DE2243739C3

DE2243739C3 - Vorrichtung zum Messen oder Bearbeiten einer epitrochoiden Innenfläche eines Gehäuses einer Kreiskolben-Brennkraftmascbine

Info

Publication number: DE2243739C3
Application number: DE2243739A
Authority: DE
Inventors: O E Saari
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1972-05-30
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1979-03-29
Also published as: BR7206352D0; DE2243739A1; ZA733675B; DE2243739B2; AR195567A1; SE376382B; FR2215866A5; CH569549A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen oder Bearbeiten einer epitrochoiden Innenfläche eines einen dreieckigen Kolben umschließenden Gchäusemantels einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine, der auf einem Tisch aufgespannt ist und an dessen Innenfläche Meßfühler bzw. Werkzeuge mittels eines Steuergetriebes entlanggeführt werden, das ein zur Gehäusemantelachse konzentrisch angeordnetes Zentralrad aufweist, das in einem 1 : 2-Verhältnis mit einem innerhalb des Gehäusemantels drehbaren Ritzel steht, das einen exzentrischen Kurbelzapfen trägt, um den ein Meß- bzw. Werkzeugträger derart schwenkbar gelagert ist, daß die Meßfühler bzw. Werkzeuge immer senkrecht zur Innenfläche des Gehäusemantels gehalten sind.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 1258118 bekannt. Bei ihr ist das Werkzeug nicht imitier genau feclitwinklich zur Innenfläche des Gehä'usemanteis geführt Und die Arbeitsgeschwindigkeit könnte größer sein.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit der Nörmalführung der Meßfühler bzw. Werkzeuge an der Innenfläche des Gehäusemantels einer Kreiskolben-Brennkraftma-

schine obengenannter Art zu verbessern und die Arbeitsgeschwindigkeit zu vergrößern.

Diese Aufgabe ist bei der Vorrichtung der eingangs geschilderten Art durch folgende Merkmale gelöst:

a) der Aufspanntisch wird durch das mit ihm drehfest verbundene Zentralrad um die Gehäusemantelachse drehbar angetrieben;

b) das Zentralrad steht mit dem Ritzel über einen Getriebezug in gegenläufiger Verbindung;

c) der Meß- und Werkzeugträger ist ein Schlitten, der mittels eines ortsfest angeordneten, in einer Schlittenaussparung geführten Zapfens in einer Oberlagerung der Schwenkbewegung eine Hin- und Herbewegung ausführt;

d) der Abstand zwischen der Ritzelachse und der Zapfenachse beträgt V, des Abstands zwischen Ritzelachse und Gehäusemantelachse, wobei Gehäusemantelachse, Ritzelachse und Zapfenachse in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Erfindungsgemäß wird so der Meßfühler während des gesamten Umlaufs des Gebausemantels immer senkrecht zur Innenfläche des Gehäusemantels gehalten. Ferner drehen sich Gehäusemantel und Meßfühler bzw. Werkzeug in entgegengesetzten Richtungen, wodurch die Relativgeschwindigkeit zwischen Innenfläche und Meßfühler vergrößert wird, ohne daß hohe Drehzahlen des Atispanntisches oder des Antriebs für die Meßfühler erforderlich sind.

Zum Bearbeiten einer trochoidenförmigen Fläche ist es bekannt (DE-PS 1012802), das Werkzeug dadurch auf der Bahnnormalen zu führen, daß die Achse des Werkzeugs längs der Normalen verschoben wird, wobei die Normale durch eine Kurbelschleife gebildet wird, die in dem die Trnchoide erzeugenden Punkt drehbar gelagert und im jeweiligen Berührpunkt schwenkbar und gleitend geführt ist. Dabei erfolgt die schwenkbare und gleitende Führung in einem Parallelogrammsystem. Aber auch die bekannte Vorrichtung erzeugt die Tmchoide mittels zwei τ ineinandergreifender Zahnräder und nicht mittels eines drehbar angetriebenen Aufspanntisches, dessen Zentralrad mit dem Ritzel zum schwenkbaren Antrieb des Schlittens über einen Getriebezug in gegenläufiger Verbindung steht.

Ein Ausführungsbeispiel t'er Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kolbenumlaufs in einer Kreiskolhen-Brennkraftmaschine.

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung /ur Bahnführung der Meßfühler.

