DE2321145A1

DE2321145A1 - Maschine zum schleifen von kurvenflaechen

Info

Publication number: DE2321145A1
Application number: DE2321145A
Authority: DE
Inventors: William Dixon Naismith
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1973-10-31
Also published as: FR2182533A5; US3864879A; SE416900B; AU473564B2; ES414077A1; IT1050369B; DE2321145C2; GB1361715A; AU5487973A; CA985504A

Description

EIKENBERG 8c BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

2321H5

William Dixon Naismith 200/308

Maschine zum Schleifen von Kurvenflächen

Bei der Aufarbeitung von Kraftfahrzeugmotoren ist es üblich, die Kurbelwelle nachzuschleifen, um deren Lager neu zu formieren. Es gibt demzufolge zahlreiche Schleifmaschinen zur Aufarbeitung von Kurbelwellen . Es ist aber zugleich oft erforderlich, die Steuerflächen der Nockenwelle des Motors nachzuschleifen, und hierfür sind teure spezielle Maschinen notwendig, die normalerweise in Werkstätten zur Aufarbeitung von Motoren nicht zur Verfügung stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise eine Umrüstung einer normalen, zum Schleifen von Kurbelwellen bestimmten Maschine oder einer üblichen Rundschleifmaschine zum Schleifen der Kurvenflächen einer Kurbelwelle ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen Spindelstock und Reitstock einer Sohleif-

309844/051 7

-z-

maschine ein Rahmen schwenkbar gelagert ist, daß Mittel am Rahmen vorgesehen sind, um das zu schleifende Werkstück mit seiner Achse parallel aber exzentrisch zur Spindelstock-Reitstock-Achse zu halten und die Haltemittel für das Werkstück mit diesem in Drehung zu versetzen, daß dem Haltemittel für das Werkstück eine Kopierschablone zugeordnet ist, die mit einer Pührungsflache in Eingriff steht, wodurch der Rahmen um seine Lagerung schwenkbar ist, um das Werkstück bei seiner Drehung entsprechend der Schablone der Schleifscheibe zu nähern oder von dieser zu entfernen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Pig. 1 eine sohematische Seitenansicht einer Schleifmaschine gemäß der Erfindung,

.Fig. 2 einen Teilquerschnitt entlang der Linie ΙΙ-ΙΓ in Pig. 1 und

Pig. 3 einen Teilquerschnitt entlang der Linie III-III in Pig. 1.

In Pig. 1 ist eine übliche Kurbelwellenschleifmaschine mit einem Spindelstock 5 und einem Reitstock 6 dargestellt, bei der die Schleifscheibe auf einem schwenkbaren Arm gelagert ist_s der den Schleifscheibenvorschub bewirkt. Bei dem dargestellten

30984 4/05 1 7

2321H5

Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die "Vorrichtung zwischen den Zentrierungen des Spindelstockes und des Reitstockes und auf dem Bett 7 der Schleifmaschine gelagert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält einen Rahmen 10, mit einer Spindelstockendplatte 11 und einer Reitstockendplatte 12, die jeweils mit Achsen 13 und 14 versehen sind, durch die der Rahmen 10 drehbar zwischen dem angetriebenen Spindelstock 5 und dem mitlaufenden Reitstock 6 der Schleifmaschine gehalten wird. Die Welle 13 ist mittels eines nicht dargestellten Präzisionskegelrollenlagers drehbar und in axialer Richtung fixiert in einem Lagerteil 17 gelagert, das seinerseits in vorgegebener Lage auf dem Bett 7 der Schleifmaschine festgeklemmt ist. Die Endplatte 11 ist mittels nicht dargestellter Präzisionskegelrollenlager auf der Welle 13 gelagert und mit der Endplatte 10 mittels eines einstellbaren Teils 19 verbunden.

