DE2418566C2 - Maschine zum Schleifen von zylindrischen Unrundprofilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schleifen von zylindrischen Unrundprofilen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine solche Maschine ist der DE-OS 5 13 327 entnehmbar. Mit dieser Maschine können am Werkstück mathematisch einfachen Gesetzmäßigkeiten folgende Profile jedoch nicht korrekt hergestellt werden, weil bekanntlich der Einfriffspunkt zwischen einer Schleifscheibe mit endlichem Durchmesser und einem Werkstück der angegebenen Art nicht ortsfest bleibt sondern entsprechend den unterschiedlichen radialen Abständen der einzelnen Punkte der am Werkstück herzustellenden Umfangskontur und ebenso auch abhängig vom Durchmesser der Schleifscheibe quer zur Achsrichtung und tangential zum Umfang der Schleifscheibe bezüglich des Werkstücks in unterschiedlichem Maße periodisch hin- und herwandert und dies zu sich entsprechend periodisch wiederholenden und unterschiedlich großen Abweichungen von der Sollform des Werkstücks führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Maschine so weiter zu bilden, daß die aufgrund von unterschiedlichen radialen Abständen der am Werkstück herzustellenden Umfangskontur sowie auch aufgrund von unterschiedlichen Schleifscheibendurchmessern auftretenden Abweichungen möglichst unterdrückt bzw. ausgeglichen werden, so daß sich, unabhängig von der konstruktiven Gestalt der Umfangskontur des Werkstücks wie auch vom Durchmesser der Schleifenscheibe, gleiche und damit austauschbare Werkstücke herstellen lassen.

Lösungen dieser Aufgabe sind für eine Maschine der angegebenen Art in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1,3,6 und 8 angegeben.

Aus der GB-PS 12 42 473 ist zwar das bei der Lösung nach Anspruch 6 angewandte Prinzip eines schrägverzahnten Stirnradpaares, von dessen Stirnrädern eines axial nach Maßgabe einer Kurvenscheibe verschoben wird, bereits bekannt, doch handelt es sich dort insofern um eine andersartige Maschine, als das Werkstück dort

nur eine Bewegung urn seine Hauptachse ausführt und außerdem die Steuerfläche der Kurvenscheibe nicht wie beim Anmeldungsgegenstand verstellbar ist Nachdem allerdings auch bezüglich ihrer Steuerfläche verstellbare Steuerkurve ihrem Wesen nach an sich bekannt sind, soll für den Gegenstand des Anspruchs 6 nur Schutz im Rahmen seiner Gesamtkombination bestehen.

Bezüglich der Lösung nach Ansprüche ist es außerdem aus den DE-PS 7 10 067 und 7 40 873 auch schon an sich bekannt, Maschinen zum Schienen zykloidischei Unrundprofile eine periodisch beschleunigte und verzögerte Drehbewegung mittels eines in den die Drehbewegung des Werkstücks erzeugenden Getriebezug integrierten Stirnrad-Planetengetriebes zu erzeugen, dessen Steg eine periodische Schwenkbewegung ausführt. Im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Lösung wird die Schwenkbewegung dort allerdings nicht mittels eines säulenförmigen Formkörpers, d. h. also einer Schablone, sondern mittels eines Exzenters erzeugt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. la und Ib eine schematische Darstellung zur Erläuterung der geometrischen Verhältnisse beim Eingriff einer Umfangsschleifscheibe am Umfang des zu bearbeitenden Werkstücks, aufgrund deren am Werkstück Abweichungen von einer bestimmten Sollkontur auftreten können,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine hji Längsschnitt,

F i g. 3 den Schnitt III-III aus F i g. 2,

Fig.4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine im Längsschnitt,

F i g. 5, die Einzelheit V aus F i g. 4,

F i g. 6 die Ansicht in Richtung des Pfeils VI in F i g. 5,

F i g. 7 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine im Längsschnitt,

F i g. 8 die Einzelheit VIII aus F i g. 7,

F i g. 9 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine im Längsschnitt und F i g. 10 den Schnitt X-X aus F i g. 9.

