DE1187151B - Vorrichtung zum Kopierschleifen eines kalottenfoermigen Werkstueckes - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 24b

Deutsche Kl.: 67 a-19

Nummer: 1187 151

Aktenzeichen: S 679471 b/67 a

Anmeldetag: 6. April 1960

Auslegetag: 11. Februar 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopierschleifen eines kalottenförmigen Werkstückes mittels einer kalottenförmigen Schablone, wobei Werkstück und Schablone um zueinander parallele Achsen synchron drehbar sind und Taster und Werkzeug auf einem Schwenkbügel angeordnet sind, der auf einem horizontal zustellbaren Schlitten sitzt, und wobei der Krümmungsradius der Arbeitsfläche der Schleifscheibe mit dem der Rotationsfläche des Tasters übereinstimmt.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art steht die Drehachse des fingerförmig ausgebildeten Werkzeugs in der Ausgangsstellung parallel zur Achse des Werkstückträgers. Die Kontaktstelle von Werkzeug und Werkstück liegt infolgedessen in oder sehr nahe an der Werkzeugachse. Die Schnittgeschwindigkeit des Werkzeuges ist niedrig. Wird nun der an der Schablone anliegende Taster in Richtung der Werkstückträgerachse verschoben und hierdurch der Schwenkbügel verkippt, stellt sich die Werkzeugachse schräg, so daß sich die Kontaktstelle von Werkzeug und Werkstück von der Werkzeugachse entfernt und die Schnittgeschwindigkeit steigt. Das bedeutet, daß während des Arbeitsvorgangs der Abriebbereich auf dem Werkzeug wandert und die Schnittgeschwindigkeit ständig schwankt. Da aber bei Präzisionsarbeiten, insbesondere in der Optik, die Güte der Reproduktion von der Konstanthaltung des Abriebs während des Arbeitsvorgangs entscheidend abhängt, sind die mit Hilfe dieser bekannten Anordnung erzielbaren Ergebnisse unbefriedigend.

Erfindungsgemäß werden diese Mängel in überraschend einfacher Weise dadurch behoben, daß Taster und Werkzeug derart angeordnet sind, daß die durch die Mittelpunkte der Tasterrotationsoberfläche und der Schleifscheibenarbeitsfläche gelegte Gerade parallel zu einer die Werkstück- und Schablonendrehachse rechtwinklig schneidenden Geraden verläuft. Das bedingt, daß das Werkzeug mit seiner Umfangsfläche an dem Werkstück angreift, infolgedessen der Abriebbereich und die Schnittgeschwindigkeit praktisch konstant gehalten werden und Abnutzungen der Schleifscheibe nur zu äußerst geringfügigen, auf der Oberfläche gleichmäßig verteilten Formänderungen führen.

Es sind zwar auch Kopierschleifmaschinen verschiedener Ausführungsform bekannt, bei denen die Werkzeuge mit ihrer Umfangsfläche arbeiten. Sie sind jedoch für die Bearbeitung kalottenförmiger Werkstücke nicht oder nur mit unerwünschten Beschränkungen zu verwenden. So ist es bekannt, Werkstück und Schablone hintereinander um eine gemeinsame, Vorrichtung zum Kopierschleifen eines
kalottenförmigen Werkstückes

Anmelder:

Societe des Lunetiers Cottet, Poichet,

Tagnon & Cie., Paris

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:
Bernard Cretin-Maitenaz,
Joinville-le-Pont, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 7. April 1959 (791406)

zur Werkzeugachse parallele Achse drehbar anzuordnen und Taster und Werkzeug an einem Schwenkbügel in unterschiedlichem Abstand von der Schwenkachse zu lagern. Bei einer anderen bekannten und insbesondere zum Schleifen von Propellerblättern bekannten Maschine sind Schablone und Werkstück übereinander um parallele, horizontale Achsen synchron drehbar und in Achsrichtung verschiebbar gelagert. Taster und Werkzeug sind an einem Gestänge in Vertikalrichtung bewegbar aufgehängt. Ferner ist es bekannt, Werkstück und Schablone auf dem Maschinentisch fest aufzuspannen und Werkzeug und Taster koaxial an einem Gestänge zu lagern, das von Hand mit zwei Freiheitsgraden in der Horizontalen und einem Freiheitsgrad in der Vertikalen bewegbar ist. Keine dieser Maschinen gestattet jedoch das Kopierschleifen kalottenförmiger Werkstücke.