Ein Dreibackenfutter 20 ist auf einer Welle 21 angeordnet, die in der Endplatte 12 mittels eines nicht dargestellten Präzisionskegelrollenlagers gelagert ist und mit der Welle 13 über geeignete Antriebsmittel spielfrei gekuppelt ist, vorzugsweise über einen Zahnriemen- oder Kettentrieb 15· Die Endplatte 12 ist mit einer Reitetockspitse 22 versehen, die axial mit dem !Futter 20 fluchtet, so daß dazwischen eine Nockenwelle 23 angeordnet werden kann.

Es ist ersichtlich, daß bei einer Rotation des Spindelstockes 5 im Betrieb der Schleifmaschine die zwischen dem

30 9.8 44/0517

232.1 UB-

Putter und der Reitstockspitze befindliche Nockenwelle ebenfalls in Drehung versetzt wird. Man erkennt ferner, daß "bei einer Drehung der Rahmenanordnung 10 um die Welle 13 und den Reitstock 6 die'Nockenwelle auf die gestrichelt angedeutete Schleifscheibe 24 zu oder von dieser weg bewegt wird. Um den Eingriff zwischen der Schleifscheibe 24 und einer der Kurvenflächen der Nockenwelle 23 aufrecht zu erhalten, steht der Rahmen 10 unter der Kraft einer zwischen einer Rolle 16 an der Endplatte 11 des Spindelstockes und einer geeigneten Stelle des Lagerteils 17 angeordneten Pedervorrichtung 25, die eine Drehung um die lagerung in der entsprechenden Richtung bewirkt.

Die Welle 21 besitzt hinter dem Putter 20 eine Verlängerung , die eine Kopierschablonengruppe 30 mit den Steuerkurven· 30 (a), 30 (b), 30 (o) und 30 (d) aufnehmen kann. Auf dem Bett 7 der Sohle ifmaschine ist ein zweites Lagerteil 31 angeordnet, und ein.Pührungsteil 32 ist einstellbar auf dem Lagerteil 31 in einer solchen Lage angeordnet, daß es an einer ausgewählten Kurvenfläche 30 (a) der Kurvengruppe ; anliegt. Das Pührungsteil 32 ist einstellbar am Lagerteil 31 'befestigt, damit es genau mit seiner Arbeitsfläche in Plucht

j. -

j mit der Oberfläche der Schleifscheibe 24, gebracht werden kann, so daß bei Drehung der Nockenwelle 23 der Rahmen 10 und die Nockenwelle 23 um die Spindelstock-Reitstockachse in Abhängigkeit

j von der Steuerkurve 30 (a,) auf die Schleifscheibe 24 zu oder von dieser weg geschwenkt wird. Hierdurch erzeugt die Schleifscheibe 24 auf der Nockenwelle 23 genau das Profil der Steuer-'

309844/05

2321U5

kurve 30 (a).

Das zweite Lagerteil 31 ist auf dem Bett 7 der Schleifmaschine mittels einer Pührungsschraube -33 entlang "bewegbar, die drehbar im Lager 17 gelagert ist und mittels eines Handgriffs 34 gedreht werden kann. Mittels des Handgriffs 34 kann somit das Lagerteil 31 bewegt werden, um das Führungsteil 32 auf jede der Steuerkurven der Gruppe 30 auszurichten und damit in Eingriff zu bringen, je nachdem welche Steuerkurve benötigt wird, um eine bestimmte Nooke auf dem Werkstück zu schleifen.

Die Steue tic urvengruppe 30 befindet· sich auf einem. Wellenstummel 35· Der Wellenstummel 35 ist am Ende mit einem ITormkonus versehen und paßt in einen entsprechenden Konus der Welle 21 , und es ist im Wellenstummel zur Winkelmäßigen Pestlegung ein Keil vorgesehen, der in einen entsprechenden Schlitz der Welle 21 paßt.

Das Putter 20 ist mit geeigneten Adäptoren und einem Haltedorn versehen, um den Endflansch oder ein anderes, an der Nockenwelle vorhandenes Teil , das bei der Verwendung im Motor den Antrieb und die winkelmäßige Festlegung bewirkt, aufzunehmen und festzulegen « Das Putter 20 ist auf der Welle winkelmäßig einstellbar. Hierzu dient eine dazwischen angeordnete Winkelskala 36 mit Zeigervorriohtung.