In den Fig. la und Ib ist die Art der Profiländerung im Falle eines viereckigen Formkörpers dargestellt. Dabei ist entsprechend Fig. la die am Werkstück 1 herzustellende Kontur Ki in den Punkten Pi und Pl mit der kleinsten und größten Entfernung von der Werkstückachse O vom Durchmesser der Schleifscheibe 81 bzw. 82 unabhängig, da der Eingriffspunkt zwischen Werkzeug und Werkstück an diesen Stelien auf der Verbindungslinie VL der Mittelpunkte von Werkzeug und Werkstück liegt bzw. die durch den Schnittpunkt der Verbindungslinie VL mit der Umfangsfläche der Schleifscheibe S1 bzw.52 gehende Tangente T_s die am Werkstück 1 herzustellende Kontur K i nicht schneidet.

Im zwischen den Punkten PX und Pl liegenden Abschnitt der Kontur /Cl liegt dagegen, wie Fig. Ib erkennen läßt, der Eingriffspunkt nicht auf der Verbindungslinie VL bzw. schneidet die Schleifscheibentangente S die Kontur K1, woraus entsprechende, insbesondere vom Sclileifscheibendurchmesser abhängige Abweichungen Vom SoUwert der Kontur K1 folgen.

Bei allen Ausführungsformen nach den Fig.2 bis 10 ist das zu schleifende Werkstück 1 zwischen exzentrischen, von einem Motor 14 drehangetnebenen Spitzen 25 eingespannt, die zusammen mit einer Mitnehmervorrichtung 29 die Werkstückaufnahmt; bilden. Die hier nur dargestellte werkstückspindelstockseitige Spitze 25 ist an der Werkstückspindel 27 befestigt Die beiden Spitzen drehen sich mit gleicher Drehzahl, was mittels einer Vorgelegewelle 34 erreicht -wird, die über ein Zahnräderpaar 30, 31 und ein ebensolches in dem die zweite, nicht dargestellte Spitze tragenden Reitstock der Maschine erreicht wird Zusätzlich dreht sich das Werkstück 1 mittels der erwähnten Mitnehmervorrichtung 29 mit einer geringeren Drehzahl als die exzentrischen Spitzen, wobei das Verhältnis der Drehzahlen prinzipiell mit der Zahl der am Werkstück 1 zu schleifenden Vieleckflächen übereinstimmt Der Antrieb der Mitnehmervorrichtung 29 wird dabei entweder entsprechend der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform von einer die Vorgelegewelle 34 umgebenden Hohlwelle 45 oder von einer Zwischenwelle 53 abgeleitet und mittels eines Zahnradpaares 36, 37 bzw. 43, 44 auf die Mitnehmervorrichtung 29 übertragen.

Um nun die sich aufgrund der in den Fig. la und Ib dargestellten geometrischen Verhältnissen fallweise einstellenden und mehr oder weniger störenden Abweichungen der 1st- von der Sollkontur des Werkstücks 1 zu unterdrücken, ist in das die Vorgelegewelle 34 enthaltende Rädergetriebe für den Antrieb des Werkstücks 1 jeweils allgemein ein Korrekturgetriebe 35 eingebaut, dessen ins einzelne gehender Aufbau nachfolgend jeweils in Verbindung mit den verschiedenen, in den F i g. 2 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 ist das Korrekturgetriebe 35 zwischen der die Mitnehmervorrichtung 29 antreibenden Hohlwelle 45 und der die Werkstückspindel 27 antreibenden Vorgelegewe'.le 34 eingefügt. Es besteht aus einem an der Hohlwelle 45 befestigten Flansch 46, in dem eine kleine Kurbelwelle 47 gelagert ist. Der am einen Ende der Kurbelwelle 47 vorhandene Kurbelzapfen 47a greift in die Nut 48a einer Kupplungsscheibe 48 ein. Von der Kupplungsscheibe 48 wird der Antrieb durch eine Kupplungsmuffe 49 auf die Vorgelegewelle 34 übertragen. Ein am anderen Ende der Kurbelwelle 47 befestigter Hebelarm 50 liegt entsprechend F i g. 3 an einem nicht rotierenden Formkörper 51 an. Der Formkörper 51 ist im Querschnitt derart gestaltet, daß bei axialer Verschiebung des Formkörpers 51 die Größe des Korrekturbetrages zunimmt. Dazu wird der Formkörper 51 mittels einer Gewindespindel 52 verschoben.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist das Korekkturgetriebe 35 ebenfalls zwischen eine die Vorgelegewelle 34 umgebende Hohlwelle 55 und die Vorgelegewelle 34 eingefügt. Wie die Fig.5 und 6 zeigen, ist dabei an einem an der Hohlwelle 55 befestigten Flansch 58 ein um eine Achse 59 schwenkbarer Taster 60 gelagert. Am einen Ende des Tasters 60 ist ein Kopf 61 befestigt, welcher an der Innenfläche eines dünnwandigen deformierbaren Ringes 62 anliegt. Voneinander um 180 Grad entfernte gegenüberliegende Punkte 63,64 des Ringes 62 sind an ortsfesten Anschlägen auf demselben Radius befestigt. Die Punkte 63,64 entsprechen den nicht zu korrigierenden Werkstückflächenpunkten mit dem größten und kleinsten Abstand von der geometrischen Achse des

