DE2421659C2

DE2421659C2 - Schleifmaschine zum Bearbeiten von hohlzylindrischen Werkstücken mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt

Info

Publication number: DE2421659C2
Application number: DE2421659A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: CINCINNATI MILACRON-HEALD CORP 01606 WORCESTER MASS US
Current assignee: CINCINNATI MILACRON-HEALD CORP 01606 WORCESTER MASS US
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1974-05-04
Publication date: 1982-10-28
Also published as: FR2230459B3; JPS527198B2; JPS509875A; DE2421659A1; US3828481A; FR2230459A1

Description

Schleifmaschine zum Bearbeiten von hohlzylindrischen Werkstücken mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleifmaschine zum Bearbeiten von hohlzylindrischen Werkstücken mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, insbesondere Epitrochoidenflächen, mit einem Maschinenbett, einem auf diesem horizontal verschiebbar und drehbeweglich gelagerten Tragschlitten mit einem von einem Motor rotierend angetriebenen Werkstückhalter und je einer, zusammen mit diesem rotierenden Steuerbzw. Formschablone, an deren Konturen Steuer- bzw. Abtastrollen anliegen, sowie mit einem mit dem Maschinenbett verbundenen Ständer, der einen Vertikal- und Horizontalschlitten für einen Schleifspindelstock mit einer Schleifspindel mit Umfangsschleifscheibe trägt

Bei Schleifmaschinen dieser Gattung (US-PS 3 663 188) erfolgt der Antrieb der Bewegungen des Tragschlittens mit dem Werkstückhalter über die Abtastroüe und die Formschablone. Diese Schablone ist deshalb einem hohen Verschleiß ausgesetzt, was rasch zu einem fehlerhaften Schleifen des Werkstücks bzw. der Notwendigkeit eines häufigen Auswechselns der Schablone führt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Verschleiß und die damit verbundenen nachteiligen Folgen zu vermeiden.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Werkstückhalter und die Steuerschablone im Tragschlitten um parallele Achsen drehbar gelagert und von dem hier am Tragschlitten angeflanschten Motor drehangetrieben sind, daß Jie Formschablone am Werkstückhalter befestigt ist, daß der Tragschlitten mit dem Maschinenbett über einen im Maschinenbett um eine in der Beriihrungsiinie zwischen Tastrolle und Formschablone liegende Achse drehbar gelagerten Ring verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Ring und dem Tragschlitten aus einer, am Außenumfang des Ringes angeordneten Geradführung besteht, in die der Tragschlitten eingreift, und daß zum Erzeugen des Andrucks zwischen Formschablone und Tastrolle eine Andruckrolle vorgesehen ist, deren Achse als ein vom Maschinenbett getragener verstellbarer Federstab ausgebildet ist, und die gegen eine zweite koaxial am Werkstückhalter befestigte Formschablonne anliegt

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 den Schnitt I-I aus F i g. 2,
F i g. 2 eine Seitenansicht der Schleifmaschine,
F i g. 3 den Schnitt IV-IV aus F i g. 4,
F i g. 4 die Ansicht der Schleifmaschine in Richtung der Pfeile V in F i g. 3,

F i g. 5 den Sccnitt VI-VI aus F i g. 3,
F i g. 6 die Draufsicht auf die Schleifmaschine und
F i g. 7 die Ansicht der Schleifmaschine in Richtung der Pfeile X in F i g. 6.

Auf F i g. 1 geht hervor, daß in die mit 10 bezeichnete Schleifmaschine ein Werkstück 11 eingespannt ist, hier der Stator eines Wankelmotors, dessen zu bearbeitende Innenfläche 12 die Form einer Epitrochide aufweist Zur Schleifmaschine 10 gehört ein Maschinenbett 13, auf dessen Ebene, obere Horizontalfläche 14 ein Tragschlitten 15 horizontoal gleitbar und drehbeweglich montiert ist Der Schleifspindelstock 22 ist (vgl. F i g. 2) an einem Horizontalschlitten 30 befestigt Im Spindelstock 22 lagert die Schleifspindel 23 mit der Umfangschleifscheibe 24. Der mit dem Maschinenbett 13 fest verbundene Ständer 20 weist eine vertikale Führung 21 für einen Vertikalschlitten 22a auf, der seinerseits den Horizontalschlitten 30 des Spindelstocks 22 trägt. Der Schlitten 22a läßt

sich mit Hilfe eines Kolbenzylinderaggregates 25 auf jnd ab bewegea Der Horizontalschlitten 30 wird durch einen Schrittschaltmotor 40 über eine Gewindespindel 50 verfahren.