Man kann also die Kopierschablonengruppe 30, von der die gerade in Betrieb befindliche Steuerkurve 30 (a) beispielsweise

309844/0517

ein Aualaßkurvenprof11 sein .kann,winkelmäßig nacheinander mit jeder Auslaßnooke auf der zu schleifenden Nockenwelle ausrichten. Die gesamte Anordnung ist axial verschieblich auf dem Bett 7 der Schleifmaschine angeordnet, das in der üblichen Weise bewegbar ist, so daß alle Nocken der zu schleifenden Nocken- , welle in Eingriff mit der Schleifscheibe 24 gebracht werden. können.

Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht die Kopierschablonengruppe 30 aus einer Gruppe von Steuerkurven, die in ihrer Anordnung und ihrer Winkellage den Nocken von wenigstens, zwei Zylindern eines Vierzylindermotors und drei Zylindern eines Sechsaylindermotors entsprechen. Es ist also lediglich erforderlich, die Winkellage der zu schleifenden Nockenwelle einmal auf die Kopierschablonengruppe auszurichten. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Wellenstummel mit einer Steuerkurve für jede zu schleifende Nooke in die Welle 21 eingesetzt werden, wobei die Winkelmaßige Beziehung der Steuerkurve auf dem Wellenstummel den Anforderungen für die zu schleifende Nooke entspricht·.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann eine komplette Kopierschablonenwelle vorgesehen werden, die ebenfalls eine Winkeleinstellung des Putters 20 nicht erfordert. Bei dieser Ausführungsform ist ein weiteres lager für das der Welle 21 abgekehrte Ende der Kopiersohablonenwelie in Form eines geeigneten Arms oder Lagers vorgesehen.

09844/0517

2321U5

Gemäß Pig. 2 ist das Führungsteil 32 drehbar am Ende eines Gleitkörpers 39 gelagert, der im Lagerteil 31 so gelagert ist, daß er darin in einer Richtung quer zur Achse der Welle 21 bewegbar ist. Diese Bewegung dient zur Kompensation der Durchmesserabnähme der Schleifscheibe infolge Abnutzung und nach einer Abrichtung , insbesondere im Falle einer Schleifmaschine, bei der die Schleifscheibenspindel zur Erzeugung des Schleifscheibenvorschubes auf einem schwenkbaren Arm gelagert ist, was bei einer weit verbreiteten Kurbelwellen-Schleifmaschine der Pail ist.

Im Falle eines Vorschubs mit schwenkbar gelagertem Arm ändert sich die mittlere Höhe der Schleifscheibenspindel über dem Bett 7 der Maschine mit dem Vorschub, und da die Schleifscheibe allmählich in ihrer Größe abnimmt, wird bei fehlender Kompensation hierfür das geschliffene Nockenprofil bei Verschleiß der Schleifscheibe ungenau. Dies ist in Pig. 2 dargestellt, wo die Schleifscheibe 24 auf einem den Vorschub bewirkenden drehbar gelagerten Arm angeordnet ist, der um eine Achse 40 schwenkbar ist, wobei die Achse der Schleifscheibe sich auf einem Bogen 41 bewegt. Wenn jeher Teil des Bogens 42 , auf dem die Achse der Nockenscheibe und die Welle sich bewegen, wenn der Rahmen 10 entsprechend der Steuerkurve um die Spindelstock-Reitstock-Achse schwenkt , genau bemessen wird, dann kann die Höhe der Schleifseheibenachse über dem Bett 7 mit innerhalb der zulässigen Grenzen liegenden Abweichungen gleich der Höhe der Nockenwellenacb.se über dem Bett gehalten werden. Dann entspricht das geschliffene Profil

309844/0517^

auf der Nockenwelle genau und auch winkelmäßig genau dem Profil der Steuerkurve.

Der Gleitkörper 39 ist im Lager 17 mittels eines geeichten Kragens 43 einstellbar, der über ein Schraubgewinde mit dem Gleitkörper verbunden ist und axial umschlossen im Lagerteil 17 sitzt.