Werkstücks 1. Die radialen Stellungen der anderen Punkte des Ringes 62 werden mittels in einer rundlaufenden T-Nut des Ringes 62 in eine beliebige Winkelstellung verschiebbarer Schuhe 65 eingestellt, welche relativ zu in der rundlaufenden T-Nut eines starren und ortsfest angeordneten Ringe 66 verschiebbaren Schuhen 67 durch Gewindespindeln 68 radial verstellbar sind. In Abhängigkeit von der Deformierung des Ringes 62 führt der Taster 60 während seines Umlaufs eine geringgradige Kippbewegung aus. Der seitlich am Taster 60 befindliche Hebel 60a überträgt sowohl die kontinuierliche Drehbewegung als auch die vom Kippen herrührende Hilfsbewegung auf einem Anschlag 70, der sich an einem an der Vorgelegewelle 34 befestigten Rad 69 befindet. Der Anschlag 70 ist durch Drehen einer Gewindespindel 71 radial verstellbar, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis bei der Übertragung der Hilfsbewegungen verändern läßt.

Bei der in den F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform verbindet das Korrekturgetriebe 35 eine vom Antriebsmotor 14 angetriebene Zwischenwelle 72 mit der Vorgelegewelle 34. Die Verbindung zwischen den Wellen 72 und 34 wird durch ein aus schräg verzahnten Stirnrädern 73, 74 bestehendes Stirnradpaar, von denen das Stirnrad 74 axial beweglich ist, hergestellt. Das Stirnrad 74 wird durch eine Feder 75, die sich gegen das auf der Vorgelegewelle 34 festsitzende Zahnrad 31 abstützt, über ein Axiallager 76, eine Schubstange 77 und ein in dieser gelagerten Rolle 78 gegen einen an der Vorgelegewelle 34 befestigten Ring 79 gedrückt. Der Ring 79 sützt sich von Gewindespindel 81 getragene Schuhe 82 axial deformierbar an einem mit der Vorgelegewelle 34 verbundenen Flansch 80 ab. Die Befestigung des Rings 79 an der Vorgelegewelle 34 ist mittels zweier zueinander um 180 Grad versetzter, in gleicher Axialstellung befindlicher Anschläge 83 ausgeführt. Diese Punkte entsprechen wieder den nicht zu korrigierenden Werkstückflächenpunkten mit dem größten und kleinsten Abstand von der geometrischen Achse des Werkstücks 1. In Abhängigkeit von der Axialsteilung der anderen Punkte des Ringes 79 führt somit das Stirnrad 74 während seiner Drehung eine periodische axiale Pendelbewegung aus, welche infolge der Schlägverzahnung die zum Korrigieren erforderlichen periodischen Schwankungen in der Winkelgeschwindigkeit der Werkstückspindel 27 erzeugt.

