DE2202805A1 - Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung - Google Patents
Werkzeugmaschine zur spanabhebenden BearbeitungInfo
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- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
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Description
51 AACHEN
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur spanabhebenden
Bearbeitung eines umlaufenden Werkstückes mit bestimmter Umrißform mit einer mit der Hauptspindel verbundenen UJerkstückantriebseinrichtung
und einer die Umrißform des Werkstückes bestimmenden Lehreneinrichtung bzui. fileisterkurve.
Die Erfindung soll insbesondere bei einer Nockenuiellen-Schleifmaschine
Anwendung finden.
Bekannt sind Werkzeugmaschinen, bei denen das Werkstück
mit einem dlitnehmerherz versehen und dieses mit einem mitnehmer verbunden wurde, der von der Hauptspindel angetrieben wird. Hierbei ergaben sich jedoch unerwünschte Radialkräfte, die dazu führten, daß das Werkstück radial nach
außen auslenkte.
mit einem dlitnehmerherz versehen und dieses mit einem mitnehmer verbunden wurde, der von der Hauptspindel angetrieben wird. Hierbei ergaben sich jedoch unerwünschte Radialkräfte, die dazu führten, daß das Werkstück radial nach
außen auslenkte.
Bei Weiterentwicklungen der Anmelderin (US-PS 3 585 763 und
US-PS 3 579 914) ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen,
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die einen Teil der maschine selbst bildet. Hierbei wird
das Werkstück von Hand in die der ffleisterkurv/e zugeordnete
Winkelstellung gedreht, mit der Antriebseinrichtung verbunden und ohne Erzeugung von Radialkräften in Umlauf gesetzt.
Hierzu wird das Drehmoment an zwei verschiedenen Stellen des Werkstückes, z.B. einer Nockenwelle, angesetzt. Die
Antriebseinrichtung meist ein von der Hauptspindel angetriebenes
zentrales Pendelglied auf, das am Werkstück angreift, sobald dieses genau auf eine zugeordnete Ifleisterkr/Gve ausgerichtet
ist. Zu diesem Zweck besitzt das Werkstück eine exzentrische Ausrichtbohrung, in die ein mit der Antriebseinrichtung
verbundenes Indexglied eingreift, sobald das Werkstück die richtige gewünschte Winkellage eingenommen hat.
Die bekannten Vorrichtungen reichen für handbetätigte maschinen
aus nicht aber für Ulerkzeugautomaten. Derartige
UJerkzeugautomaten besitzen automatische Ladeeinrichtungen,
mit denen Werkstücke aus einem magazin entnommen und in die Maschine eingelegt werden. Bei Werkstücken mit bestimmter
Umrißform ergibt sich natürlich das Problem, das Werkstück nicht nur in die maschine einzulegen, d.h. zwischen zwei
Körnerspitzen aufzunehmen, sondern es auch fest mit der Antriebseinrichtung zu verbinden und zugleich entweder die
in der Maschine eingesetzte meisterkurve auf das Werkstück oder umgekehrt auszurichten.
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Ausgehend worn bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung
daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die selbsttätig das Werkstück dann ergreift, wenn es die vorgeschriebene
Ausrichtung erreicht hat.
Die gestellte Aufgabe uiird dadurch gelöst, daß die Werkstückantriebseinrichtung
aus einer zentrisch zur Drehachse des Werkstückes umlaufenden und bezüglich der Lehreneinrichtung
fest ausgerichteten Planscheibe und einem an dieser mittels Hebel angeordneten zentralen Element oder Pendelglied besteht,
das eine begrenzte radiale Bewegung auszuführen vermag, daß das zentrale Element an einer bezüglich der Lehreneinrichtung
vorbestimmten und ausgerichteten Stelle eine Kupplungseinrichtung aufweist, die in einer bestimmten Ausrichtstellung mit
einem Kupplungsteil des Werkstückes in Eingriff zu kommen vermag und die dem zentralen Element erteilte Drehbewegung
auf das Werkstück überträgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Kupplungseinrichtung aus zwei benachbarten,
einen Spalt bildenden Stirnflächen zweier Hebelarme besteht, die beiderseits eines am Werkstück angeordneten Vorsprunges
oder Keils anzugreifen vermögen.
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vor
Federspannung unterliegenden Gelenkgetriebes, das an der
Federspannung unterliegenden Gelenkgetriebes, das an der
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht
darin, daß das Gelenkgetriebe zwei an der Planscheibe angelenkte Hebel aufweist, an deren jedem freien Ende mittels
Bolzen einer der Hebelarme angelenkt ist, die durch eine sie verbindende Druckfeder gegenläufig in Richtung auf die geometrische
Achse der Hauptspindel in eine Stellung gedrückt werden, in der ihre Stirnflächen den Spalt bilden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere
zur Ulinkelausrichtung eines Werkstückes und der anschließenden mitnähme des Werkstückes in einer Uierkzeugmaschine. Vorteilhaft
besitzt das Werkstück einen vorspringenden Teil, z.B. einen Keil zum Ausrichten und zur Übernahme der Drehkraft.
Das Werkstück wird in üblicher Weise zwischen Körnerspitzen aufgenommen und in bekannter Weise angetrieben. Die
Antriebseinrichtung umfaßt ein Pendelglied mit zwei Anschlägen, die einander gegenüber stehende, am Werkstück
angreifende Stirnflächen bilden. Diese Anordnung ist vorteilheft
so gewählt, daß der Abstand zwischen den am Werkstück angreifenden Flächen verstellbar ist entsprechend den unterschiedlichen
Durchmessern der zu verarbeitenden Werkstücke.
