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Um Werkstücke mit sich längs des Umfanges änderndem Krümmungsradius genau bearbeiten zu können, benutzt man Kopiermaschinen, bei welchen durch Abtastung einer Schablone mittels einer Kopierrolle od. dgl. das Werkzeug, beispielsweise eine Schleifscheibe, relativ zum Werkstück auf einer vorbestimmten Bahn geführt wird, so dass das Werkstück die durch die Schablone vorgegebene Kontur erhält.
Zu diesem Zweck wurden für Kopierschleifmaschinen u. dgl. bereits Steuerungen entwickelt, welche mit einer Schablone ausgestattet sind, die eine zylindrische Fläche mit sich längs des Umfanges änderndem
Krümmungsradius aufweist, an der eine im Maschinengestell gelagerte Kopierrolle längs einer Erzeugenden (Berührungsgerade) anliegt, wobei die Schablone, welche mit dem Werkstück starr verbunden ist, mittels eines
Antriebes längs der Kopierrolle bewegbar ist und wobei dem Werkstück eine am Maschinengestell gelagerte, motorisch angetriebene Schleifscheibe od. dgl. zugeordnet ist.
Eine Steuerung dieser Art offenbart die USA-Patentschrift Nr. 2, 351, 502. Das Werkstück führte dort unter der Wirkung der Schablone seine Bewegungen gegenüber der Schleifscheibe in der Weise aus, dass seine Aufnahme einfach um eine zur Schleifscheibenachse parallele Achse geschwenkt wurde. Dabei veränderte die
Berührungsstelle zwischen Kopierrolle und Schablone ständig ihre Lage im Raum, ebenso wie die
Berührungsstelle zwischen Schleifscheibe und Werkstück, jedoch wegen des in bezug auf den
Kopierrollendurchmesser viel grösseren Durchmessers der Schleifscheibe in anderem Verhältnis, so dass kein getreues Abbild der Schablonenkontur am Werkstück entstehen konnte. Änderungen im Durchmesser der
Schleifscheibe mussten diese Abweichungen bzw.
Unstetigkeiten noch verstärken ; ausserdem war kein Schleifen mit konstanter Bewegung der Schleifscheibe entlang der Werkstückfläche möglich, weil die
Umfangsgeschwindigkeit des Werkstückes infolge der variablen Radien schwankte.
Mit steigender Anforderung an die Genauigkeit von gekrümmten Flächen wurde als unerlässliche
Voraussetzung für zufriedenstellende Ergebnisse erkannt, dass die jeweilige Berührungsstelle der Kopierrolle an der Schablone exakt der Berührungsstelle der Schleifscheibe an der Werkstückfläche entspricht, d. h., dass jeweils ihre Drehachse genau in der kurvennormalen Ebene durch die jeweilige Abtragstelle gemäss dem durch die
Schablone vorgegebenen Kurvenverlauf entspricht (Schleifen in der Kurvennormalen).
Gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 595506 sollte dieses Ziel durch Aufteilen der gewünschten krummen
Fläche in kreisbogenförmige Teile und Zuordnung einer ebenso in Kreisbogen aufgeteilten, mit dem Werkstück starr verbundenen Schablone zur ortsfesten Kopierrolle erreicht werden. Hiebei wurde eine zusätzliche, mit einer weiteren Steuerrolle zusammenwirkende Daumenfläche vorgesehen, um die Mittelpunkte der Schleifscheibe und der Kopierwalzen, die Berührungspunkte und die Krümmungsradien ausgerichtet zu halten. Die Berührungsstelle zwischen Kopierrolle und Schablone änderte dabei ebenso wie die Berührungsstelle zwischen Schleifscheibe und
Werkstück ihre Stelle im Raum. Dieses System liess sich nur bei Flächen anwenden, die in Teilkreisbogen aufteilbar sind.
Beim übergang von einem Krümmungsradius zum andern war eine exakte Wiedergabe des vorgegebenen Profils nicht gewährleistet. Änderungen im Schleifscheibendurchmesser erzwangen auch hier eine erneute Anpassung des Systems, und die Geschwindigkeit der Schleifscheibe entlang des Werkstückes war durch die Radienänderungen Schwankungen unterworfen.