Bei der in den Fig.9 und 10 dargestellten Ausführungsform umfaßt das Korrekturgetriebe 35 ein aus außenverzahnten Stirnrädern 34a, 346, 55a und 556 aufgebautes Planetengetriebe, dessen die Planetenräder 346 und 556 tragender Steg 85 um die Vorgelegewelle 34 schwenkbar ist. Der Steg 85 erhält wie aus F i g. 9 und 10 ersichtlich seine Kippbewegung durch eine mit ihm verbundene Rolle 86 und einen Hebel 87 von einem Formkörper 88. Die im Formkörper 88 gespeicherten Korrekturwerte können durch Verstellen der Drehachse 89 des Hebels 87 mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen auf den Steg 85 übertragen werden. Anstelle der als Werkzeug vorgesehenen Umfangsschleifscheibe könnte im übrigen prinzipiell auch ein entsprechender Fräser als Werkzeug eingesetzt sein.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Schleifen von zylindrischen Unrundprofilen, beispielsweise sogenannten Polygonprofilen, mit einer über ein eine Vorgelegewelle aufweisendes Rädergetriebe drehangetriebenen Werkstückaufnahme, die dem Werkstück je eine Rotationsbewegung um seine Hauptachse und um eine zu dieser parallele Achse erteilt, und mit einer um eine zur Werkstückachse parallele Achse rotierenden Umfangsschleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle(34) in einer mit dem Antriebsmotor (Ϊ4) für die Werkstückaufnahme (25,29) verbundenen Hohlwelle (45) gelagert ist, daß die Hohlwelle (45) einen Flansch (46) aufweist, in dem eine parallel zu ihrer Achse angeordnete Kurbelwelle (47) gelagert ist, deren Kurbelzapfen (47a) in eine radial verlaufende Nut (AZa) einer auf der Vorgelegewelle (34) gelagerten Kupplungsscheibe (48) eingreift, daß die Kupplungsscheibe (48) über eine Kupplungsmuffe (49) mit der Vorgelegewelle (34) kuppelbar ist und daß die Kurbelwelle (47) an ihrem dem Kurbelzapfen (47a,) abgewandten Ende einen Hebelarm (50) aufweist, der am Umfang eines die Hohlweile (45) umgebenden säulenförmigen Formkörpers (51) mit einer im Querschnitt wellenförmig verlaufenden Umfangsfläche anliegt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (51) in Richtung seiner Längsachse Abschnitte mit unterschiedlich geformter Umfangsflächen aufweist und mittels einer Gewindespindel (52) in Achsrichtung der Vorgelegewelle (34) verstellbar ist.

3. Maschine nach dfem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle (34) in einer Hohlwelle (55) gelagert ist, daß die Hohlwelle (55) einen Flansch (85) aufweist, in dem ein federbelasteter Taster (60) um eine zur Hohlwelle (55) parallele Achse (59) schwenkbar gelagert ist, daß der Kopf (61) des Tasters (60) an einem den Flansch (58) umgebenden, ortsfest angeordneten und radial elastisch verformbaren Ring (62) anliegt und daß der Taster (60) einen seitlich und im wesentlichen radial verlaufenden Hebel (6Oa^ aufweist, der an einem exzentrischen Anschlag (70) eines auf der Vorgelegewelle (34) sitzenden Rades (69) anliegt.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (62) mittels ortsfest gelagerter, in bezug auf den Ring (62) radial verlaufender Gewindespindeln (68) deformierbar ist.

5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (70) auf dem Rad (69) mittels einer Gewindespindel (71) radial verstellbar ist.

6. Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle (34) mit dem Antriebsmotor (14) für die Werkstückaufnahme (25, 29) über ein schräg verzahntes Stirnradpaar (73, 74) verbunden ist, daß das Stirnrad (74) des Stirnradpaares (73,74) auf der Vorgelegewelle (34) axial gegen die Kraft einer Feder (75) verschiebbar ist und daß zum Verschieben des Stirnrades (74) eine Schubstange (77) im Gehäuse des Rädergetriebes geführt ist, deren dem Stirnrad (74) abgewandtes Ende einen koaxial auf der Vorgelegewelle (34) befestigten und axial

deformierbaren Ring (79) stirnseitig abtastet

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum axialen Deformieren des Ringes

(79) parallel zur Vorgelegewelle (34) verlaufende Gewindespindeln (81) vorgesehen sind, die in einem mit der Vorgelegewelle (34) verbundenen Flansch

(80) gelagert sind.

8. Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle (34) in einer mit dem Antriebsmotor (14) für die Werkstückaufnahme (25, 29) verbundenen Hohlwelle (55) gelagert und mit ihr über ein Planetengetriebe gekuppelt ist, dessen Antriebsrad (55a) auf der Hohlwelle (55) und dessen Abtriebsrad (34a; auf der Vorgelegewelle (34) sitzt und dessen die Planetenräder (346, 55b) tragender Steg (85) um die Vorgelegewelle (34} schwenkbar ist, und daß das Schwenken des Stegs (85) über einen im Gehäuse des Rädergetriebes achsparallel zur Vorgelegewelle (34) gelagerten doppelarmigen Hebel (87) erfolgt, dessen einer Arm am Steg (85) angreift und dessen anderer Arm an der gewellten Umfangsfläche eines auf der Vorgelegewelle (34) sitzenden säulenförmigen Formkörpers (88) anliegt