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Die Ausricht- und Antriebseinrichtung erfaßt zunächst
die Werkstücke in beliebiger Ausrichtung und richtet jedes Werkstück anschließend in einer bestimmten Drehuiinkelstellung
aus. Die Ausrichtelemente, die auch als Indexglieder bezeichnet ujerden können, besitzen eine Antriebsfläche, die an dem
vorspringenden Teil, beispielsweise dem Keil des Werkstückes, angreifen, mährend eine andere am Werkstück angreifende
Fläche als Anschlag dient, so daß die Antriebseinrichtung im weitesten Sinne als eine Art mechanisches Kräftepaar angesehen
werden kann. Die von der Antriebseinrichtung auf das Werkstück ausgeübten Kräfte sind daher völlig ausgeglichen,
so daß keine Kräfte auftreten, die das Werkstück radial auszulenken versuchen.
Die Werkstücke können automatisch in die Halterungen mit beliebiger
Winkelausrichtung eingefüllt werden. Sodann wird eine der Körnerspitzen gegen das Werkstück vorgeschoben und
verschiebt dieses in Richtung auf die Antriebseinrichtung und die andere Körnerspitze. Sodann wird das Werkstück still
gehalten, während die Antriebseinrichtung der Werkzeugmaschine langsam umläuft bis der vorspringende Teil des
Werkstückes mit den diesen aufnehmenden Teilen fluchtet und das Werkstück mit der Antriebseinrichtung gekuppelt wird.
Anschließend wird in bekannter Weise die Bearbeitung des Werkstückes vorgenommen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher erläutert, und zwar zeigen:
Schleifmaschine mit einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen vergrößerten teiliueisen Querschnitt
nach der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen teiluieisen axialen Schnitt durch die
Tragglieder der Antriebseinrichtung nach der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei die Antriebseinrichtung
ungeschnitten bleibt,
Fig. 4 einen teiluieisen axialen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2 und
Schleifmaschine mit einem typischen Schwing·
armlader und seiner automatischen Steuerung,
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Fig. 1 zeigt die wesentlichen Teile einer üblichen Nockenwellen-Schleifmaschine
10. Obwohl die Erfindung auch auf andere spanabhebende Werkzeugmaschinen anwendbar ist, sei
sie hier am Beispiel einer Nockenwellen-Schleifmaschine erläutert.
Die Schleifmaschine 10 besteht aus einem !maschinenbett 11 ι
auf dem ein üblicher schwenkbarer Support 12 angeordnet ist, der dem Werkstück Ul eine Schwenkbewegung erteilt. An beiden
Enden des Supports 12 sind ein Spindelstock 13 und ein Reitstock 14 angeordnet. Der Spindelstock 13 umfaßt eine Körnerspitze
15, der Reitstock 14 eine Körnerspitze 16. Eine
Nockenwelle oder ein anderes Werkstück Ui, dessen Nocken, d.h. V/orsprünge, geschliffen werden sollen, ist zwischen den Körnerspitzen 15,16 angeordnet und läuft um die von den Körnerspitzen definierte Drehachse um.
Nockenwelle oder ein anderes Werkstück Ui, dessen Nocken, d.h. V/orsprünge, geschliffen werden sollen, ist zwischen den Körnerspitzen 15,16 angeordnet und läuft um die von den Körnerspitzen definierte Drehachse um.
Der Reitstock 13 umfaßt ferner eine Spindel 17, die von
einem Motor 18 in Umlauf gebracht werden kann. Auf der
Spindel 17 sitzt ein mit dieser umlaufender (Tleisternocken 19, der mit einer Tastrolle 20 zusammen arbeitet, die die Schwingbewegung des Supports 12 in zeitlichem Zusammenhang mit der Drehung des Werkstückes UJ bewirkt, um am Werkstück eine besondere Nockenumrißform zu erzeugen.
einem Motor 18 in Umlauf gebracht werden kann. Auf der
Spindel 17 sitzt ein mit dieser umlaufender (Tleisternocken 19, der mit einer Tastrolle 20 zusammen arbeitet, die die Schwingbewegung des Supports 12 in zeitlichem Zusammenhang mit der Drehung des Werkstückes UJ bewirkt, um am Werkstück eine besondere Nockenumrißform zu erzeugen.
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-s-
Die Schleifmaschine 10 besitzt eine Schleifscheibe 21,
die in üblicher Weise so angeordnet ist, daß sie wahlweise an bestimmten Nocken, Vorsprüngen oder Stellen des
Werkstückes UJ anzugreifen vermag.
In den Fig. 2 und 3 ist als Werkstück W einen Nockenwelle dargestellt, von der lediglich ein Endabschnitt 22 dargestellt
ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Basisdurchmesser der Nocken. Wenn die Nockenwelle v/ollständig
ist und in einen fflotor eingesetzt werden kann, sitzt auf dem Endabschnitt 22 normalerweise ein Kurvengetriebe oder
ein Ritzel zum Antrieb der Nockenwelle. Um einen derartigen Kurventrieb oder ein Ritzel mit der Nockenwelle in bestimmter
Drehwinkelausrichtung zu kuppeln, besitzt der Endabschnitt 22 eine Keilnut 23, in die normalerweise ein
vorspringender Teil oder ein üblicher Keil 24 eingreift. Vorzugsweise wird ein Keil 24 zum Ausrichten und Antreiben
der Nockenwelle bzw. des Werkstückes Ul verwendet, so daß im vorliegenden Anwendungsfall angenommen wird, daß in der
Keilnut 23 ein Keil 24 sitzt.