Gemäss der österr. Patentschrift Nr. 169839 wurden daher Werkstück und Schablone nicht starr miteinander verbunden, und es wurden getrennte Nockensteuerungen mit zwei Urnocken vorgesehen, die mit einem Hebel zusammenwirkten, und die die Bewegung der Schleifscheibe relativ zum Werkstück so steuern sollten, dass der Mittelpunkt der Schleifscheibe stets in einer Normalebene auf der zu schleifenden Fläche lag. Dabei wurde das Werkstück um eine feststehende Achse gedreht, und es wurden Synchronmotore benötigt, um die
Steuerbewegungen des die Schleifscheibe tragenden Rahmens mit der Drehung des Werkstückes zu synchronisieren. Die Berührungsstellen sowohl zwischen Kopierrolle und Schablone als auch zwischen Schleifscheibe und Werkstück veränderten fortlaufend ihre Lage im Raum.
Die Vielzahl der Übertragungsorgane musste eine Quelle von Ungenauigkeiten bilden, so dass ein exaktes Schleifen der Kurvennormalen nur annähernd erreicht werden konnte. Die Urnocken waren nur für einen bestimmten Schleifscheibendurchmesser richtig, und die vorgesehene konstante Winkelgeschwindigkeit ergab ungleichförmige Geschwindigkeit der Werkstoffabtragung.
Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Steuerung für Kopierschleifmaschinen u. dgl., die die Nachteile der bekannten Steuerungen vermeidet und bei einfachem Aufbau ein präzises, schablonengetreues Schleifen in der Kurvennormalen mit wählbarer Geschwindigkeit der Werkstoffabtragung gestattet.
Dies ist bei einer Steuerung für Kopierschleifmaschinen u. dgl., welche mit einer Schablone ausgestattet ist, die eine zylindrische Fläche mit sich längs des Umfanges änderndem Krümmungsradius aufweist, an der eine im Maschinengestell gelagerte Kopierrolle längs einer Erzeugenden (Berührungsgerade) anliegt, wobei die Schablone, welche mit dem Werkstück starr verbunden ist, mittels eines Antriebes längs der Kopierrolle bewegbar ist und wobei dem Werkstück eine am Maschinengestell gelagerte, motorisch angetriebene Schleifscheibe zugeordnet ist, erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Schablone auf der der zylindrischen (ersten) Fläche gegenüberliegenden Seite eine zweite Begrenzungsfläche aufweist, die zwei gegeneinander versetzte zylindrische Führungsspuren besitzt, deren jede sich über die gesamte Länge der zweiten Fläche erstreckt,
und dass den beiden Führungsspuren zwei Führungsrollen od. dgl. zugeordnet sind, die auf entgegengesetzten Seiten einer durch die Achse der Kopierrolle und die Berührungsgerade der Rolle mit der Schablone gelegten Ebene auf einem
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Schlitten angeordnet sind, um die Schablone in Anlage an der Kopierrolle zu halten, wobei die beiden
Führungsspuren in dem dem konkaven Teil der ersten Fläche zugeordneten Bereich-im Querschnitt gesehen-im wesentlichen kongruent verlaufen, in dem dem konvexen, einspringenden Teil der ersten Fläche zugeordneten Bereich hingegen voneinander abweichen, um die Tangentialebene an die erste Fläche in der
Berührungsgeraden der Kopierrolle stets in einer Normallage zu der durch die Rollenachse und die
Berührungsgerade gelegten Ebene zu halten.
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Steuerung wird sohin erreicht, dass die Kopierrolle bezüglich der Schablone immer die gleiche relative Lage einnimmt, wie das Werkzeug zum Werkstück. Bei ortsfest gelagerter Kopierrolle ändern die Berührungsgerade der Kopierrolle an der Schablone und die Berührungsgerade des mit der Schablone fest verbundenen Werkstückes an der Schleifscheibe ihre Stellung im Raum nicht. Das so gesteuerte Werkzeug liegt immer tangential an der entsprechenden Stelle des zu bearbeitenden Werkstückes an ; seine Drehachse befindet sich also stets in der kurvennormalen Ebene dieser Berührungsstelle.
Wird die Drehachse der Schleifscheibe in der durch die Achse der Kopierrolle und ihre Berührungsgerade gelegten Ebene-in dieser Ebene gegenüber dem Werkstück verschiebbar-angeordnet, so kann eine Änderung des Schleifscheibendurchmessers den Schleifvorgang nicht beeinflussen, da die Schleifscheibe das Werkstück stets in einer Geraden berührt, die mit der Berührungsgeraden der Kopierrolle an der Schablone in Richtung zur
Kopierrollenachse fluchtet.