Fig. 3 bis 7 Tcilansichten des schwenkbar gelagerten Schlittens und seiner Lage gegenüber der epitrochoiden Innenfläche des (iehäusemantels.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Gehiiuscmantel 14 mit einem Hohlraum 16 versehen ist, mit dessen Innenfläche 20 ein dreieckiger Kolben 18 in standiger Berührung steht. Die Kontur der Innenflache 20 ist epitrochoid. Die vom Kolben 18 angetriebene Welle 24 trägt ein Zahnrad 26, das von einem Innenzahnrad 28 angetrieben ist, das eine zentrale Stellung zum Kolben 18 einnimmt und einen Teil desselben bildet. Wenn somit der Kolben 18 die verschiedenen, in Fig. 1 gezeigten Drehstellungen einnimmt, folgt die Mitte des Kolbens einer Kreisbahn entsprechend der epitrochoiden Innenfläche 20,

Fig, 2 zeigt die Vorrichtung zum Messen und Bear^ beiten des Gehäusemantels 14. der auf einem rinnför-

migen Tisch 30 aufgespannt und mit diesem drehbar angetrieben ist. Der Gehäusemantel 14 ruht auf der oberen Fläche des Aufspanntisches 30, dessen Außenumfang ein Zentralrad 32 aufweist, das von einem Zahnrad 34, das auf einer Antriebswelle 36 befestigt ist, angetrieben wird. DerTisch 30 und das Zentralrad 32 werden als Einheit im Gegenuhrzeigersinn in der Draufsicht gedreht und sind in einem ringförmigen Rahmen 38 gelagert. Die Drehachse des Tisches 30 geht durch den Mittelpunkt des Hohlraumes 16 und ist als Gehäusemantelachse X bezeichnet.

Es ist ersichtlich, daß der feste Rahmen 38 einen sich horizontal erstreckenden Arm 42 aufweist, der an seinem freien Ende einen vertikalen Zapfen 44 trägt, der eine stationäre Führung bildet. Der Zapfen 44 ist gleitend in einem Schlitten 46 aufgenommen, auf dem ein Meß- bzw. Werkzeugträger 48 befestigt ist, in den im vorliegenden Fall mehrere vertikale, übereinander angeordnete Meßfühler bzw. Werkzeuge 50 eingesetzt sind, die an der epitrochoiden Innenfläche 20 angreifen und deren Genauigkeit feststellen. Der Schlitten 46 ist mittels eines vertikalen Kurbelzapfens 52 schwenkbar mit dem freien Ende eines Kurbelarms 54 verbunden. Der Kurbelarm 54 ist auf einer sich drehenden Welle 56 angeordnet, die ein Ritzel 58 trägt, das sich in der Draufsicht gesehen im Uhrzeigersinn dreht. Das Ritzel 58 wird von einem auf der Antriebswelle 36 angeordneten Ritzel 60 über ein Zwischenzahnrad 62 angetrieben.

Dieser Getriebezug 34, 60, 62, 58 dient dazu, den Kurbelzapfen 52 um die feste Ritzelachse Y der Welle 56 mit der doppelten Drehzahl des sich im Gegenuhrzeigersinn um die feste Gehäusemantelachse X drehenden Gehäusemantels zu drehen. Der Abstand zwischen der Gehäuscmantelachse X und der Ritzelachse Y ist mit A in Fig. 7 bezeichnet. Der Abstand zwischen der Ritzelachsc Y und der Zapfenachse Z des Zapfens 44 beträgt, wie in Fig. 3 gezeigt, ein Drittel des Abstands A, während der Abstand zwischen der Gehäu; jmantclachsc X und der Zapfenachsc Z zwei Drittel des Abstands A beträgt. Es ist ersichtlich, daß die festen vertikalen Achsen X, Y und Z in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen, die in den Fig. 3-7 durch die Linie B angezeigt ist. Der radiale Abstand D (F'ig. 4) zwischen der vertikalen Achse C des Kurbdzapfens 52 und der Kitzelachse V der Welle 52 muß gleich der maximalen Kreisbahnexzcn-Irizität D der epitrochoiden Innenfläche 20 sein. Die Achse C des Kurbelzapfen 52 ist immer genau axial mit den Spitzen der am Werkstück angreifenden Meßfühler 50 ausgerichtet. Somit bewirkt jede seitliche Bewegung oder Verschiebung der Achse C des Kurbelzapfens 52 während der gleichzeitigen Drehung im ' Gegenuhrzeigersinn des Gehäusemantels 14 eine entsprechende Bewegung der Meßfühler 50.