Um die Nockenwelle bzw. das Werkstück Ul in einer gewünschten besonderen Winkeleinstellung hinsichtlich der IDeisterkurve
19 mit der Nockenschleifmaschine zu kuppeln, besitzt die Nockenwellen-Schleifmaschine 10 der Fig. 1 einen Werkstückantrieb
26 gemäß der Erfindung. Wie Fig. 1 zeigt,
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sitzt der tUerkstückantrieb 26 auf der Spindel 17 allgemein
konzentrisch zur Körnerspitze 15. Wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist, umfaßt der Werkstückantrieb 26 einen
Adapter 27, der an der Spindel 17 befestigt ist und mit ihr umläuft und, hinsichtlich der Meisterkurve 19 (Fig.1),
in bestimmter Weise ausgerichtet ist. Am Adapter 27 ist mittels eines Paares einander diametral gegenüber stehender
Schrauben 29-29 eine Planscheibe 2B befestigt. Die Schrauben 29 greifen durch schlitzförmige Öffnungen 31 der Planscheibe
28, so daß zwischen der Planscheibe 28 und dem Adapter 27 geringe Ulinkelnachstellungen möglich sind.
Ulis Fig. 2 insbesondere zeigt, erfolgt die Uiinkelnachstellung
der Planscheibe 28 im Hinblick auf den Adapter 27 dadurch, daß der Adapter 27 einen nach vorne vorkragenden
Stift 32 aufweist, der in eine Ausnehmung 33 an der Rückseite der Planscheibe 28 eingreift. Die Planscheibe 28 ist
so bearbeitet, daß sie einander gegenüber safe stehende Stellschrauben 36-36 an einander gegenüber liegenden Seiten
der Ausnehmung 33 aufweist. Die Stellschrauben 36 greifen an einander gegenüber liegenden Seiten des Stiftes 32 an
und dienen zur Nachstellung der Ulinkelausrichtung der Planscheibe
26 in Hinblick auf den Adapter 27, wenn die Schrauben
29 gelöst sind.
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- Ao-
Die Planscheibe 28 besitzt eine zentrale Öffnung 38, durch
die die Körnerspitze 15 vorkragt. Oarüberhinaus bildet
die Planscheibe 28 das Tragglied, das, außer der Tatsache, daß es mit der Antriebsspindel 17 verbunden ist, auch den
Ulerkstückantrieb 26 mit dem als Sperrgetriebe arbeitenden Getriebe trägt. Oieses Getriebe umfaßt als Getriebeglied,
das man auch als Antriebsblock oder Pendelglied bezeichnen kann, ein zentrales Element 41, das durch die Umlaufbewegung
mit der Planscheibe 28 dazu beiträgt, ein angeschlossenes Werkstück Ul mit umlaufen zu lassen. Das Pendelglied
bzw. zentrale Element 41, besitzt zwei Enden, die an einem rechten und linken Hebel 42 bzw. 43 angelenkt sind, wie
dies in den Fig. 2-4 dargestellt ist. Die Hebel 42 und 43 sind ihrerseits mittels Zapfen 44 und 45 an der Planscheibe
28 angelenkt und mittels Schraubverbindungen 46 befestigt.
Die freien Enden der Hebel 42 und 43, die den Zapfen 44,45 abgewandt sind, sind gegabelt und mit Bolzen 47 und 48 versehen,
die an diesen befestigt sind. Ein rechtes Indexglied, das hier als Finger 49 bezeichnet wird, ist am Bolzen 47 angelenkt
und trägt einen Hartmetallblock 51 mit einer schrägen Kante 51 A am oberen Teil, um den Eintritt des Endabschnittes
22 des Werkstückes Ul zu erleichtern. Die Stirnfläche 52 des Hartmetallblockes 51 steht mit der rechten
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Seite des Keils 24 in Berührung, wenn ein Werkstück UJ sich in der ausgerichteten Stellung befindet. Ein linkes Indexglied,
das hier als Finger 53 bezeichnet wird, ist schwenkbar
auf dem Bolzen 48 angeordnet und trägt einen anderen Hartmetallblock 56 mit einer abgeschrägten Kante 56 A am
oberen Ende, um den Eintritt des Endabschnittes 22 des Werkstückes UJ zu erleichtern. Die Stirnfläche 57 des Hartmetallblockes
56 befindet sich mit der linken Seite des Keiles 24 in Berührung, wenn ein Werkstück UJ sich in der
ausgerichteten Stellung befindet. Wan kann sehen, daß vier abgeschrägte Kanten 51 A, 56 A, 62 A und 64 A von vier
Hartmetallblöcken 51, 56, 62 und 64 geneigte Flächen bilden, die in Richtung auf die Achse des Systems und in die Papierebene der Fig. 2 ausgerichtet sind. Die vordere runde Kante
des Werkstückes Ul gleitet daher, wenn es in das Getriebe eingesetzt uiird, entlang den geneigten Kanten und iuird unter
der dabei erzeugten Keilwirkung die beiden Finger 53 und von der Achse uiegschuienken, wobei der Hartmetallblock 62
etwas von der Achse u/eg gegen die Federkraft des Blocke 61
verschoben wird.
Der rechte Finger 49 und der linke Finger 53 bleiben in der geschlossenen, d.h. am Werkstück angreifenden Stellung
zurück und zwar unter der Wirkung einer Schraubenfeder 58,
die an V/orsprüngen 49 A und 53 A des rechten bzw. linken
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Fingers 49, 53 mittels Schrauben 59 befestigt ist, miβ
dies die Fig. 1 und 4 zeigen. Die Spannung der Schraubenfeder 5Θ ist so gewählt, daß sie leicht überwunden werden
kann, um eine gegen den Uhrzeiger gerichtete Schwenkbewegung des rechten Fingers 49 oder eine in Uhrzeigerrichtung
erfolgende Schwenkung des linken Fingers 53 zu ermöglichen, wie dies in Fig. 2 mit Pfeilen angegeben ist.