Durch die Verwendung von zwei Führungsrollen wird Trägheitskräften entgegengewirkt, die die Schablone gegenüber der Kopierrolle-unter Auswandern der Berührungsgeraden aus ihrer richtigen Stellung -- ver- schwenken würden.
Die durch den Abstand der beiden Führungsrollen bedingte besondere Führungscharakteristik wird durch die unterschiedliche Formgebung der beiden zueinander versetzten Führungsspuren kompensiert. Die Drehachsen der beiden Rollen liegen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in einer Normalebene zu der durch die
Achse der Kopierrolle und die Berührungsgerade derselben mit der Schablone gehenden Ebene, wodurch das exakte Führen des Werkstückes in bezug auf die Kopierrolle und damit das Schleifen in der Kurvennormalen sichergestellt ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung steht der die Führungsrollen tragende Schlitten unter dem Einfluss einer Feder od. dgl., mittels welcher die beiden Führungsrollen gegen die beiden Führungsspuren andrückbar sind, wobei die Kraft der Feder in der durch die Achse der Kopierrolle und die Berührungsgerade verlaufenden Ebene liegt. Hiedurch ist eine sichere Ausrichtung der Kopierrolle auf die Kurvennormale der Schablone und damit der
Schleifscheibe auf die Kurvennormale des Werkstückes gewährleistet.
Schliesslich ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kopierrolle über einen Riementrieb von einem Motor angetrieben und somit die Schleifgeschwindigkeit nach Bedarf wählbar. Bei konstanter Schleifgeschwindigkeit resultieren als Vorteile wegen der gleichmässigen Werkstoffabtragung präzise Flächen und Schonung der Schleifscheibe.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Fig. l eine teilweise geschnittene schematische Ansicht einer Kopierschleifmaschine mit einer Steuerung gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Ansicht der Schablone, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2 und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4.
Die in Fig. l dargestellte Kopierschleifmaschine besitzt eine ringförmige Schablone
Eine die Schablone --1-- antreibende Kopierrolle --2-- liegt an der Innenfläche --3-- der Schablone an, und eine die Schablone führende schematisch dargestellte AndruckeinrichtUng --4-- liegt an deren Aussenflächen an, wobei sie die Schablone an die Kopierrolle--2--drückt. Ein Verbindungsglied --6-- trägt an einem Ende die ringförmige Schablone--l--und an seinem andern Ende ein Werkstück - -7--. Eine Schleifscheibe --8-- liegt an der Innenfläche--9--des Werkstückes--7--an. Damit sich die Schablone--l--so bewegen kann,
dass sie mit der Fläche--3--an der Kopierrolle--2--anliegt, ist das Verbindungsglied--6--in einer Halterung --10-- geführt. Eine Bewegung der Schablone--l-- bewirkt eine gleichartige Bewegung des Werkstückes--7--gegenüber der Schleifscheibe--8--.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Innenfläche--3--der Schablone--l--der Innenwand des Gehäuses eines Wankelmotors (s. Fig. 2). Die Kopierrolle--2--liegt an der Innenfläche--3-- der Schablone--l--längs der Geraden--11--an. Hier berühren die Kopierrolle--2--und die Innenfläche --3-- der Schablone --1-- einander tangentil. Die gemeinsame Tangentialebene ist durch die Gerade--T-T--dargestellt. Durch die Berührungsgerade --11-- ist eine Normalebene--P-l--zur Tangentialebene gelegt. Diese Ebene--P-l--steht auch auf der Fläche --3-- normal.
Die Kopierrolle--2--ist so angeordnet, dass ihre Achse--12--in der Ebene--P-l--liegt. Die Andrückeinrichtung--4--, welche an der Aussenfläche der Schablone--l--anliegt, weist zwei Führungsrollen--13, 14--auf. Die Drehachsen dieser Führungsrollen--13, 14--liegen in einer Ebene --P-2--, welche senkrecht zur Ebene--P-l--steht. Die andrückeinrichtung --4-- wird so an die Schablone--l--angedrückt, dass die Resultierende in der Ebene--P-l--liegt und durch die Berührungsgerade--11--verläuft.
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Die Aussenfläche der Schablone--l--besitzt eine obere und eine untere Führungsspur--15 bzw.
16--, welche Spuren mit den Führungsrollen --13 und 14--zusammenarbeiten. Die Führungsrollen --13, 14--sind auf einem Schlitten --17-- drehbar gelagert. Dieser Schlitten --17-- ist in einem Gehäuse --18-- geführt, welches am Maschinenbett--19--befestigt ist. Auf den Schlitten --17-- wirkt eine Feder --20-- ein, welche den Schlitten in der Ebene--P-l--gegen die Gerade --11-- hin drückt.
