ,. die den Nachlaufteil gegen die Schablone zu drücken

*·■ sucht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Profilschleifvorrichtung gemäß der Erfindung. Pig. 2 ist eine Querschnittsansicht nach der

Linie II-II von Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat ein Werkstück W eine nicht-kreisförmige Fläche Wa, beispielsweise eine Trochoidfläche des Rotorgehäuses eines Dreh-

Ij kolbenmotors, die mittels einer Schleifscheibe 1 abge

rieten und fertigbearbeitet werden soll.

Die Schleifscheibe 1 ist an einer Spindel 2 starr angebracht, die ihrerseits an einem Scheibenkopf 3 für eine Dreh- und Verschiebungsbewegung angebracht ist, welche ihm von einer zweckentsprechenden Dreh- und Verschiebungseinrichtung (nicht dargestellt) erteilt wird. Ein Tisch 4 weist einen an ihm befestigten, zweckentsprechend gestalteten Teil

5 auf, der an seiner Oberseite eine Schablone 6 abstützt. Das Werkstück W ist unterhalb der Schablone

6 auf einem Werkstückträger 7 abgestützt.

Die Lage des Werkstücks W mit Bezug auf den Tisch h wird mittels eines nicht dargestellten Werkzeugs derart eingestellt, daß die zu schleifende nichtkreisförraige Fläche Wa des Werkstücks W der ähnlichen, sich senkrecht erstreckenden, nicht-kreisförmigen Steuer- oder Nockenfläche 6a der Schablone 6 entspricht (Fig. 2).

Der Tisch A kann mittels eines zweckentsprechenden Antriebsmechanisraus (nicht dargestellt) gedreht werden, um die gewünschte nicht-kreisförmige Kurvenbewegung zwischen der Fläche Wa des Werkstücks M W und der Abreibstelle der Schleifscheibe 1 zu er

zeugen.

Auf der sich senkrecht erstreckenden Steuerfläche 6a der Schablone reitet und gleitet eine Nachlaufrolle 8, die eine gebogene und ballige äußere Umrißkonfiguration mit einem relativ großen Krümmungsradius R hat (die Nachlaufrolle kann auch eine ebenzylindrische Gestalt haben). Die Nachlaufrolle 8 ist von einem Halteteil 9 derart abgestützt, daß ihre Mitte A auf einer Linie D (fig. 2) liegt, die sich durch die aufgrund der Wirkung der Schleifscheibe 1 an dem Werkstück W erhaltene Abreibstelle B hindurch zu der Mitte der Schleifscheibe 1 erstreckt.

Der Halteteil 9 für die Nachlaufrolle 8 ist um die Schleifscheibenspindel 2 herum mit einem ausreichenden Spielraum angeordnet, um die gewünschte Steuerung des Ausmaßes des von der Schleifscheibe 1 bewirkten Abreibens zu ermöglichen.

Der Scheibenkopf 3 1st von einem Wagen 10 getragen, der auf einer Hilfsgrundplatte 11 längs der Linie D verschiebbar ist, die sich durch die Abreibstelle B hindurch zu der Mitte C der Schlejfscheibe 1 erstreckt. Ein angetriebenes Zahnrad 12 für der Vorschub des Wagens 10 ist mit einer Vor-

schubspindel 13 einstückig verbunden, die durch einen Halteteil 14 der Hilfsgrundplatte 11 hindurchgeschraubt ist. Auf diese Weise wird, wenn ein mit dem angetriebenen Zahnrad 12 im Eingriff stehendes Antriebsritzel 15 durch das Arbeiten eines Vorschubmotors oder eines Kraftzylinders (nicht dargestellt), der in einem auf dem Wagen 10 angeordneten Kasten 16· untergebracht ist, kontinuierlich oder intermittierend mit der gewünschten Geschwindigkeit gedi eht wird, der Wagen 10 mit der Schleifscheibe längs der Linie D seitlich bewegt, um die gewünschte Steuerung des von der Schleifscheibe 1 an dem Werkstück W bewirkten Abriebs zu ermöglichen»

Es ist eine senkrecht bewegbare Platte 16 vorgesehen, die den Wagen 10 über die zwischengefügte Hilfsgrundplatte 11 abstützt, welche an der Platte 16 derart angebracht ist, daß ihr eine Gleitbewegung in Richtung der Abreibsteuerung in einer Weise ermöglicht wird, die derjenigen des Wagens 10 mit Bezug auf die Hilfsgrundplatte 11 ähnlich ist.