Die Schwenkung des rechten oder linken Fingers 49 bzw. erfolgt, wenn der Keil 24 an einem der Hartmetallblocks
51 oder 56 während der Ausrichtphase des Vorganges angreift und auch wenn vorher die Nockenwelle oder das Werkstück UJ
axial in den Uierkstückantrieb 26 während des Ladens eingeführt wird.
Stellschrauben 60 sind an den Vorsprüngen 49 A und 53 A des rechten bzw. linken Fingers 49, 53 befestigt, um die
Bewegung des rechten und linken Fingers dadurch zu begrenzen, daQ sie am zentralen Glied 41 anstoßen.
Aus dieser Beschreibung ergibt sich, daß an der freien Seite der Planscheibe 28 zwei Zapfen 44, 45 befestigt sind.
Jeder dieser Zapfen ist mit einem der beiden Hebel 42, verbunden. Die freien Enden der Hebel sind gegabelt, wobei
durch die Gabel Bolzen 47 bzw. 4Θ ragen, wie dies in Fig.4
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- Al-
am Hebel 42 dargestellt ist. Die Hebel 42, 43 können somit um die Bolzen 44 bzui. 45 schwenken. Diese Schwenkbewegung
erfolgt gleichzeitig, d.h. der eine Hebel ist mit dem anderen
durch das zentrale Glied 41 verbunden. Dies kommt daher, weil das zentrale Glied 41, das nun auch als Antriebblock
oder Pendelglied bezeichnet wird, mit jedem seiner beiden Endteile in den Raum ragt, der zwischen den Zinken eines
bestimmten gegabelten Hebels 42, 43 ragt. Da das zentrale Glied 41 ebenfalls schwenkbar an den freien Enden der
Hebel 42, 43 mittels der Bolzen 47, 4Θ verbunden ist, und als Koppelglied die Hebel 42, 43 verbindet, hält es
stets den Abstand zwischen den Bolzen 47, 48 aufrecht,
ff)aη muß sich dabei merken, daß das zentrale Glied 41 nicht
unmittelbar an der Planscheibe 28 befestigt ist.
Die Elemente, die als Finger 49 und 43 beeeichnet worden
sind, bilden zusätzliche Hebelarme, da der Finger 49 schwenkbar um den Bolaen 47 und der Finger 53 entsprechend
schwenkbar um den Bolzen 48 gelagert ist. Die Finger 49,53 bilden somit im wesentlichen Hebelarme,und man kann sehen,
daß die Hartmetallbläcke 51 und 56, die mit den Fingern 49 bzw. 53 fest verbunden sind, jeweils einen Teil eines der
beiden Hebelarme bilden. Das gesamte Getriebesystem kann als Pendelgetriebe bezeichnet werden, weil die Bolzen 47,48
nicht stationär im Hinblick auf die Planscheibe 28 sind, sondern einen Teil eines Gelenkgetriebes bilden.
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Wie Fig. 2 deutlich zeigt, sind die beiden Finger 49 und 53
so bemessen, daß sie zwischen ihren einander zugewandten Stirnflächen 52 und 57 einen Spalt G belassen. Somit bildet
das Gelenkgetriebe mit den beiden Fingern 49, 51 und 53, 56,
die tatsächlich Hebelarme sind, einen wesentlichen Teil des Sperrgetriebes, weil der zwischen den beiden Stirnflächen
52, 57 gebildete Spalt G in der Lage ist, den Keil 24 in der in Fig. 2 dargestellten Stellung aufzunehmen und anschließend
zu sperren. Während der anfänglichen Drehbewegung des Uierkstückantriebes 26, wobei das Werkstück Ui an der Umdrehung
nicht teilnimmt, dreht der Keil 24 zuerst einen Finger mit einen Hartmetallblock, z.B. den Hebelarm bestehend
aus dem Finger 53 und seinem Hartmetallblock 56, um diesen etwas aus der durch die Körnerspitzen 15 und 16 bestimmten
Achse wegzuschwenken bis der Keil 24 die in Fig. 2 dargestellte Stellung einnimmt, wobei der Hebelarm, d.h. der
Finger mit de* Hartmetallblock, in seine ursprüngliche Stellung
einschnappt, die durch die Stellschraube 6Q begrenzt ist derart, daß der Keil 24 gesperrt ist und gesperrt bleibt,
wenn er in den Spalt G hineinragt.
Ein Tragblock in der Form einer Blattfeder 61, die einen Hartmetallblock 62 trägt, ist an der linken Seitenfläche
des zentralen Elements 41 mittels einer Schraube 63 befestigt wie Fig. 2 zeigt. Der Hartmetallblock 62 besitzt eine schräge
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Kante 62 A. Die Dicke des Tragblockes 61 ist so vorgesehen, daß er etwas ausweichen kann, damit er wirksam wird, wenn
eine Feder, die mit dem Werkstück UJ in Berührung kommt, das Ulerkstück Ul gegen einen weiteren Hartmetallblock 64 drückt,
der an der rechten Seite des zentralen Elements 41 befestigt ist.
