CH617618A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verstellen der Werkstückhalterung an einer Schleifmaschine mit einem verschiebbaren Arbeitstisch und einer Schleifscheibe.

Werkstückhalterungen, die zusammen mit einer Führungsschablone verwendet werden, sind bekannt. Durch das wiederholte Abziehen der Scheibe mittels eines Diamanten, um die Scheibe zu schärfen, wird der Schleifscheibendurchmesser verkleinert. Das sich ergebende Profil des Werkstücks verändert sich dadurch beträchtlich. Sind die Toleranzen klein, so kann die gleiche Schleifscheibe nur für eine begrenzte Anzahl von Schleifvorgängen verwendet werden oder aber die mit der Schleifscheibe erzeugten Werkstückprofile haben eine unterschiedliche Form. Dies hat einen grossen Verbrauch an Scheiben und wegen dem wiederholten Scheibenwechsel eine erhöhte Stillstandzeit zur Folge.

Zweck der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile zu beheben.

Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Einrichtung zum Verstellen der Werkstückhalterung an einer Schleifmaschine zu schaffen, die eine einfache zweckdienliche Ausgestaltung hat.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Werkstückhalterung erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Auf diese Weise können die nach jedem Abziehen auftretenden Änderungen im Schleifscheibendurchmesser auf die Abtastrolle übertragen werden, um die Reproduktionsgenauigkeit aufrechtzuerhalten.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der geometrischen Verhältnisse, welche der Einrichtung zugrunde liegen,

Fig. 2 einen vereinfacht dargestellten Schnitt durch die Einrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV—IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen in vergrössertem Massstab dargestellten Schnitt durch eine Abtastrolle und

Fig. 6 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Es wird zunächst zum besseren Verständnis der Erfindung auf Fig. 1 Bezug genommen. Eine Abtastrolle 1 folgt dabei einem an einer Führungsschablone ausgebildeten Vorlageprofil 2, wobei der Mittelpunkt 3 dieser Rolle derart auf den Mittelpunkt 4 einer rotierenden Schleifscheibe 5, die ein Teil 6 bearbeitet, ausgerichtet bleibt, dass das geschliffene Profil 7 dem Profil 2 ähnlich ist.

Wenn durch Abnutzung und geometrische Korrektur der Schleifscheibendurchmesser verringert wird, die Mittelpunkte 3 und 4 aber in ursprünglicher Ausrichtung verbleiben, so tritt eine Veränderung des geschliffenen Profils 7 auf.

Die hier beschriebene Vorrichtung sorgt dafür, dass der Durchmesser der Abtastrolle entsprechend dem Durchmesser der Schleifscheibe 5 veränderbar ist, so dass nach jedem Ab5

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ziehen der Scheibe ein konstantes Verhältnis zwischen den Durchmessern aufrechterhalten bleibt. Erhält beispielsweise die Schleifscheibe 5 die Form 5', welche in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist, so nimmt die Abtastrolle 1 die Form 1', die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist, an. Die Mittelpunkte 3' und 4' bilden eine gerade Linie, die durch das Projektionszentrum 8 läuft, so dass die Ähnlichkeitsbedingungen beibehalten werden und das geschliffene Profil unbeeinflusst bleibt.

Fig. 2, 3 und 4 stellen eine Einrichtung zum Verstellen der Werkstückhalterung dar. Diese weist einen Rahmen 10 mit einem Deckel 11 auf, in welchem zwei Einspannvorrichtungen 12,13 mit drehbaren Achsen angeordnet sind. Die zwei Einspannvorrichtungen sind auf einer gemeinsamen Welle 14 mittels entsprechender Elemente 12', 13' schwenkbar angeordnet. Die Welle 14 ist in drei Kugellagern 15 gelagert, die im Rahmen 10 befestigt sind.

Die Einspannvorrichtungen 12,13 sind je mit einem schräg verzahnten Antriebszahnrad 16,17 versehen, das je mit einem Zahnrad 18 bzw. 19 auf der Welle 14 in Eingriff steht, so dass die Einspannvorrichtungen 12, 13 um die Welle 14 schwenkbar sind, während sich ihre Achsen mit gleichbleibender Drehzahl drehen. Das Zahnrad 18 wird durch einen Motor 20 mit verstellbarer Drehzahl über ein Getriebe 21 und ein Untersetzungsgetriebe 22 angetrieben. Der Motor 20, das Getriebe 21 und das Untersetzungsgetriebe 22 sind am Deckel 11 befestigt.