Die Hilfsgrundplatte 11 ist mit einer Kolbenstange 18 verbunden, die aus einem Kraftzylinder herausragt, der an der Platte 16 angeordnet ist und einen Druck liefern kann, welcher das Bestreben hat, die Nachlaufrolle 8 gegen die Steuerfläche 6a der Schablone 6 zu drücken.

Wenn ein unter Druck gesetztes Medium, wie Druckluft oder Öl, in die gemäß Fig. 2 rechte Kammer des Kraftzylinders 17 eingelassen wird, wird die Hilfsgrundplatte 11 mit dem Wagen 10 rasch nach links bewegt, was bewirkt, daß die von dem Halteteil 9 und einem an der Hilfsgrundplatte 11 vorgesehenen Halteten 19 abgestütze Nachlauf rolle θ längs der Linie D bewegt und dadurch gegen die Steueroder Nockenfläche 6a der Schablone 6 gedrückt wird.

Gleichzeitig wird eine Fortschaltung der von

dem Wagen 10 getragenen Schleifscheibe 1 bewirkt, um sie näher an die Fläche Wa (Abreibstelle B) des Werkstücks W längs der Linie D zu bringen.

Es ist ein weiterer Kraftzylinder 20 vorgesehen, mittels welchem die Platte 16 in einer gewünschten senkrechten Lage gehalten und festgelegt werden kann. Durch Einführen von unter Druck gesetztem Medium in die gemäß Fig. 2 linke Kammer des Kraftzylinders 20 wird eine Kolbenstange 21 nach rechts bewegt, was bewirkt, daß in die Platte 16 eingesetzte konkave Gleitelemente 23a und 23b mit komplementär konvexen Schienen 25a bzw. 25b, die mit einer Basis 24 der Maschine einstückig verbunden sind, in Eingriff treten, um dadurch die Platte 16 in der gewünschten Arbeitsstellung mit Bezug auf die Maschinenbasis 24 festzulegen.

Es ist ferner eine zweckentsprechende Hebeeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, welche die Platte 16 in senkrechter Richtung bewegt, so daß die Schleifscheibe 1 und die Nachlaufrolle 8 in Berührung mit der zu schleifenden Fläche Wa des Werkstücks W bzw. mit der Steuerfläche 6a der Schablone 6 gebracht werden, wonach der Kraftzylinder 20 beaufschlagt wird, um die Platte 16 in dieser Arbeitsstellung für die Durchführung des Vorgangs des Schleifens des Werkstücks W mittels der Schleifscheibe 1 zu halten.

Während des Schleifvorganges wird der Kraftzylinder 17 beaufschlagt, um die Hilfsgrundplatte 11 nach links (gemäß Fig. 2) zu bewegen, wodurch die Nachlaufrolle 8 gegen die Schablone 6 gedrückt wird, und danach wird die Vorschubspindel 13 gedreht, um die Schleifscheibe 1 in seitlicher Richtung zu bewegen, so daß die gewünschte Abreibtiefe erhalten wird.

Das Abreiben oder Schleifen wird mittels einer Drehbewegung und einer senkrechten Verschiebungs-

bewegung der Schleifscheibe 1 in Verbindung mit der Konturbewegung des Werkstücks auf dem Tisch 4 bewirkt, .50 daß die nicht-kreisförmige Fläche Wa des Werkstücks W auf die gewünschte Größe und Gestalt bearbeitet wird.