Die Hartmetallblöcke 62 und 64 bilden somit Sperglieder, die am zentralen Element 41 an einander diametral gegenüberliegenden
Stellen und um etwa 90° gegenüber dem von den beiden Hebelarmen bzw. Fingern 49, 53 gebildeten Spalt G v/ersetzt
angeordnet sind. (Fig. 2) Insbesondere übt das Sperrglied 64, das etwa 90° hinter dem Spalt G im Sinne der vorgesehenen
Drehrichtung der Spindel 17 angeordnet ist, Kräfte auf das Werkstück Ul in radialer Richtung aus, wenn das Werkstück Ui
vom Uierkstückantrieb 26 mit diesem gemeinsam in Umdrehung versetzt wird. Andererseits wird das Sperrglied 62, das etwa
90 vor dem Spalt G,in Drehrichtung der Spindel 17 gesehen, angeordnet ist, durch das zentrale Element 41 federnd gehalten
und gestattet dabei eine Anpassung von Ulerkstückdurchmessern zwischen den beiden Sperrgliedern 62 und 64.
An der Planscheibe 28 ist an einer Stelle,die mit jeweils
gleicher Entfernung von den Zapfen 44, 45 angeordnet ist,
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ein Anschlag 66 befestigt, der gabelförmig ausgebildet ist und Abschnitte'67, 66 aufweist. Am Abschnitt 67 ist eine
Stellschraube 69 befestigt, die eine Druckfeder 71 trägt, um einen Vorsprung 72 des zentralen Clements 41 gegen eine
Stellschraube 73 zudrücken, die am Abschnitt 68 befestigt
und festgelegt ist. Die Druckfeder 71 drückt das zentrale Element 41 zur linken Seite (Fig. 2) des Ladebereichs. Diese
Anordnung bewirkt, daß das Werkstück Ut den Hartmetallblock während des Ladens des Werkstückes IU berührt, wodurch eine
unzulässige Beanspruchung gegenüber dem federbelasteten
Hartmetallblock 62 beim Einsetzen des Werkstückes IU vermieden wird. Eine Einstellung der Stellschrauben 69, 73
steuert den Gesamtbetrag der Radialbewegung des zentralen Elements 41, um einen Bewegungsbereich vorzusehen, der es
dem Werkstückentrieb 26 gestattet, einen GröOenbereich der
Werkstücke vorzusehen und die konzentrische Lage zwischen dem zentralen Element 41 und dem Umfang der Werkstücke W
zu sichern.
Der Anschlag 66 mit den zugeordneten Stellschrauben sowie dem Vorsprung 72 arbeitet somit als Einrichtung zur Begrenzung
der radialen Auslenkung des zentralen Elements 41 in einer Richtung quer zur Achse, die durch die Antriebespindel
17 gekennzeichnet ist.
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Zwei hydraulisch betätigte Werkstückhalter 75, 76 (Fig.1 und 5) sind an dem schwenkbaren Werkstücksupport
befestigt. Sie «erden zunächst dazu betätigt, die unteren Stützechuhe 78^78 mit den Hauptdurchmessern des Werkstückes
Ui an der Auflagefläche in Flucht zu bringen. Dann
•erden die oberen Ulerkstuckstützschuhe 79-79 hydraulisch vorbeuiegt, um eine Drehung des Werkstückes Ul zu verhindern,
während der tllerkstückantrieb 26 in langsame Drehung v/ersetzt
wird» um die Haptspindel 17 bezüglich des Werkstückes Ul auszurichten.
Wie oben beschrieben, erfolgt dies mit Hilfe des Sperrgetriebes gemäß der Erfindung mit den beiden zusammenwirkenden
Sperrelementen. Das eine Sperrelement ist der Vorsprung des Werkstückes selbst, vorzugsweise der Keil 24,
wenn er in der Keilnut 23 eingesetzt ist. Das andere Sperrelenent
wird vom Ulerkstückantrieb 26 gebildet und besteht
aus den beiden Hebelarmen, von denen der eine aus dem Finger 49 mit dem aufgesetzten Hartmetallblock Χ 51 und
der andere aus dem Finger 53 mit dem aufgesetzten Hart-■etallblock
56 bestehen. Diese beiden Hebelarme lassen einen Spalt C zwischen den einander benachbarten Stirnflächen
52, 57 zur Aufnahme eines Vorsprungee, beispielsweise
dee Keiles 24 in nur einer von eilen möglichen Ulinkelauerichtungen
dee Werkstückes IK bezüglich des Uierkstückantriebee
26. Wenn immer das Werkstück W gegen eine Drehbe-
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wegung gesichert ist und die Hauptspindel 17 mit dem
Adapter 27 der Planscheibe 28 und dem gesamten Werkstückantrieb 26 langsam gedreht werden, kommt das Sperrgetriebe
früher oder später in Wirkung, nämlich dann, wenn der Keil 24 in den Spalt G gelangt.
Die erfindungsgemäOe Anordnung erlaubt es, daß ungeschliffene
Werkstücke durch einen automatischen Lader BO eingesetzt werden, der die Werkstücke W auf die unteren Werkstückstützschuhe
78 durch eine Bewegung der Füllarme 81 (Fig. 5) im Uhrzeigersinn bewirkt. Diese Bewegung erfolgt
nachdem ein Klemmglied 82 vorbewegt worden ist, um eine Haltekraft zwischen dem Werkstück W und den Füllarmen 81
zu Beginn des Einfüllvorganges vorzusehen. Das Werkstück W kann mit waagerechter Achse eingesetzt werden, ohne daß
seine Winkellage bezüglich seiner Achse, d.h. die Anordnung des Keiles 24 besonders beachtet zu werden braucht'. Das
Werkstück W wird freigegeben, und der hydraulische Reitstock 14 wird axial gegen da· Werkstück W und den Werkstückantrieb
26 sowie gegen die Körnerspitze 15 des Spindelstocke vorbewegt. Di· oberen Werkstückhalteschuhe werden dann mit
Hilfe hydraulischen Drucks vorbewegt, so daß das Werkstück W an einer Drehbewegung gehindert wird, damit der Werkstückan-
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trieb 26 die Hauptspindel 17 bezüglich des Werkstückes UJ
ausrichten kann. In bekannter Uieise wird ein Schlitten 84
nach rechts bewegt,um die Schleifscheibe 21 mit dem ersten
Abschnitt des zu schleifenden Markstückes Ul in Flucht zu bringen. Anschließend wird die Schleifscheibe 21 quer zur
Drehachse des Werkstückes gegen dieses vorbewegt. Schließlich wird der Antriebsmotor 18 für den Spindelstock in Gang gesetzt
und dreht das Werkstück Ul mit hoher Drehzahl, bei der es dann anschließend bearbeitet wird.