Die Einspannvorrichtung 12 ist mit einem Halter 23 für das zu bearbeitende Teil 6 versehen, gegenüber welchem sich die Schleifscheibe 5 dreht. Die Einspannvorrichtung 13 trägt das Vorlageprofil 2. Die Vorrichtungen 12,13 sind mittels eines Hebels 24, der am einen Ende an einer Achse 25 angelenkt ist und am anderen Ende in einer Gabel 26 geführt wird, miteinander verbunden.

Die Rückseite des Rahmens 10 ist mit einer Bohrung versehen, um ein Gehäuseteil 27 aufzunehmen, in welchem ein Schlitten 28 parallel zur Achse der zwei Einspannvorrichtungen 12, 13 beweglich angeordnet ist. Der Schlitten trägt eine Kegelrolle 29, die in zwei Kugellagern (nicht dargestellt) gelagert und um ihre eigene Achse drehbar ist. Die Achse der Rolle 29 ist bezüglich der Achse der Lager um einen Winkel a (Fig. 5) geneigt, so dass die Berührungslinie zwischen der Rolle und der Führungsschablone parallel zu den Achsen der zwei Einspannvorrichtungen bleibt. Der Schlitten 28 wird über eine Spindel 31 durch einen Schrittmotor 30 angetrieben.

Zwischen jeder Bewegung des Schlittens 28 blockiert ein hydraulisch/pneumatisch wirkender Druckzylinder 32 den Schlitten 28, um jede Verschiebung des Schlittens 28 zu verhindern. Ein Keil 33 richtet die Kegelrolle 29 bezüglich dem Zentrum des Vorlageprofils 2 aus und hält diese während der Verschiebung des Schlittens in der ausgerichteten Position.

Eine durch eine Schraube 35, die in den Rahmen 10 eingeschraubt ist, eingestellte Feder 34 übt einen Druck auf einen auf dem Hebel 24 gelagerten Stössel 36 aus und somit auf die Einspannvorrichtung 13, so dass das Vorlageprofil an der Rolle 29 anliegt. Die Einspannvorrichtung 12 wird durch zwei Federn 37, die auf einen Bügel 38 einwirken, gegen den Hebel 24 gezogen. Eine Schraube 39 dient zur Einstellung.

Wenn die Achse der Einspannvorrichtung 13 gedreht wird und das Vorlageprofil 2 an die Rolle 29 anliegt, so schwingt die Einspannvorrichtung 13 um die Welle 14, wobei die Einspannvorrichtung 12 der Bewegung der Vorrichtung 13 folgt und die Geometrie der beiden Bewegungen bedingt durch den Hebel 24 ähnlich sind. Der zu bearbeitende Teil 6 wird bezüglich des Vorlageprofils einer gleichartigen Bewegung ausgesetzt, weil die Achsen bei der Einspannvorrichtung 12, 13 sich mit der gleichen Drehzahl drehen.

Anhand der Fig. 5 wird nachfolgend die Funktion der Kegelrolle, als welche die Rolle 1 in Fig. 1 ausgebildet ist, beschrieben. Die Kegelrolle 29 ist parallel zur Achse X'—X der

Vorrichtung 13 verschiebbar, so dass ihr am Vorlageprofil anliegender Oberflächenbereich parallel zur Achse X'—X ist. und der Abstand zwischen diesen konstant bleibt. Daraus folgt,

dass die Auslenkamplitude der Einspannvorrichtung 13 konstant bleibt und zwar ohne Rücksicht auf die axiale Stellung des Vorlageprofils 2 und der Kegelrolle 29, womit konstante Abmessungen der Profile an dem zu bearbeitenden Teil 6 gewährleistet werden. Während der Drehung des Vorlageprofils 2 beschreibt die Berührungsstelle des anliegenden Oberflächenbereiches (Fig. 5) auf der Kegelrolle 29 eine Kurve, die in einer senkrecht zur Achse X'-X stehenden Ebene liegt, also eine Ellipse. Innerhalb des durch das Vorlageprofil 2 gegebenen Auslenkungsbereichs wird die ellipsenförmige Bahn einer Kreisbahn angeglichen, wenn der Winkel a ausreichend klein ist, so dass die geforderten Toleranzen für die Reproduktion eingehalten werden.

Beim Beginn eines Arbeitszyklus wird die Schleifscheibe 5 in Drehung versetzt. Der Motor 20 treibt die Achsen der Einspannvorrichtungen 12,13 an. Die Schleifscheibe 5 wird bezüglich dem zu bearbeitenden Teil 6 nach innen gerückt. Der Tisch, auf dem die Werkstückhalterung montiert ist (nicht dargestellt), bewegt sich automatisch vorwärts, und der Schleifvorgang an dem zu bearbeitenden Teil 6 beginnt. Die beschriebene schwingende Bewegung setzt ein, und die Innenfläche des Teiles 6 nähert sich der Form des Vorlageprofils.