Während des Abreibvorganges wird die Linie, die sich von der Berührungsstelle E der auf der Steuerfläche 6a der Schablone 6 laufenden Nachlaufrolle 8 zu der Mitte A der Nachlaufrolle 8 erstreckt, sowohl mit der Linie D, die sich von der Stelle B, an welcher das Abreiben der Fläche Wa des Werkstücks W durch die Wirkung der Schleifscheibe 1 erfolgt, zu der Mitte C der Schleifscheibe 1 erstreckt, als auch mit der Senkrechten, die durch die Abreibstelle B auf der Fläche Wa des Werkstücks W hindurchgeht, welches sich infolge der Konturbewegung des Tisches 4 kontinuierlich bewegt, in Ausrichtung gehalten. Diese Ausrichtung gewährleistet die hohe Genauigkeit des fertigbearbeiteten Erzeugnisses.

Nach Beendigung des SchleifVorganges wird der Kraftzylinder 17 wieder beaufschlagt, um die Hilfsgrundplatte 11 nach rechts (gemäß Fig. 2) zu bewegen, was bewirkt, daß die Nachlaufroxle 8 und die Schleifscheibe 1 von der Steuerfläche 6a der Schablone 6 bzw. von der Fläche Wa des Werkstücks W wegbewegt werden. Gleichzeitig wird der Kraftzylinder 20 beaufschlagt, um die Druck- bzw. Rückhaltekraft, die von den konkaven Gleitelementen 23a und 23b auf die konvexen Schienen 25a und 25b an der Maschinenbasis 24 ausgeübt wird, aufzuheben, wodurch ermöglicht wird, daß die Platte 16 mit der Hilfsgrundplatte 11 und dem Wagen 10 von der Hebeeinrichtung gehoben wird.

Dies führt dazu, daß die von der Hilfsgrundplatte 11 getragene Nachlaufrolle 8 sowie die von dem Wagen 10 getragene Schleifscheibe 1 in ihre

unwirksame Stellung über dem die Schablone 6 abstützenden Teil 5 zurückgezogen werden.

Die Schleifscheibe 1 wird dann mittels einer zweckentsprechenden Einrichtung (nicht dargestellt) nachgearbeitet oder zugerichtet, während das fertigbearbeitete Werkstück W, das sich auf dem Drehtisch 4 befindet, der sich zu diesem Zeitpunkt nicht mehr dreht, durch ein neues Werkstück zir Vorbereitung des nächsten Schleifvorganges ersetzt wird.

Während bei der dargestellten Ausführungsform die Bewegung, welche die gewünschte Flächenkontur

'( zu erzeugen sucht, dem Werkstück von dem Drehtisch

erteilt wird, kann die gleiche Bewegung auch dadurch erhalten werden, daß die Schleifscheibe 1 mit Bezug auf das feststehende Werkstück mittels eines zweckentsprechenden Betätigungsmechanismus (nicht dargestellt) bewegt wird, der an dem Scheibenkopf 3 angebracht ist. Wahlweise können auch bekannte Betätigungsmechanismen an dem Tisch 4 und an dem Scheibenkopf 3 so angeordnet werden, daß die Bewegung des \ Tisches 4 mit der Bewegung des Scheibenkopfes 3 korn- ^f; biniert wird, um die gewünsche nicht-kreisförmige Relativbewegung zwischen dem Werstück W und der Schleifscheibe 1 zu erzeugen.

Die Nachlaufrolle 8 kann ferner statt durch den Kraftzylinder 17 auch mittels irgendeiner anderen zweckentsprechenden Druckeinrichtung, wie ζ. Β ein Gegengewicht, an die Schablone 6 angedrückt werden.

Obwohl oben der Nachlaufteil als Nachlaufrolle dargestellt und beschrieben ist, ist zu bemerken, daß auch andere Nachlaufausführungen verwendet werden können, wie z.B. ein Arm, der eine glatte Gleitfläche besitzt, die der Steuerfläche der Schablone folgt.