Zu Fig. 5 sei bemerkt, daß die Betriebszuordnung des üblichen
bekannten automatischen Laders 80 zum Uierkstückantrieb 26 entweder automatisch oder von Hand mittels Druckknopfsteuerung
erfolgen kann (nicht dargestellt).
Die Werkstücke Ul werden automatisch in der Nockenwellen-Schleifmaschine
10 durch eine im Uhrzeigersinn erfolgende Bewegung der FULlarme 81 eingesetzt, die ein Werkstück W von
einem Lademagazin 85 auf die unteren Uierkstückhalteschuhe
78-78 tragen. Diese Bewegung erfolgt durch ein hydraulisches System, das Druckmittel von einer Quelle 103 durch eine Leitung
86 sowie ein Steuerventil 87 in eine Leitung 88 fördert, wenn der Hubmagnet 1 HB SOL erregt worden ist, weil dann das
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Ventil 87 gegen den Federdruck nach links verschoben wird.
Aus der Leitung 68 kommendes Druckmittel bewegt eine Kolbenstange
89 eines hydraulischen Motors, d.h. Zylinders 90,
nach links, wie Fig. 5 zeigt. Eine an der Kolbenstange 89 befestigte Zahnstange 91 dreht ein Ritzel 92, das mit dieser
Zahnstange 91 in Eingriff steht.
Das Ritzel 92 sitzt auf einer UielIe 93, die drehbar in einem
Auflagergehäuse 94 der Fülleinrichtung gehalten ist, das
seinerseits am Schlitten 84 befestigt ist. Die Drehung des Ritzels 92 bewirkt eine Drehung der UJelIe 93 und der Füllarme
81-81, wobei letztere im Uhrzeigersinn abgesenkt u/erden
und das Werkstück Ul auf die Werkstückhalteschuhe 78-78 ablegen. An der Welle 93 ist ferner ein Klemmarm 95 befestigt,
der im Uhrzeigersinn bei der Bewegung der Zahnstange 91 in seine Betriebsstellung gebracht wird.
Die Füllarme 81-81 werden so lange nicht gedreht bis das Klemmglied 82 das Werkstück Ut ergriffen hat. Dies erfolgt,
wenn der Druckmitteldruck auf einen Kolben 96 eines hydraulischen Rlotors bzw. Zylinders 97 einwirkt, der mit dem
Klemmarm 95 verbunden ist. Diese Bewegung erfolgt durch die Erregung des Hubmagneten 3 P SOL, die zu Beginn des Arbeitsvorganges
nach Ablauf eines Zeitintervalle stattfindet, das genügend lang ist, um das Werkstück Ui vom Füllmagazin 85
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zu entfernen. Die Erregung des Hubmagneten 3 P SOL bewegt
ein Ventil 96 nach links, wie Fig. 5 zeigt. Pneumatischer
Druck wird durch eine Leitung 99, das Ventil 98 und sine
Leitung 100 auf das Kopfende des Zylinders 97 übertragen. Oer Kolben 96 bewegt das Klemmglied 82 vor und bewirkt eine
Haltekraft zwischen dem Werkstück IU und dem Füllarmen 81-81,
um das Werkstück Ul während des Füllvorganges zwangläufig featzuhalten. Ein Druckschalter 4 PS wird durch pneumatischen
Druck von einer Welle 83 durch eine öffnung 83 A übertragen,
wann das Klemmglied 82 vollständig geschlossen ist. Die Betätigung
des Scheitere 4 PS bewirkt eine Erregung des Hubmagnaten 1 HB SOL, wodurch die Füllarme 81-81 abgesenkt werden
Wann die Füllarme 81-81 ihre abgesenkte Stellung eingerommen
haben, wird ain Grenzschalter 4 LS beispieelsweise durch Berührung
mit der Zahnstange 91 betätigt. Die Betätigung des Granzechalters 4 LS bewirkt eine Entlastung des Hubmagneten
1 HB SOLi wodurch das Steuerventil 87 durch den Federdruck
nach rechts bewegt wird. Die Betätigung des Grenzschalters 4 LS bewirkt ferner die Erregung eines Relais (nicht dargeetellt),
daa den Hubmagneten 3 P SOL entlaetet, wodurch das Ventil 98 unter Federdruck nach rechte verschoben wird. Der
Hubmagnat 4 P SOL wird erregt, wodurch die Klemrahelttang dee
Klammgliedee 82 aufgelöst wird. Die Erregung des Hubmagneten
4 P SOL verschiebt ain Steuerventil 101 nach linke, eo daß
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pneumatischer Druck aus der Leitung 99 durch das Steuerventil 101 in eine Leitung 102 gerichtet wird. Die Leitung
102 wird durch den pneumatischen Druck auf das stangenseitige Ende des Zylinders 97, der den Kolben 96
zurückzieht,"wodurch das Klemmglied 82 das Werkstück Ul
freigibt. Ein Druckschalter 3 PS wird durch den von der IVelle 83 aus der öffnung 83 B herkommenden pneumatischen
Druck betätigt, wenn das Klemmglied 82 sich vollständig geöffnet hat. Die Betätigung des Druckschalters 3 PS bewirkt
die Erregung eines Hubmagneten zum Vorschub des Reitstocks (nicht dargestellt).