Bei einer weiteren bekannten Maschine ist das Werkstück um eine zur Werkzeugachse senkrechte Achse drehbar, während die einen Meridian des Werkstückes darstellende Schablone nur translatorisch bewegbar ist. Diese Maschine ermöglicht zwar die Bearbeitung kalottenförmiger Werkstücke, ihre Anwendung ist jedoch auf Rotationsflächen be-

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schränkt. Im Gegensatz hierzu gestattet die Maschine nach der Erfindung das Kopierschleifen von Werkstücken mit sphärischer und asphärischer Oberfläche.

Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Schleifscheibe und der Taster sphärisch ausgebildet sind,

F i g. 2 eine Seitenansicht der gesamten Vorrichtung und

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Taster und die Schleifscheibe zylindrisch ausgebildet sind.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die zu kopierende Schablone A fest mit einer Spindel B verbunden, die mittels einer, mit einem Schneckenrad D kämmenden Schnecke C mit der gleichen Drehgeschwindigkeit angetrieben wird wie eine Spindel E, die ein zu bearbeitendes Werkstück F trägt. Der Taster G ist sphärisch ausgebildet und auf einer lotrechten Spindel N um eine Achse v, v' frei drehbar. Die Schleifscheibe H besitzt ebenfalls eine sphärische Arbeitsfläche, die den gleichen Krilmmtirigsradius r besitzt wie der Taster G und um eine z. B. horizontale Achse w, w' drehbar ist.

Der Mittelpunkt / der Rotationsfläche des Tasters G und der Mittelpunkt/ der RotationsaFbeitsfläche der Schleifscheibe H liegen auf einer waagerechten Geraden x, xf, die. .parallel zu einer die Achsen y, y' der Spindel B und z, z' der Spindel E rechtwinklig schneidenden Geraden ö, o* verläuft.

Durch in F i g. 2 dargestellte mechanische Mittel kann der Abstand der Geraden x, x' von der die Achsen y, y' und z, zf enthaltenden Ebene allmählich vergrößert werden, wobei die Oberfläche des Tasters G mit der Schablone J4 ständig im Eingriff bleibt. Infolge der Verlagerung der Geraden x, x' parallel zu sich selbst und der Drehbewegung der Schablone A um die Achse y, y' wandert der Berührungspunkt zwischen dem Taster G und der Schablone Λ von der Mitte der Schablone bis zu deren äußerem Rand. Entsprechend erzeugt die Schleifscheibe/? während dieser Verlagerung der Geraden x, x' eine Oberfläche F. Beginnt man mit. einer Ausgangslage, in der der Berührungspunkt: des Tasters G mit der Schablone^ in der Schabksaenmitte liegt, d. h. wenn die Achse v, v' in der Verlängerung der Achse y, y' liegt, so wird die Oberfläche F des Werkstückes von der Werkstückmitte ausgehend bearbeitet, bis der Berührungspunkt den äußersten Umfangsrand der Schablone A erreicht hat.

In F i g. 1 ist schematisch eine Welle K dargestellt, die die Schleifscheibe H trägt und die über einen Riementrieb L von· einem Motor M angetrieben wird. Um die obenerwähnte Verlagerung der Geraden x, x' zu ermöglichen, sind die lotrechte Spindel N des Tasters G, die waagerechte Welle K und der Motor M auf einer Schwenkplatte T (Fig. 2) gelagert, die bei ihrer Kippbewegung gewährleistet, daß der Taster G ständig an der Schablone A anliegt. Die Platte Γ ist um eine waagerechte Achse «, u' schwenkbar an einem Schlitten U gelagert, der mittels einer Gewindespindel W verschiebbar ist, die über ein Getriebe X langsam gedreht wird.

-j. Eine? feste Verbindung der den Taster tragenden Welle N mit der Platte T bedingt eine Nichtparallelität der Achsen v, v'. und y, y' während der Kippbewegung der Platte. Durch Berechnung der sich berührenden Flächen kann man diesem Fehler Rechnung tragen und bestimmen, in welcher Weise der Taster gegenüber dem Schleifwerkzeug (oder umgekehrt) verformt sein muß. Die Achse v, V kann auch an einem Parallelogramm gelagert werden, das sie zwangläufig mit der Achse y, y' parallel hält.