Dadurch werden die Führungsrollen --13, 14-- an ihre zugehörigen Führungsspuren--15, 16--der Schablone angepresst.
Aus Fig. 2 ist zu erkennen, dass die obere und die untere Führungsspur --15, 16-- verschiedene Umrissformen besitzen. Die genaue Form der Führungsspuren--15, 16--wird von der Fläche--3-- bestimmt. Die Führungsspuren --15, 16-- überschneiden einander an jenen Stellen der Innenfläche--3--, an welchen ein Übergang von einer konvexen zu einer konkaven Form stattfindet. Der geringe Unterschied zwischen den beiden Führungsspuren--15, 16--ergibt sich aus der Tatsache, dass zwei in Laufrichtung
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14--a--15, 16--.
Die Innenwand eines Wankelmotorgehäuses besitzt einen sich ständig ändernden Krümmungsradius. Weil die Führungsrollen --13, 14-- gegeneinander versetzt sind, ändert sich die Form der Führungsspuren --15, 16- entlang des ganzen Umfanges. Der Formunterschied ist gering und in Fig. 2 nur an den einander überschneidenden Teilen der Führungsspuren dargestellt.
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Verbindungsglied-6-trägtVerbindungsgliedes --6-- trägt einen andern Halter--23--, an welchem das zu schleifende Werkstück --7-- befestigt ist. Das Verbindungsglied--6--kann sich um seine Längsachse frei drehen und kann
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--24-- befestigt. Der Umfangsbereich dieser Lagerplatte --24-- ist in einem Gehäuse --25-- angeordnet.
Das Gehäuse --25-- weist mehrere obere und untere Taschen-26 und 27-auf, welche an gegenüberliegenden Seitenflächen der Lagerplatte--24--anliegen.
Den Taschen--26, 27--wird Druckluft zugeführt, welche gegen die gegenüberliegenden Seiten der Lagerplatte--24--im Gehäuse--25--zur Wirkung kommt. Die Dimensionen der oberen und unteren Taschen--26, 27--und/oder der Luftdruck können so eingestellt werden, dass das Gewicht des Verbindungsgliedes--6--und der an ihm befestigten Bauteile kompensiert wird, so dass die ganze Anordnung auf einem Luftpolster frei beweglich ist. Alternativ könnte auch hydraulischer Druck verwendet werden. Man
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einer zur Achse senkrechten Ebene mit einer minimalen Reibung zulässt.
Um das Werkstück --7-- an der Schleifscheibe--8--vorbeizubewegen, wird die Schablone--l-- zwischen der Kopierrolle--2--und den Führungsrollen --13, 14-- vorwärtsbewegt, wobei alle Bereiche der Innenfläche durch die Stelle --11-- nach und nach hindurchgeführt werden. Zum Antrieb der Kopierrolle --2-- dient eine Welle--28--, welche in einem Lagergehäuse --29-- am Maschinengestell gelagert ist. Die Welle--28--ist mit einer Riemenscheibe--30--versehen, um welche ein Treibriemen--31--gelegt ist.
Der Treibriemen --31-- umschlingt auch eine Riemenscheibe--32--, welche an der Well --33-- eines Antriebmotors--34--befestigt ist. Der Motor --34-- hat eine konstante Drehzahl, um eine konstante Umlaufgeschwindigkeit der Schablone--l--zu bewirken.
Wenn sich die Kopierrolle--2--dreht, wird infolge ihrer Berührung mit der Innenfläche der Schablone --l-- auch letztere bewegt. Die Führungsrollen --13, 14-- drücken die Schablone--l--gegen die Kopierrolle --2--, so dass die Stelle --11-- der Berührung zwischen beiden stets am gleichen Ort verbleibt. Dabei wird die Schablone --1-- so geführt, dass die Tangentialebene--T-T--an ihrer Innenfläche an der Stelle --11-- der Berührung ihre Lage nicht verändert. Sie liegt stets senkrecht zur Ebene--P-l--. Wenn der Motor--34--mit konstanter Drehzahl läuft, wird somit die Schablone--l--mit konstanter Geschwindigkeit an der Stelle --11-- vorbeigeführt.
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gegenüber der Kopierrolle --2-- zu verschwenken, wobei die Stelle --11-- aus der Ebene--P-l-auswandern würde.