Die Körnerspitze 16 des Reitstockes wird dann durch hydraulischen
Druck vorbewegt, um das U/erkstück UJ axial in den
UJerkstückantrieb 26 gegen die Körnerspitze 15 des Spindelstocks
zu verschieben. Die oberen Uierkstückhalteschuhe 79-79
werden durch hydraulischen Druck vorbewegt, um zeitweise ein· Drehung des Werkstückes W zu verhindern. Ein nicht
dargestellter Druckschalter wird betätigt, sobald die oberen Ulerkstückhalteschuhe 79-79 ihre Klemmstellung eingenommen
haben. Der Uferkstückantrieb 26 wird dann in
Drehung entgegen de» Uhrzeigersinn (Fig. 2) mit geringer Drehzahl versetzt, um das Werkstück W bezüglich der
χ beaufschlagt,
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-η-
Hauptspindel 17 und der Meistep'scheibe 19 auszurichten.
Die normale Neigung des Werkstückes UJ infolge der Reibung zwischen den Körnerepitzen 15 und 16 mit umzulaufen, mird
mährend dieses Teiles der Bearbeitung durch den Druck der auf es einwirkenden U/erkstückhalteschuhe 78-78 und 79-79
vermieden.
Uiie bereits erwähnt, dreht der Spindelstockmotor 18 die
Hauptspindel 17 und den Ulerkstückantrieb 26 mit geringer
Drehzahl entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 2). Da das Werkstück UJ an der Drehbewegung nicht teilnimmt, kommt der
Keil 24 normalerweise erst mit der oberen Oberfläche des Hartmetallblocks 51 des rechten Fingers 49 in Berührung.
Der rechte Fin§er 49 schwenkt entgegen dem Uhrzeigersinn um den Bolzen 47, wenn die von der Schraubenfeder 58 ausgeübte
Kraft überwunden wird. Die linke Seite des Keils kommt mit der Stirnfläche 57 des linken Fingers 53 in Berührung,
wodurch der rechte Finger 49 unter der Ulirkung der Schraubenfeder 58 wieder in seine ursprüngliche Stellung
(Fig. 2) zurückschnappt. Zwischen den Stirnflächen 52, 57 und dem Keil 24 besteht praktisch keine Luft, wenn der
rechte oder linke Finger 49 bzw. 53 in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, wie Fig. 2 zeigt. In dem Fall, daß der
Keil 24 am Hartmetallblock 56 angreift, wenn das Ulerk-
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stück Ui anfänglich in den UJerkstückantrieb 26 eingeschoben
wird, ergibt eich der gleiche Vorgang wie oben, mit der Ausnahme, daß der Hartmetallblock 56 ursprünglich im Uhrzeigersinn
v/erschuienkt wird, bevor die Drehung des Uierkstückantriebes
26 erfolgt, mit anderen Worten, es ist gleichgültig,
in welcher Ulinkelausrichtung das Werkstück Ui anfänglich in den UlerkstUckantrieb hineinbewegt tuird, da das
Spannelement der beiden Hebelarme 53, 56 und 49, 51,die den Spalt G bilden, als Sperreinrichtung dienen, sobald der
Keil 24 im Spalt G aufgenommen ist, bevor eine volle 360°- Drehung ausgeführt ist.
Der Endabschnitt 22 der Nockenwelle bzw. des Ulerkstückes Ui
steht in tangentialer Berührung mit den Hartmetallblöcken, d.h. Anschlägen 62 und 64, die die rechten und linken
Hebel 42, 43 durch Drehnachstellung um die Zapfen 44, 45 miteinander in Flucht bringen. Das zentrale Element 41 ist
somit richtig eingestellt hinsichtlich des Umfanges des
Ulerkstückes IU abhängig von der Einstellung der Stellschraube 73, die in Funktion der Größenänderung des Endabschnittes
22 des Werkstückes Ui eingestellt wird.
Bei der nachfolgenden tatsächlichen Schleifarbeit bewirkt
die rasche Umdrehung der Planscheibe 28 eine Drehung des Uierkstückantriebes 26, wobei die Stirnfläche 57 des Hart-
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metallblocks 56 dem Keil 24 eine Drehbewegung erteilt, um
dfls Werkstück Ul in Drehung zu versetzen. Der Hartmetallblöck
64 steht mit dem Endabschnitt 22 der Nockenwelle bzw.
dös Werkstückes ω in Berührung, um radiale Kräfte aufzuhehriifen
und dadurch eine bare Umdrehung die Achse der Nockentteiii
bzi. des Werkstückes UJ vorzusehen, ohne eine Kraft auszuüben, die eine radiale Versetzung des Werkstückes zur
Folge haben würde.
ttie gesagt, richtet der Ulerkstückantrieb 26 zunächst das
tieirketück i bezüglich der ffleisterscheibe 19 genau aus. Ul β gen
dir über din Umfang verteilten Kraftangriffspunkte der Antriebabewegung
zwischen der Stirnfläche 57 des Hartmatallblbcke
56 Und dem Hartmetallblock 64, der als Anschlag
gegen das ierkstück Nt dient, sind die auf das Werkstück Ul einwirkenden Kräfte lediglich Drehkräfte. Es ergeben sich
il wesentlichen keine Radialkraftkomponenten, die dazu neigen,
IiI ierkstück 1 radial bezüglich der Körnerspitzen 15 und
zü «erschieben.