In den Fig. 3—7 ist die Lage des Kurbelarms, der Zapfen, des Schlittens und die Lage der Achsen zueinander dargestellt, die erforderlich ist, um die Meßfüh-

¹⁽¹ ler an der Innenfläche 20 entlangzuführen und dabei immer senkrecht zur Innenfläche zu halten. Wenn sich der Kurbelarm 54 um die Ritzelachse Y im Uhrzeigersinn dreht, und der Gehäusemantel 14 sich im Gegenuhrzeigersinn mit der halben Drehzahl des Kur-■ belarms dreht, so liegt die horizontale Achse der Meßfühler immer rechtwinklig zur Tangente durch den Berührungspunkt an der epitrochoiden Innenfläche 20. Jede Abweichung der Innenfläche 20 von der wahren epitrochoiden Kontur wird durch die Meßfüh-

Λ1 ler festgestellt, wobei das Ausmaß derartiger Abweichungen an einer geeigneten Anzeige κΛ (Fig. 7) ersichtlich ist.

Im einzelnen ist der schwenkbare Antrieb des Schlittens in den Fig. 3-7 dargestellt, wobei sich stets

2Ί der G'-häusemantel im Gegenuhrzeigersinn dreht, während der Kurbelarm im Uhrzeigersinn mit der doppelten Drehzahl angetrieben wird. Bei einer bestimmten Drehung Edes Kurbelarms 54 (Fig. 7) legt also der Gehäusemantel nur einen Winkel von '/, zu-

Ji· rück. Ausgehend von der in Fig. 4 dargestellten Lage erreicht der Gehäusemantel die in Fig. 5 dargestellte Lage, in der sich der Gehäusemantel um y()° gedreht hat, wobei sich der Kurbelarm im entgegengesetzten Sinn um 180" gedieht hat. In Fig. 7 hat der Schlitten

ii im wesentlichen die gleiche Lage wie in Fig. 3, jedoch ist die gesamte Innenfläche dargestellt. An Stelle der Meßfühler kann auch ein Werkzeug, z. B. eine rotierende Schleifscheibe befestigt werden.

Die Antriebswelle 36 kann über einen Schnecken-

41) trieb 68, 70 mit Hilfe des Handrades 66 (Fig. 2) gedre'.it werden. Eine Kupplung 72 dient zur Antriebsverbindung der Welle 36 mit einem Elektromotor 78 über Zahnräder 74 und 76. Während die vorstehende Beschreibung auf die Stellung der Meßfühler während

■Γ) einer W-Drehung des Gehäusemantels und einer IK()°-Drehung des Kurbelarms gerichtet ist, dürfte klar sein, daß zu einer vollständigen Umdrehung des Gehäusemantels zwei vollständige Umdrehungen des Kurbelarms gehören.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Messen oder Bearbeiten einer epitrochoiden Innenfläche eines einen dreieckigen Kolben umschließenden Gehäusemantels einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine, der auf einem Tisch aufgespannt ist und an dessen Innenfläche Meßfühler bzw. Werkzeuge mittels eines Steuergetriebes entlanggeführt werden, das ein zur Gehäusemantelachse konzentrisch angeordnetes Zentralrad aufweist, das in einem 1 : 2-Verhältnis mit einem innerhalb des Gehäusemantels drehbaren Ritzel steht, das einen exzentrischen Kurbelzapfen trägt, um den ein Meß- bzw. Werkzeugträger derart schwenkbar gelagert ist, daß die Meßfühler bzw. Werkzeuge immer senkrecht zur Innenfläche des Gehäusemantels gehalten sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Aufspanntisch (30) wird durch das mit ihm diuhfest verbundene Zentralrad (32) um die Gehäusemantelachse X drehbar angetrieben;

b) das Zentralrad (32) steht mit dem Ritzel (58) über einen Getriebezug (34, 60, 62, 58) in gegenläufiger Verbindung;

c) der Meß- und Werkzeugträger ist ein Schlitten (46), der mittels eines ortsfest angeordneten, in einer Schlittenaussparung geführten Zapfens (44) in Überlagerung der Schwenkbewegung eine Hin- und Herbewegung ausführt;

der Abstand zwischen de/ Ritzelachsc Y und der Zapfenadise Z beträgt V₃ des Abstands zwischen Ritzelachse Y ■■ nd Gehäusemantelachse X, wobei Gehäusemantelachse, Ritzelachse und Zapfenachse in einer gemeinsamen Ebene liegen.

d)