Aus dem Vorstehenden ist leicht zu erkennen, daß der Nachlaufteil, welcher der senkrechten Steuerfläche 6a der Schablone 6 folgt, die auf dem Tisch

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angeordnet ist, der auch das Werkstück W trägt, an einer Stelle der axialen Länge der mit dem Scheibenkopf verbundenen Schleifscheibenspindel 2 während des Schleifvorganges in ortsfester Lage gehalten wird, wodurch die mit großer Genauigkeit erfolgende Herstellung der Schablone, die eine nicht-kreisförmige Steuerfläche aufweist, und des Nachlaufteils, der eine relativ^kleine axiale Länge hat, vereinfacht wird.

Ferner ist ein Abreibvorgang mit höherer Genauigkeit mittels einer Schleifscheibe möglich, die eine relativ kurze und dicke Spindel 2 aufweist, welche eine ausreichende Starrheit besitzt. Die Spindel 2 kann bewegt werden, um die Steuerung der Abreibtiefe zu ermöglichen, ohne daß die Gefahr einer Störung mit dem Nachlaufteil besteht, wodurch das Schleifen einer Vielheit von Größen und Werkstücken W erleichtert sowie die Verwendung einer Schleifscheibe ermöglicht wird, die einen beträchtlich großen wirksamen Durchmesser besitzt.

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Profilschleifvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Schablone, die eine Steuerfläche aufweist und in einer vorbestimmten Lage auf einem ein Werkstück abstutzenden Tisch befestigt ist, einen Nachlaufteil, der auf der Steuerfläche der Schablone gleiten kann, um eine Schleifscheibe an einen gewünschten Arbeitspunkt zu führen, eine Spindel, die die Schleifscheibe zur Durchführung eines Schleifvorganges an dem Werkstück trägt, eine Druckeinrichtung, welche den Nachlaufteil nachgiebig an die Steuerfläche der Schablone andrückt, und eine Einrichtung, welche die Schleifscheibe in Schleifrichtung bewegt, um das Abreibausmaß zu steuern, während der Nachlaufteil in einer vorbestimmten nachgiebigen Berührung mit der Steuerfläche der Schablone gehalten ist.

2. Profilschleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufteil, die Spindel und die Steuereinrichtung an einem Scheiben? kopf angeordnet sind, der mit..einer Maschinenbasis über eine zwischengefügte Druckeinrichtung verbunden ist, daß der an dem Scheibenkopf angeordnete Nachlaufteil, durch die Wirkung der Druckeinrichtung gegen die Steuerfläche der Schablone gedrückt wird, und daß der Nachlaufteil, die Druckeinrichtung, die Spindel, und die Steuereinrichtung sämtliche in einer solchen Lage angeordnet sind, daß die Richtung der Kraft, welche den Nachlaufteil gegen die Schablone zu drücken sucht, mit der Richtung der Bewegung der Spindel in Bezug auf das Werkstück zusammenfällt, um die Abreib- \

tiefe wirksam zu steuern. . I

3. Profilschleif vorrichtung nach Anspruch 2, ;^: dadurch gekennzeichnet _t. daß eine Linie, die sich ; normalerweise durch den Punkt der Berührung des Nach- j laufteils mit der Steuerfläche der Schablone hindurch- i

erstreckt, in Ausrichtung mit der Richtung der Kraft liegt, welche den Nachlaufteil gegen die Schablone zu drücken sucht.

4. Profilschleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufteil die Form eines zylindrischen Ringes hat, durch den sich die Spindel hindurcherstreckt, und daß der Innendurch__ messer dieses Ringes größer als der Durchmesser der Spindel ist, so daß ein ausreichender Spiel'vorhanden ist, um die -seitliche Bewegung der Spindel zum Steuern des Abreibausmaßes zu ermöglichen.