DE2202805A1

DE2202805A1 - Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung

Info

Publication number: DE2202805A1
Application number: DE19722202805
Authority: DE
Inventors: Happel William E
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1971-01-26
Filing date: 1972-01-21
Publication date: 1972-08-17
Also published as: GB1371936A; DE2202805C2; US3667167A

Description

PATENTANWALT Atm Akte: Dipl.-lng. Wolf gang K. Rauh j\- 3 &Jj 202805

51 AACHEN

Krefelder Straße 35 · Telefon 36452 PATENTANMELDUNG Anmelder: LITTON INDUSTRIES, INC., Beverly Hills CaI. USA Priorität: 26.Januar 1971 USA Ser.No. 109 770 Bezeichnung: Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung

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.

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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Vorteilhaft sind die beiden Hebelarme Teil eines einer

vor
Federspannung unterliegenden Gelenkgetriebes, das an der

Planscheibe angelenkt ist.

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:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Nockenuiellen-

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

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer

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.

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.

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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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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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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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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

Patentansprüche

ί 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-

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flächen (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)

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engelenkt 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.

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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 PATENTANWALT

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