Die Achse der Schleifscheibe --8-- liegt in der gleichen Ebene--P-l--wie die Achse der Kopierrolle
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Die Schleifscheibe --8-- ist zusammen mit ihrem Antriebsmotor --35-- auf einem Schlitten-36- befestigt. Eine Gewindespindel-37-verläuft parallel zur Ebene-P-l-und ist von einer Mutter --38-- umschlossen, welche am Schlitten --36-- befestigt ist. Die Gewindespindel --37-- wird mittels eines Schrittmotors --39-- verdreht. Eine Drehung der Gewindespindel --37-- bewirkt eine Bewegung des Schlittens --36-- und der Schleifscheibe --8-- in der Ebene-P-l-.
Wenn die Drehachse der Schleifscheibe in der Ebene--P-l--angeordnet, in dieser Ebene jedoch verschiebbar ist, kann eine Änderung des Durchmessers der Schleifscheibe den Schleifvorgang nicht beeinflussen. Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, in der Schleifscheiben von unterschiedlichen Durchmessern bei--8-- strichliert dargestellt sind. Sie berühren das Werkstück --7-- stets an der Stelle welche mit der Stelle --11-- fluchtet, an der die Kopierrolle--2--an der Innenfläche der Schablone--l--anliegt. Die Grösse der Schleifscheibe --8-- verändert nicht die Gestalt der zu bearbeitenden Fläche, weil die Tangentialebene an diese Fläche stets senkrecht zur Ebene--P-l--, in der die Achse der Schleifscheibe verschiebbar ist, durch die Stelle verläuft.
Weil Werkstück-7-und Schablone-l-fest miteinander verbunden sind, bewegt sich das
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vertikaler Richtung hin- und herzubewegen. Zu diesem Zweck befindet sich ein vertikal verschiebbarer Schlitten --40-- zwischen dem Lager für die Schleifspindel und dem Schlitten-36--. Der Schlitten --40-- wird von einem Nocken --42-- auf dem Schlitten --36-- in vertikaler Richtung bewegt (s. Fig. 3). Der Schlitten
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trägt--40-- hervorgerufen wird.
Die Lagerung der Schleifscheibe --8-- auf dem Vertikalschlitten--40--begünstigt auch das Abheben der Schleifscheibe--8--. Zu diesem Zweck ist ein hydraulischer Zylinder--44--am Schlitten--36-vorgesehen.
Beim Betrieb der Schleifmaschine wird eine Schablone --1--, deren Umriss dem des Werkstückes entspricht, auf dem Halter --22-- befestigt. Bei angehobener Schleifscheibe --8-- wird das Werkstück
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-7-- am andern Halter --23-- befestigt.- zuzustellen. Beim Schleifen der Fläche --9-- reguliert der Schrittmotor --39-- das Ausmass, um welches die Schleifscheibe --8-- bei jedem Umlauf gegen die Fläche --9-- beigestellt wird, bis die endgültige Grösse erreicht worden ist.
Die Erfindung ist im vorstehenden Ausführungsbeispiel für das Schleifen von Innenflächen beschrieben worden. Die erfindungsgemässe Steuerung kann aber in gleicher Weise auch zum Schleifen von Aussenflächen angewendet werden. In diesem Fall entspricht die Aussenfläche der Schablone der gewünschten am Werkstück zu schleifenden Fläche. Die Kopierrolle liegt an der Aussenfläche an, und die Führungsrollen bewegen sich entlang der Innenfläche der Schablone.
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In order to be able to precisely process workpieces with a radius of curvature that changes along the circumference, copier machines are used in which the tool, for example a grinding wheel, is guided on a predetermined path relative to the workpiece by scanning a template with a copier roller or the like, so that the workpiece receives the contour specified by the template.
For this purpose, copy grinding machines u. Like. Controls already developed which are equipped with a template that has a cylindrical surface with changing along the circumference
Has radius of curvature, on which a copier roller mounted in the machine frame rests along a generating line (contact line), the template, which is rigidly connected to the workpiece, by means of a
Drive can be moved along the copying roller and the workpiece is assigned a motor-driven grinding wheel or the like mounted on the machine frame.
A control of this type is disclosed in US Pat. No. 2, 351, 502. The workpiece there, under the action of the template, carried out its movements relative to the grinding wheel in such a way that its holder was simply pivoted about an axis parallel to the grinding wheel axis. The changed
The point of contact between the copier roll and the stencil constantly changes its position in space, as does the
Point of contact between grinding wheel and workpiece, but because of the with respect to
Copy roll diameter of a much larger diameter of the grinding wheel in a different ratio, so that no true image of the template contour could be created on the workpiece. Changes in the diameter of the
Grinding wheel these deviations resp.