Bevor das endgültige Mass erreicht ist, wird die Schleifscheibe ausser Eingriff mit dem zu bearbeitenden Teil gebracht und mittels eines Diamanten abgezogen, um sie zu schärfen und alle Unebenheiten auszugleichen. Dadurch wird ihr Durchmesser reduziert.

Das Abziehen mit dem Diamanten wird durch Einstellen der Schleifmaschine elektrisch gesteuert. Ein elektrisches Signal wird auch der Steuerung der Werkstückhalterung zugeleitet und der folgende Zyklus eingeschaltet: Freigeben des Schlittens 28 durch Zurückziehen des hydraulischen /pneumatischen Druckzylinders 32, Einschalten des Schrittmotors 30, der den Schlitten 28 zusammen mit der Kegelrolle 29 nach hinten verschiebt, um das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Schleifscheibe und dem wirksamen Durchmesser der Kegelrolle aufrechtzuerhalten, Sperren des Schlittens 28 durch Vorschieben des hydraulischen/pneumatischen Druckzylinders 32 und Herabsetzen der Drehzahl der Achsen der Einspannvorrichtungen 12,13 mittels des Motors 20 mit veränderlicher Drehzahl, um das Trägheitsmoment der Einspannvorrichtungen bei ihrer Schwenkbewegung zu reduzieren und dadurch ein exaktere Profilreproduktion zu erhalten.

Nachdem dieser Ärbeitszyklus abgelaufen ist, wird die Schleifscheibe 5 noch einmal mit dem zu bearbeitenden Teil 6 in Eingriff gebracht und mit dem Schleifen fortgefahren, bis das Endmass erreicht wird.

Beim Beginn des Arbeitszyklus für das nächste zu bearbeitende Teil wird der Motor 20 auf seine ursprüngliche Drehzahl zurückgestellt. Die Zyklen laufen nacheinander ab, bis die Schleifscheibe vollständig verbraucht ist.

Der Schrittmotor 30 wird bei jedem Schleifscheibenwechsel nach einer bestimmten Anzahl bearbeiteter Teile so gesteuert, dass er den Schlitten 28 und die Rolle 29 zurückstellt, um das erforderliche Verhältnis zwischen den Durchmessern der neuen Schleifscheibe und dem wirksamen Durchmesser der Kegelrolle wiederherzustellen.

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführung ist die Werkstückhalterung mit einer Ausgleichvorrichtung fest verbunden, um das Trägheitsmoment der hin und her schwingenden Einspannvorrichtung 13 auszugleichen. Der Auflagedruck zwischen der Kegelrolle 29 und dem Vorlageprofile 2 wird durch die Feder 34 und die Trägheit der Vorrichtung 13 erzeugt. Es ist erwünscht, einen im wesentlichen konstanten Druck zu erzeugen, wobei der durch die Feder ausgeübte Druck bedingt

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durch die Trägheit sich entsprechend den gegenseitigen Stellungen der Kegelrolle und des Vorlageprofils ändern kann. Deshalb ist eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher die durch die Feder 34 ausgeübte Kraft verändert werden kann.

Die Stellvorrichtung ist in einem Gehäuse 40, an der Seite des Rahmens 1 vorgesehen. Eine Kette 41 verbindet zwei Räder 42, 43, welche das gleiche Verhältnis wie die Zahnräder 19 und 17 zu einander haben. Das treibende Rad 42 ist auf der Welle 14 montiert und treibt mittels der Kette 41 das Rad 43 an, das auf einer Welle 44 befestigt ist. Die an einer Halterung befestigte Welle 44 trägt eine Nockenscheibe 46. Die aus dem Rad 43, der Welle 44 und der Nockenscheibe 46 bestehende Baugruppe ist einstückig.