Der Pührungsteil 32 kann um seine. Lagerung auf den Gleitkörper 39 mittels einer durch den Gleitkörper verlaufenden Schubstange 44 und eines Rändelknopfes 45 geschwenkt werden, der über ein Gewinde in das Ende des Gleitkörpers eingeschraubt ist. Auf dem Gleitkörper ist eine in Grad geeichte Skala vorgesehen, so daß der Winkel zwischen der wirksamen Stirnfläche 46 des Eührungskörpers, der mit der Steuerkurve in Eingriff ist un'd der Berührungslinie zwischen der Schleifscheibe und der zu schleifenden Nockenwelle aufrechterhalten werden kann. Es ist ersichtlich, daß dieser Winkel unmittelbar eingeht in die Winkelbeziehung einer Steuerkurve und dem entsprechenden Profil,

, das an einer zu schleifenden Nockenwelle reproduziert wird, und daher kann durch Einstellung des Knopfes 45 ein spezieller Winkel für den Führungskörper 32 festgelegt werden, durch den nach Bedarf ein Yore ilen oder eine Verzögerung des geschliffenen

: Profils auf einer Nockenwelle erreicht werden kann.

' Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß ein" Arretiermechanismus

; .50 vorgesehen ist, um den Rahmen 10 in einer unwirksamen Stellung zu halten, in der die Nockenwelle frei von der Schleif-

309844/0517

2321H5

seheibe ist. Der in der gelösten Stellung dargestellte Arretiermechanismus enthält einen Arretierhebel 51, der im Lagerteil drehbar gelagert ist und mit einer Nase 52 versehen ist, die einen Stift 53 am Rahmenteil 11 aufnehmen und diesen in der unwirksamen Stellung halten kann.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Schleifmaschine eingesetzt wird, bei der ein linearer Vorschub für die Schleifscheibe vorgesehen ist, entweder für das Rad in bezug auf das Bett oder für das Bett in bezug auf das Rad, dann liegt das Zentrum der Schleifscheibe stets auf einer Linie, die üblicherweise durch die Achse zwischen dem Spindelstock und dem Reitstock verläuft. Während die oben erwähnte Ausführungsform mit der einstellbaren Pührungsflache 32 b<5i einer geeigneten Einstellung der Eührungsflache verwendbar ist, ist in diesem Falle die Verwendung einer abgewandelten Ausführungsform zweckmäßig. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform wird die Welle 13 , um die 'der Rahmen 10 schwenkt, abgesenkt, um die Achse der Nockenwelle in Plucht mit der Spindelstock-Reitstock-Achse zu bringen, wobei der Welle 13 ein von einer weiteren , mit dem Spindelstock kuppelbaren Welle abgeleiteter Antrieb zugeordnet wird . Eine geeignete Anordnung für das Absenken der Schwenkachse am Reitstockende ist ebenfalls vorgesehen. Wiederum kann im Bedarfsfall ein besonderer Antrieb am Rahmen 10 für die Werkstückhaltemittel vorgesehen werden, der unabhängig von dem Spindelstock der Schleifmaschine ist.

Es sei bemerkt, daß auch das zweite Lagerteil 31 auf

309844/0517

dem Bett 7 der Schleifmaschine an der anderen Seite des lagerteile 17 angeordnet werden kann. Bei dieser Anordnung kann die Führungsflache 32 mit einer Kurvenfläche auf der Nockenwelle in Eingriff gebracht werden, so daß diese Fläche anderswo auf der Nockenscheibe reproduziert werden kann. Auf diese Weise können auch Steuerkurven oder Gruppen von Kopie r-Steuerkurven geschliffen werden.