Reinforce discontinuities; In addition, no grinding with constant movement of the grinding wheel along the workpiece surface was possible because the
The peripheral speed of the workpiece fluctuated due to the variable radii.
With increasing demands on the accuracy of curved surfaces it became indispensable
The prerequisite for satisfactory results recognized that the respective contact point of the copying roller on the template corresponds exactly to the contact point of the grinding wheel on the workpiece surface, i.e. that is, that in each case their axis of rotation is exactly in the plane normal to the curve through the respective removal point in accordance with the
Template corresponds to the curve shape specified (grinding in the curve normal).
According to German Patent No. 595506, this goal should be crooked by dividing the desired
Area can be achieved in circular arc-shaped parts and assignment of a stencil, which is also divided into circular arcs and rigidly connected to the workpiece, to the stationary copier roll. An additional thumb surface was provided, cooperating with another control roller, to keep the centers of the grinding wheel and the copy rollers, the contact points and the radii of curvature aligned. The point of contact between the copier roller and the template changed, as did the point of contact between the grinding wheel and
Workpiece their place in space. This system could only be used for areas that can be divided into partial arcs.
At the transition from one radius of curvature to another, an exact reproduction of the given profile was not guaranteed. Changes in the grinding wheel diameter forced the system to be adjusted again, and the speed of the grinding wheel along the workpiece was subject to fluctuations due to the changes in the radius.
According to Austrian patent specification No. 169839, the workpiece and template were therefore not rigidly connected to each other, and separate cam controls were provided with two original cams that interacted with a lever and that should control the movement of the grinding wheel relative to the workpiece so that the center point the grinding wheel was always in a normal plane on the surface to be ground. The workpiece was rotated around a fixed axis, and synchronous motors were required for the
To synchronize control movements of the frame carrying the grinding wheel with the rotation of the workpiece. The points of contact between the copier roll and the template as well as between the grinding wheel and the workpiece continuously changed their position in space.
The large number of transmission organs had to form a source of inaccuracies, so that an exact grinding of the curve normal could only be achieved approximately. The original cams were only correct for a certain grinding wheel diameter, and the intended constant angular velocity resulted in a non-uniform rate of material removal.
The aim of the invention is therefore to provide a control for copy grinding machines u. Like. That avoids the disadvantages of the known controls and allows a precise, template-true grinding in the curve normal with a selectable speed of material removal with a simple structure.
This is in a control for copy grinding machines u. The like., which is equipped with a template which has a cylindrical surface with a radius of curvature which changes along the circumference, on which a copier roller mounted in the machine frame rests along a generating line (contact line), the template, which is rigidly connected to the workpiece, can be moved along the copying roller by means of a drive and a motor-driven grinding wheel mounted on the machine frame is assigned to the workpiece, achieved according to the invention in that the template has a second boundary surface on the side opposite the cylindrical (first) surface, the two mutually offset cylindrical surfaces Has guide tracks, each of which extends the entire length of the second surface,
and that the two guide tracks are assigned two guide rollers or the like, which are on opposite sides of a plane laid down by the axis of the copying roller and the straight line of contact of the roller with the template
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Carriages are arranged to keep the stencil in contact with the copy roller, the two being
Guide tracks in the area associated with the concave part of the first surface — viewed in cross section — run essentially congruently, whereas in the region associated with the convex, re-entrant part of the first surface, they differ from one another around the tangential plane to the first surface in FIG
Line of contact of the copying roller always in a normal position to that through the roller axis and the
To hold the straight line of contact.
The design of the control according to the invention thus ensures that the copier roller always assumes the same relative position with respect to the template as the tool to the workpiece. In the case of a stationary copier roll, the straight line of contact of the copier roll on the template and the straight line of contact of the workpiece firmly connected to the template on the grinding wheel do not change their position in space. The tool controlled in this way is always tangential to the corresponding point of the workpiece to be machined; its axis of rotation is therefore always in the plane normal to the curve of this point of contact.
If the axis of rotation of the grinding wheel is arranged in the plane defined by the axis of the copier roller and its line of contact - in this plane displaceable in relation to the workpiece - a change in the grinding wheel diameter cannot affect the grinding process, since the grinding wheel always touches the workpiece in a straight line. the one with the line of contact of the copy roller on the stencil in the direction of
Copy roller axis is aligned.