Eine Laufrolle 47 ist drehbar auf einer Welle 48, die an einem Hebel 49 befestigt ist, angeordnet. Der Hebel 49 ist mittels einer Welle 51 an einen Lagerbock 50 angelenkt Die Laufrolle 47 läuft am Profil der Nockenscheibe 46 entlang. Die 5 Feder 34 ist in zwei ineinandergeschobene Hülsen 52, 53 eingeschlossen und kann mittels einer Schraube 54 eingestellt werden, ohne den Abstand zwischen den geschlossenen Enden der Organe 52, 53 zu verändern. Die Organe sind zwischen den Hebeln 49 und 24 eingefügt. Die Nockenscheibe 46 ist so io ausgelegt, dass ein konstanter Gesamtdruck zwischen der Rolle 29 und dem Vorlageprofil 2 entsprechend der Form des Profils aufrechterhalten wird.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Einrichtung zum Verstellen der Werkstückhalterung an einer Schleifmaschine mit einem verschiebbaren Arbeitstisch und einer Schleifscheibe (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Rahmen (10), der am Arbeitstisch befestigt ist, eine erste im Rahmen gehaltene Einspannvorrichtung (12) zum Befestigen eines Teiles (6), an dessen Innenumfangsfläche ein Profil herzustellen ist, wobei der Teil (6) durch die erste Vorrichtung (12) um eine parallel zur Schleifscheibendrehachse liegende zweite Achse drehbar ist, eine zweite im Rahmen gehaltene Einspannvorrichtung (13) zum Befestigen einer Vorlage (2) mit einem Innenprofil, wobei die Vorlage (2) durch die zweite Einspannvorrichtung (13) um eine zur zweiten Achse parallele Achse drehbar ist, eine Abtastrolle (29), die mit dem Innenprofil der Vorlage in Anlage bringbar ist, wobei die Abtastrolle (29) einen sich längs ihrer Achse ändernden Durchmesser aufweist, eine Haltevorrichtung (28) für die Abtastrolle (29), auf der die Abtastrolle um eine bezüglich der zweiten Achse geneigte dritte Achse drehbar gelagert ist, wobei diese Achse um einen solchen Winkel (a) geneigt ist, dass die Berührungslinie zwischen der Abtastrolle und dem Innenprofil parallel zur zweiten Achse verläuft, und eine dritte Vorrichtung (24) aufweist, um Auslenk-Bewegungen der zweiten Vorrichtung (13), die durch das Zusammenwirken der Abtastrolle (29) und des Innenprofils der Vorlage (2) erzeugt werden, auf die erste Vorrichtung (12) zu übertragen, wobei dieser eine gleichartige Bewegung erteilt wird, und wobei die Haltevorrichtung (28) einstellbar ist, um, wenn sich der Durchmesser der Schleifscheibe infolge der Abnutzung oder eines Scheibenwechsels ändert, das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Schleifscheibe und dem wirksamen Durchmesser der Abtastrolle aufrechtzuerhalten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtungen (12, 13) je eine drehbare Achse enthalten, auf welcher das Werkstück bzw. die Vorlage angebracht ist, und dass Elemente (12', 13' ) vorgesehen sind, an denen die Einspannvorrichtungen um eine gemeinsame Welle (14) schwenkbar gehalten sind, sowie eine Antriebsvorrichtung (16, 17, 18,19), um die Achsen (12', 13') mit derselben Drehzahl zu treiben.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung einen Hebel (24), der am Rahmen schwenkbar befestigt ist, und Spanneinrichtungen (34, 37) aufweist, um den Hebel (24) einerseits in Anschlag an die zweite Einspannvorrichtung (13) zu bringen und anderseits die erste Einspannvorrichtung (12) mit dem Hebel zu verbinden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung eine erste Feder (34) aufweist, die zwischen dem Hebel (24) und dem Gehäuse (10) an einer Stelle angebracht ist, die in Längsrichtung des Hebels vom Drehpunkt (25) des Hebels (24) beabstandet ist, um das Innenprofil der Vorlage (2) mit der Abtastrolle (29) in Berührung zu bringen, sowie eine zweite Feder (37) zur Verbindung des Hebels (24) mit der ersten Vorrichtung (12), die an einer Stelle am Hebel, die zwischen der erstgenannten Stelle und seinem Drehpunkt (25) liegt, angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eine Antriebswelle (14) und ein Getriebe (16, 17, 18, 19) aufweist, um die Achsen der Einspannvorrichtungen (12,13) einzeln mit der Antriebswelle (14) zu koppeln, wobei die gemeinsame Welle (14) durch die Antriebswelle gebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente (12', 13') vorgesehen sind, welche die Einspannvorrichtungen halten, und dass die Elemente Lager aufweisen, mittels derer sie schwenkbar an der Antriebswelle (14) gelagert sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellvorrichtung (35; 54, 46) zum Einstellen der durch die erste Feder (34) ausübbaren Kraft vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (54, 46) einen drehbaren Nocken (46), eine Antriebseinrichtung (41) für den Nocken, eine Rolle (48), die an den Nocken anliegt und ein Organ (53) aufweist, das die Rolle (48) und die erste Feder miteinander koppelt, wobei der Nocken (46) so ausgebildet ist, dass die auf die Abtastrolle einwirkende Kraft konstant ist.