-Patentansprüche-

309844/0517

Claims

2321U5 Patentansprüche

1. !Maschine zum Schleifen von Kurvenflächen, dadurch gekannzeichnet, daß zwischen Spindelstock (5) und Reitstock (6) einer Schleifmaschine ein Rahmen (10) schwenkbar gelagert ist, daß Mittel am Rahmen (10) vorgesehen sind, um das zu schleifende Werkstück (23) mit seiner Achse parallel aber exzentrisch zur Spindelstock-Reitstock-Achse zu halten und die Haltemittel für das Werkstück mit diesem in Drehung zu versetzen, daß den Haltemitteln für das Werkstück eine Kopierschablone (30) zugeordnet ist, die mit einer FührungsfIache in Eingriff steht, wodurch der Rahmen um seine Lagerung schwenkbar ist, um das Werkstück bei seiner Drehung entsprechend der Schablone der Schleifscheibe zu nähern oder von dieser zu entfernen.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

ein erstes Lagerteil (17) auf dem Bett (7) der Schleifmaschine festlegbar ist, indem eine erste Welle (13) drehbar gelagert ist, daß die erste Welle (13) vom Spindelstock (5) der Schleifmaschine antreibbar ist, wobei der Rahmen (10) schwenkbar um die erste Wells (13) gelagert ist, und die Haltemittel für das Werkstück (23) von der ersten Welle angetrieben werden.

309844/0517

2321 U 5

3* Maschine nach Anspruch 2, dadurch' ge ke nnze ichne t -, daß der Rahmen (10) eine Spindelstockendplatte (11) , die um die erste Welle (13) drehbar ist, und eine Reitstockendplatte (12) am Reitstock (6) der Schleifmaschine enthält, und daß die "beiden Endplatten (11,12) starr miteinander über ein" in Längsrichtung einstellbares Teil (19) gekuppelt · sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhaltemittel aus einem Futter (20) bestehen, das am einen Ende einer zweiten Welle (21) sitzt, die drehbar in der Spindelstockendplatte (11) gelagert ist.

5. Maschine nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (21) von der ersten Welle (13) über einen Riemenoder Kettentrieb (15) antreibbar ist.

6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (21) am anderen Ende angeordnet ist, und zur Aufnahme der Kopierschablone (30) dient.

J '

:

7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, daß die Kopierschablone (30) eine oder mehrere ■ Steuerkurven besitzt;

8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiohnet, daß sich die Pührungsflache an einem zweiten Lagerteil (31) befindet, das am Bett (7) der Schleifmaschine befestigt ist.

3 0 9 8 A Ul0 5 17

9. Maschine nach Anspruch 8, daduroh gekennze ichnst, daß eine Führungsschraube (33) zwischen dem ersten (17) und dem zweiten Lagerteil (31) vorgesehen ist, durch die das zweite Lagerteil (31) entlang dem Bett (7) der Schleifmaschine in bezug auf das erste Lagerteil (17) "bewegbar ist, um die Führung sf Iac he mit einer ausgewählten Kurve der Kopierschablone (30) in Singriff zu bringen.

10. Maschine nach Anspruch 8,oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fuhrungsfläche auf einem Gleitkörper (39) befindet, der in dem zweiten Lagerteil (31) einstellbar in eine Richtung quer zur Achse der Steuerkurven bewegbar ist.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflache an einem JFührungsteil (32) angeordnet ist, das drehbar an dem Gleitkörper (39) um eine Achse gelagert ist, die parallel zur Achse der Steuerkurven verläuft.

12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennze i ohne t, daß die Werkstückhaltemittel geeichte Mittel enthalten, durch die die Winkellage zwischen einem darin eingespannten Werkstück und der Kopierschablone einstellbar ist.

13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichne t, daß der Rahmen (10) derart unter Federvorspannung steht, daß er bestrebt ist, ein von ihm gehaltenes Werkstück in Eingriff mit der Schleifscheibe (24) der Schleifmaschine zu bringen.

309844/0517

-u-

14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich.net, daß Arretierungsmittel vorgesehen sind, um den Rahmen (10) in einer unwirksamen Lage zu halten, in der ein darin eingespanntes Werkstück von der Schleifscheibe frei ist«

15· Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne1 ₁ daß es sich um eine für das Schleifen von Kurvenflachen umgerüstete Rundschleifmaschine handelt.

309844/0517