Die Zustellung, quer zur Achse der S -hleifscheibe 24 wird über den Schrittschaltmotor 40 durch Verfahren des Horizontalschlittens 30 herbeigeführt Ein Kolbenzylinderaggregat 16 ist mit seinem Zylindergehäu~e drehbar und schwenkbar oben auf dem Maschinenbett 13 angeordnet. Die Kolbenstange 18 des Kolbenzylinderaggregates 16 ragt dabei in den Tragschlitten 15 hinein. Auf den Tragschlitten 15 ist mittels einer Halterung 71 ein weiteres Koibenzylinderaggregat 19 aufgesetzt, dessen Kolbenstange 26 in der Mitte eines einarmigen Hebels 27 angelenkt ist, der mit seinem einen Ende seinerseits an dem Tragschlitten 15 angelenkt ist und an seinem anderen Ende eine, an einer Steuerschablone 29 anliegende Steuerrolle 28 trägt Das Koibenzylinderaggregat 19 steht mit dem Koibenzylinderaggregat 16 über Leitungen 31 und 32 in Verbindung.

Aus den Fig.3 und4 geht hervor, daß der Werkstückhalter 17 in Kegelrollenlagern 35 lagert und an seinem nach unten weisenden Ende mit einem ringförmigen Schneckenrand 36 verbunden ist, mit dem eine Schnecke 37 kämmt, die von einem hydraulisch arbeitenden Motor 33 angetrieben wird dessen Drehzahl mittels eines Stromregelventils 34 steuerbar ist In das Schneckenrad 36 ist eine Formschabione 38 eingesetzt deren Führungsfläche 39 der fertigzubearbeitenden Innenfläche 12 des Werkstücks 11 entspricht Die Schnecke 37 kämmt ferner mit einem kleineren Schnekkenrad 41, das den halben Durchmesser des Schneckenrades 36 aufweist. Das kleinere Schneckenrad 41 sitzt auf dem nach unten weisenden Ende einer Vertikalwelle 42, die im Tragschlitten 15 lagert Auf dem nach oben weisenden Ende dieser Vertikalwelle 42, sitzt die bereits genannte Steuerschablone 29. An der Führungsfläche 39 der Formschablone 38 liegt die hydrostatisch auf einem Achszapfen 43a gelagerte Tastrolle 43 an. In der vertikalen Berührungslinie zwischen der Tastrolle 43 und der Führungsfläche 39 der Formschablone 38 liegt die Drehachse des Kegelrollenlagers 44 eines Tragrings 55. Der Achszapfen 43a ist über eine Einstellschraube 45 mit einem Basisteil 436 horizontal verschiebbar verbunden, so daß die Berührungslinie zwischen der Tastrolle 43 und der Führungsfläche 39 der Formschablone 38 mit Bezug auf die Achse D D des Kegelrollenlagers 44 verstellbar ist Der Achszapfen 43 weist eine Vertikalbohrung 46 auf, in die ein Federstab 47 ragt, auf dessen, nach oben weisendem Ende eine Andruckrolle 48 lagert, die an einer zweiten Formschablone 49 mit außenliegender Führungsfläche anliegt, die unterhalb einer Deckelplatte 51 befestig; ist Die Deckelplatte 51 ist ein Teil des Werkstückhalter 17 und dreht sich mit diesem.

Das nach unten weisende Ende des Federstabs 47 ist an einem Block 52 befestigt, der sich in übereinanderliegenden Aussparungen im unteren Teil des Achszapfens 43a, des Basisteils 436; des Tragschlittens 15 und des Maschinenbettes 13 befindet; er ist (vgl. F i g. 5) um eine Achse 53 schwenkbar, die mit dem Tragschlitten 15 verbunden ist. Zur Einstellung einer Vorspannung in dem Federstab 47 wird der Block 52 um die horizontalverlaufende Achse 53 durch eine an seinem unteren Ende angreifende Gewindespindel 54, die sich am Maschinenbett 13 abstützt, verschwenkt.