The use of two guide rollers counteracts inertial forces which would pivot the stencil relative to the copying roller, with the straight line of contact moving out of its correct position.
The special guide characteristics caused by the distance between the two guide rollers are compensated for by the different shape of the two guide tracks that are offset from one another. According to a further feature of the invention, the axes of rotation of the two rollers lie in a plane normal to that through which
Axis of the copier roller and the straight line of contact of the same plane going with the template, whereby the exact guiding of the workpiece in relation to the copier roller and thus the grinding in the curve normal is ensured.
In a further embodiment of the invention, the carriage carrying the guide rollers is under the influence of a spring or the like, by means of which the two guide rollers can be pressed against the two guide tracks, the force of the spring in the plane running through the axis of the copying roller and the straight line of contact lies. This ensures that the copier roll is reliably aligned with the curve normal of the stencil and thus the
Grinding wheel on the curve normal of the workpiece guaranteed.
Finally, according to a further feature of the invention, the copying roller is driven by a motor via a belt drive and the grinding speed can thus be selected as required. With a constant grinding speed, the advantages due to the even material removal are precise surfaces and protection of the grinding wheel.
The invention is explained below with reference to the drawings. 1 shows a partially sectioned schematic view of a copy grinding machine with a control according to the invention, FIG. 2 shows a schematic view of the template, FIG. 3 shows a section along the line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG. 2 and FIG. 5, a section along the line 5-5 in FIG. 4.
The copy grinding machine shown in Fig. 1 has an annular template
A copier roller --2-- driving the stencil --1-- rests on the inner surface --3-- of the stencil, and a pressure device --4-- guiding the stencil, rests against its outer surfaces, whereby it the The template presses against the copy roller - 2 -. A connecting link --6-- carries the ring-shaped template - l - at one end and a workpiece - -7-- at its other end. A grinding wheel --8-- rests on the inner surface - 9 - of the workpiece - 7 -. So that the template - l - can move
that its surface - 3 - rests on the copier roller - 2 -, the connecting link - 6 - is guided in a holder --10--. A movement of the template - 1 - causes a similar movement of the workpiece - 7 - with respect to the grinding wheel - 8 -.
In the illustrated embodiment, the inner surface - 3 - of the template - 1 - corresponds to the inner wall of the housing of a Wankel engine (see FIG. 2). The copier roller - 2 - rests on the inner surface - 3 - of the template - l - along the straight line - 11 -. Here the copy roller - 2 - and the inner surface --3-- of the template --1-- touch each other tangentially. The common tangential plane is represented by the straight line - T-T. A normal plane - P-l - is placed through the contact line --11 - to the tangential plane. This plane - P-l - is also normal on the surface --3--.
The copier roller - 2 - is arranged so that its axis - 12 - lies in the plane - P-l -. The pressing device - 4 -, which rests on the outer surface of the template - 1 - has two guide rollers - 13, 14 -. The axes of rotation of these guide rollers - 13, 14 - lie in a plane --P-2--, which is perpendicular to the plane - P-l -. The pressing device --4-- is pressed against the template - l - in such a way that the resultant lies in the plane - P-l - and runs through the straight line of contact - 11 -.
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The outer surface of the template - l - has an upper and a lower guide track - 15 or
16 - which tracks work together with the guide rollers - 13 and 14. The guide rollers --13, 14 - are rotatably mounted on a slide --17--. This slide --17-- is guided in a housing --18-- which is attached to the machine bed - 19 -. A spring --20-- acts on the slide --17--, which presses the slide in the plane - P-l - against the straight line --11--.
As a result, the guide rollers - 13, 14 - are pressed against their associated guide tracks - 15, 16 - on the template.
From Fig. 2 it can be seen that the upper and lower guide tracks --15, 16 - have different outlines. The exact shape of the guide tracks - 15, 16 - is determined by the area - 3--. The guide tracks --15, 16-- intersect at those points on the inner surface - 3-- where a transition from a convex to a concave shape takes place. The slight difference between the two guide tracks - 15, 16 - results from the fact that there are two in the running direction
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14 - a - 15, 16--.
The inner wall of a rotary engine housing has a constantly changing radius of curvature. Because the guide rollers -13, 14- are offset from one another, the shape of the guide tracks -15, 16- changes along the entire circumference. The difference in shape is slight and is only shown in FIG. 2 at the parts of the guide tracks which overlap one another.