Die beschriebene Anordnung gestattet den folgenden Arbeitsablauf:

a) ein Anlaufen, wenn die Schleifscheibe auf die Mitte des Werkstückes F eingestellt ist; der Motor AC (Fig. 2) treibt die Riemenscheibe AE an, die die Drehbewegung der Teile A und F bewirkt, während der Motor AD die Riemen-

*5 scheibe AF des Untersetzungsgetriebes X antreibt, dessen Gewindespindel W die Transversalbewegung von der Mitte zum Umfang des Werkstückes F bewirkt. Während dieser Bewegung schwenkt die Platte T um ihre Achse u, u' entsprechend der erzwungenen Bewegung infolge der Berührung des Tasters G mit der Schablone A;

b) wenn die Schleifscheibe den Rand des Werkstückes F erreicht, kann ein mit dem Schlitten U zusammenwirkender Endschalter den Motor AD umpolen, so daß der Schlitten in Richtung der Ausgangslage selbsttätig zurückläuft;

c) nachdem die Schleifscheibe zur Mitte des Werkstückes zurückgekehrt ist, stellt ein weiterer Endschalter die Vorrichtung still und zeigt das Ende des Arbeitsganges sichtbar oder hörbar an.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Arbeitsablauf wie folgt gesteuert werden:

a) Beginn auf der linken Seite (F i g. 2) der Vorrichtung,

b) Anhalten auf der rechten Seite

oder auch

a) Ausgang von der Mitte,

b) Umkehr der Bewegung auf der äußersten linken Seite,

c) Umkehr der Bewegung auf der äußersten rechten Seite,

d) Anhalten in der Mitte.

Während gemäß Fig. 2 die Riemenscheiben AE und AF über Treibriemen mit je einem Motor A C und AD verbunden sind, ist es in der Praxis vorteilhaft, nur einen einzigen gemeinsamen Motor mit veränderbarer Drehzahl oder mit einem stufenlosen Getriebe vorzusehen, wodurch an der Arbeitsstelle eine konstante Umfangsgeschwindigkeit eingehalten werden kann. Es kann damit in kürzerer Zeit ein besseres Ergebnis erzielt werden.

Die oben beschriebene Ausführungsform ist nur beispielsweise angeführt. Das Schleifen optischer Flächen ist nur eines der möglichen Anwendungsgebiete einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es möglich, die Maschine auch zum Schleifen von anderen Werkstoffen als Glas zu verwenden.

Ferner braucht eine erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur einen einzigen Werkstückträger aufzuweisen. Es können zum wirtschaftlichen Arbeiten auf der Schwenkplatte T mehrere Wellen K gelagert sein, die die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Werk-

stücken F ermöglichen, die auf mehreren Wellen E befestigt sind, die synchron mit der eine gemeinsame Schablone A tragenden Welle B angetrieben werden.

Ferner kann der Taster auch eine von F i g. 1 abweichende Form erhalten. Es können z. B. zylindrische Taster und Schleifwerkzeuge verwendet werden, wobei die Anordnung wie in F i g. 3 gezeigt getroffen werden kann. Die Gerade x, x' fällt dann mit der Achse des Tasters G und der Schleifscheibe H zusammen. Diese Anordnung gestattet es, die Schablone A genau zu kopieren. Sie gestattet jedoch auch die Erzeugung einer von der Schablone A abweichenden Form des Werkstückes F in einem solchen Maße, wie der Radius des zylindrischen Tasters G von dem Radius der zylindrischen Schleifscheibe H abweicht. In diesem Fall weicht der Krümmungsradius am Scheitel des Werkstückes F von dem Krümmungsradius am Scheitel der Schablone A mehr oder weniger um einen Betrag ab, der der Differenz der Krümmungsradien der Teile G und H gleich ist.

In den Zeichnungen sind Schablonen und Werkstücke mit konvexen Oberflächen dargestellt. Um konkave Oberflächen auszubilden, genügt es, sicherzustellen, daß die Krümmungsradien des Tasters oder der Schleifscheibe an dem Berührungspunkt immer kleiner als die Krümmungsradien der Schablone bzw. des Werkstücks sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Kopierschleifen eines kalottenförmigen Werkstückes mittels einer kalottenförmigen Schablone, wobei Werkstück und Schablone um zueinander parallele Achsen synchron drehbar sind und Taster und Werkzeug auf einem Schwenkbügel angeordnet sind, der auf einem horizontal zustellbaren Schlitten sitzt und wobei der Krümmungsradius der Arbeitsfläche der Schleifscheibe übereinstimmt mit dem der Rotationsfläche des Tasters, gekennzeichnet durch eine solche Lage von Taster (G) und Werkzeug (H), daß die durch die Mittelpunkte (/, /) der Tasterrotationsoberfläche und der Schleifscheibenarbeitsfläche gelegte Gerade (x, x') parallel zu einer die Werkstück- (z, z') und Schablonendrehachse (y, y') rechtwinklig schneidenden Geraden (o, o') verläuft.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 255 627, 418 483,

   226, 1037 911;

   schweizerische Patentschriften Nr. 180 127,
   308;

   britische Patentschriften Nr. 622 951, 700 136;

   USA.-Patentschriften Nr. 1 389 835, 2178441,
   2582170.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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