iährend der langsamen Drehbewegung der Hauptspindel 17 wird
Hin Steckerschelter 1 PLS erregt, wodurch eine Querbewegung
dii Schlittens 84 nach richte hervorgerufen wird, bis der zu
•chleifende Nockenvorsprung axial mit der Schleifscheibe 21
flüchtet. Sodann werden die Schleifscheibe 21 vorbewegt und
die Heuptepindel 17 «it hoher Drehzahl in üblicher üleiee in
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Umlauf gesetzt. Da zwischen dem Teil 24 und den Stirnflächen
52 UM 5i kiln Spiel hirrscHfcj unterliegt das Werkstück kon- stahfciH
AntriibekrHften durch din iüerkstückaritrieb 26» ohne
irgendwelches Schlüpfen oder Überdrehen, wenn die Rückseite
des NockehVöreprUhges an dir Schleifscheibe 21 vorbeiläuft.
Ein nicht dargestellter Ahtriibiboizeh, der am Ende des Werkstückes
i befestigt ist, kann anstelle dta Keils 24 als Rastklinke
2um Ausrichten der Nockenwelle in gleichartiger Uieise
benutzt ujerden. Der Spalt G zltfischen den Stirnflächen 52, 57
dir Hartmetäliblocks 50 UrId 56 tfürde dann so bearbeitet sein,
dad er gerade den OürcHmiesir eines aolchen Bolzens freigibt.
Der Keil 24 könnte dann selbstverständlich weggelassen werden.
Obgleich in dieser Beschreibung hur eine Aueführungsform eines
tüerkstückantriebes 26 beschrieben und dargestellt ist, sind
im RahWen die Erfindungsgedankens auch hiervon abu/eichende
Ausführungeformen möglich, ohne die Erfindung zu beeinflussen.
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Claims (10)
- Patentansprücheί 1.)Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung eines umlaufenden Werkstückes mit bestimmter Umrißform mit einer mit der Hauptspindel verbundenen Ulerkstückantriebseinrichtung und einer die Umrißform des Uierkstückes bestimmenden Lehreneinrichtung bzw. lYleisterkurve, dadurch gekennzeichnet, daß die UJerkstückantriebseinrichtung (26) aus einer zentrisch zur Drehachse des Werkstückes (Ul) umlaufenden und bezüglich der Lehreneinrichtung (20) fest ausgerichteten Planscheibe (28) und einem an dieser mittels Hebel (42,43) angeordneten zentralen Element oder Pendelglied (41 ) besteht, das eine begrenzte radiale Bewegung auszuführen vermag, daß das zentrale Element (41) an einer bezüglich der Lehreneinrichtung (20) v/orgestimmten und ausgerichteten Stelle eine Kupplungseinrichtung (51, 56) aufweist, die in einer bestimmten Ausrichtstellung mit einem Kupplungsteil (24) des Werkstückes (Ul) in Eingriff zu kommen vermag und die dem zentralen Element (41) erteilte Drehbewegung auf das UJerkstück (Ul) überträgt.
- 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung aus zwei benachbarten, einen Spalt (G) bildenden Stirn-209834/0700flächen (52,57) zweier Hebelarme (49,51; 53,56) besteht, die beiderseits eines am Werkstück (UJ) angeordneten Vorsprunges oder Keils (24) anzugreifen vermögen.
- 3. UJerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch g ekennzeichnet, daß die beiden Hebelarme (49,51; 53,56) Teil eines einer Federvorspannung unterliegenden Gelenkgetriebes sind, das an der Planscheibe (28) angelenkt ist.
- 4. UJerkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkgetriebe zwei an der Planscheibe (28) angelenkte Hebel (42,43) aufweist, an deren jedem freien Ende mittels Bolzen (47,48) einer der Hebelarme (49,51; 53,56) angelenkt ist, die durch eine sie verbindende Druckfeder (58) gegenläufig in Richtung auf die geometrische Achse der Hauptspindel (17) in eine Stellung gedrückt werden, in der ihre Stirnflächen (52,57) den Spalt (G) bilden.
- 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Element (41) an den Bolzen (47,48) an den freien Enden der Hebel (42,43)209834/0700engelenkt ist und diese zuiangläufig so miteinander koppelt, daß die Bolzen (47,48) ständig den gleichen Abstand zueinander haben.
- 6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Anschlag· (62,64) am zentralen Element (41) an einander diametral gegenüber liegenden Stellen und um 90° versetzt zum Spalt (G) zwischen den beiden Hebelarmen (49,53) befestigt ist.
- 7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Spalt (G) bezüglich der Drehrichtung um 90° nachgeordnete Anschlag (64) drehkaftübertragend am Werkstück (Ui) angreift.
- 8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g «kennzeichnet, daß der den Spalt (G) bezüglich der Drehrichtung um 90° voreilende Anschlag (62) federnd von zentralen Element (41) getragen wird.
- 9· Werkzeugmaechine nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Element (41) einen Vorsprung (72) aufweist, der «it an der Planscheibe (28) befestigten Begrenzungeeinrichtungen (69,73) zusammenwirkt.209834/0700
- 10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschin· (10) eine automatische Ladeeinrichtung (82) zugeordnet ist.Für LITTON INDUSTRIES INC,:Dipl.-Ing. Wolfgang K. Rauh PATENTANWALT209834/0700Leerseite
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