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The connecting link 6 carries the connecting link 6 carries another holder 23 to which the workpiece 7 to be ground is attached. The connecting link - 6 - can rotate freely about its longitudinal axis and can
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--24-- attached. The circumferential area of this bearing plate --24-- is arranged in a housing --25--.
The housing --25 - has a plurality of upper and lower pockets - 26 and 27 - which bear against opposite side surfaces of the bearing plate - 24.
The pockets - 26, 27 - are supplied with compressed air, which comes into effect against the opposite sides of the bearing plate - 24 - in the housing - 25. The dimensions of the upper and lower pockets - 26, 27 - and / or the air pressure can be adjusted to compensate for the weight of the connecting link - 6 - and the components attached to it, so that the whole assembly is on one Air cushion is freely movable. Alternatively, hydraulic pressure could also be used. Man
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a plane perpendicular to the axis with a minimum of friction.
In order to move the workpiece --7 - past the grinding wheel - 8 -, the template - 1 - is moved forward between the copying roller - 2 - and the guide rollers - 13, 14 - with all areas of the Inner surface through the point --11-- gradually passed through. A shaft - 28 - which is mounted in a bearing housing --29-- on the machine frame is used to drive the copy roller --2--. The shaft - 28 - is provided with a pulley - 30 - around which a drive belt - 31 - is placed.
The drive belt -31- also wraps around a pulley -32- which is attached to the shaft -33- of a drive motor -34. The motor --34 - has a constant speed in order to bring about a constant speed of rotation of the stencil - l -.
When the copy roller - 2 - rotates, the latter is also moved as a result of its contact with the inner surface of the stencil --l--. The guide rollers --13, 14-- press the template - l - against the copier roller --2-- so that the point --11-- of contact between the two always remains in the same place. The template --1-- is guided in such a way that the tangential plane - T-T - does not change its position on its inner surface at the point --11-- where it touches. It is always perpendicular to the plane - P-l--. When the motor - 34 - is running at constant speed, the template - l - is thus moved past the point --11-- at constant speed.
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to pivot in relation to the copying roller --2--, whereby the point --11-- would migrate out of the plane - P-l-.
The axis of the grinding wheel --8-- lies in the same plane - P-l - as the axis of the copy roller
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The grinding wheel -8- is attached to a slide -36- together with its drive motor -35-. A threaded spindle -37-runs parallel to the plane-P-l- and is enclosed by a nut -38- which is attached to the slide -36-. The threaded spindle --37-- is turned by means of a stepper motor --39--. A rotation of the threaded spindle --37-- causes a movement of the slide --36-- and the grinding wheel --8-- in plane-P-l-.
If the axis of rotation of the grinding wheel is arranged in the plane - P-1 - but can be moved in this plane, a change in the diameter of the grinding wheel cannot affect the grinding process. This is illustrated in FIG. 2, in which grinding wheels of different diameters are shown in dashed lines at -8-. They always touch the workpiece --7-- at the point which is aligned with the point --11-- where the copying roller - 2 - rests on the inner surface of the template - l -. The size of the grinding wheel --8-- does not change the shape of the surface to be machined, because the tangential plane on this surface always runs through the point perpendicular to the plane - P-l - in which the axis of the grinding wheel can be moved.
Because workpiece-7- and template-1-are firmly connected, it moves
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to move back and forth in the vertical direction. For this purpose there is a vertically movable slide --40-- between the bearing for the grinding spindle and the slide -36--. The slide --40-- is moved in the vertical direction by a cam --42-- on the slide --36-- (see Fig. 3). The sled
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carries - 40 - is caused.
The storage of the grinding wheel --8-- on the vertical slide - 40 - also makes it easier for the grinding wheel - 8-- to be lifted off. For this purpose a hydraulic cylinder - 44 - is provided on the slide - 36.
When the grinding machine is in operation, a template --1--, the outline of which corresponds to that of the workpiece, is attached to the holder --22--. When the grinding wheel --8-- is raised, the workpiece becomes
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-7-- attached to the other holder --23--. When grinding the surface --9--, the stepper motor --39-- regulates the amount by which the grinding wheel --8-- is provided with each revolution against the surface --9-- until the final size has been reached .
The invention has been described in the above exemplary embodiment for the grinding of inner surfaces. The control according to the invention can, however, also be used in the same way for grinding outer surfaces. In this case, the outer surface of the template corresponds to the desired surface to be ground on the workpiece. The copy roller rests against the outer surface and the guide rollers move along the inner surface of the stencil.
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