Der Tragring 55 wird vom Kegelrollenlager 44 gehalten und kann sich in der Geradführung 56 gleitend bewegen. Die Tastroile 43 ist mit Bezug auf das Maschinenbett 13 (abgesehen von der Verstellmöglichkeit gegenüber dem Basisteil 436) ortsfest angeordnet, während der Tragring 55 im Kegelrollenlager 44 um die Vertikalachse D-D drehbar ist Die Bewegungsmöglichkeit des Tragrings 55 um die Tastrolle 43 und die des Tragschlittens 15 mit Bezug auf die Tastrolle 43 sind aus den F i g. 4 und 5 erkennbar.
Aus F i g. 6 ggeht hervor, daß der Motor 33 über die

ίο Schnecke 37 gleichzeitig das große Schneckenrad 36 und das kleine Schneckenrad 41 antreibt An der inneren Führungsfläche 57 der Steuerschablone 29 bewegt sich die Steuerrolle 28. Auf das obere Ende des Stromregelventils 34 ist eine Kurbel 58 aufgesetzt, an die eine Pleuelstange 59 angelenkt ist deren freies Ende in einem gabelförmigen Schlitz 62 enes zweiarmigen Hebels 61 eingreift, der an einem Drehzapfen 63 am Tragschlitten 51 angelenkt ist, und an seinem freien Ende eine Tastrolle 64 trägt die beaufschlagt von einer vorgespannten Feder 72 an der Führungsfläche einer weiteren Steuerschablone 65 anliegt, die (vgl. F i g. 7) an der Unterseite der Steuerschablone 29 befestigt ist Von dieser Steuerschablone 65 wird das Stromregelventil 34 über die Pleuelstange 59 und die Kurbel 58 betätigt um eine im wesentlichen gleichbleibende Bearbeitungsgeschwindigkeit der unregelmäßig verlaufenden Bearbeitungsfläche des Werkstücks 11 durch entsprechende Änderung der Drehzahl des Motors 33 zu erzielea

Das freie Ende der Kolbenstange 18 des Kolbenzylinderaggregats 16 trägt einen Gelenkkopf 66 mit dem sie über eine Achse 67 am Schneckenrad 41 angelenkt ist (vgl. F i g. 3 und 4).
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
die Schleifscheibe 24 nimmt von der Innenfläche 12 des Werkstücks 11 Material weg, wenn der Motor 33 die Schnecke 37 und diese das Schneckenrad 36 in Umdrehung versetzt Mit dem Schneckenrad 36 dreht sich der Werkstückhalter 17 um die Achse des Kegelrollenlagers 35. Die Formschablone 49, die auf die Andruckrolle 48 einwirkt, drückt gegen den Federstab 47 mit der Wirkung, daß die Tastrolle 43 gegen die Führungsfläche 39 der Formschablone 38 gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Andruckrolle 48 federnd mit dem Maschinenbett 13 verriegelt Da die Gewindespindel 54 mit dem unteren Teil des Blocks 52 verbunden ist, bewirken die Formänderungen der Führungsfläche 39 der Formschabione 38 ein Verfahren des Tragschlittens 15 in Längsrichtung, d. h. in der gemeinsamen Ebene, in der die Achse des Kegelrollenlagers 35 und die Achse der Vertikalwelle 42 liegen. (F i g. 6). Gleichzeitig wird der Tragschlitten 15 um einen Winkel geschwenkt, den die jeweilige Lage der Berührungslinie zwischen der Tastrolle 43 und der Führungsfläche 39 der Formschablone 38 bestimmt Dies wird dadurch erreicht, daß die Schnecke 37 das kleine Schneckenrad 41 antreibt und die Vertikalwelle 42 sowie mit dieser die Steuerschablone 29 in Umdrehung versetzt Deren Drehung wird auf die Steuerrolle 28 und die daraus entstehenden Bewegungen auf den Hebel 27 übertragen. Der Hebel 27 betätigt die Kolbenstange 26 des Kolbenzylinderaggregats 19, das über die Leitungen 31 und 32 die Bewegungen der Kolbenstange 18 des Kolbenzylinderaggregats 16 hervorruft. Die Kolbenstange 18 des Kolbenzylinderaggregates 16 bewirkt dann über den Gelenkkopf 66 und die Achse 67, daß der Abstand zwischen der Achse der Vertikalwelle 42 und dem Teil des Maschinenbettes 13, auf dem das Koibenzylinderaggregat 16 montiert ist, vergrößert bzw. verkleinert wird und

dabei der Tragschlitten 15 um die Achse D-D des Rollenlagers 44 geschwenkt wird. Diese Achse D-D liegt in der Berührungslinie zwischen der Tastrolle 43 und der Führungsfläche 39 der Formschablone 38. Gleichzeitig verstellt die Steuerschablone 65 das Stromregelventil 34 über den Hebel 61, die Pleuelstange 59 und die Kurbel 58, damit die spezifische Umfangsgeschwindigkeit an der Berührungslinie zwischen der Schleifscheibe 24 und der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche 12 durch Veränderung der Drehzahl des Motors 33 gewährleistet ist. Da sich das Schneckenrad 41 je Umdrehung des Werkstücks 11 zweimal dreht, braucht die Steuerschablone 29 nur kleinere Bewegungskorrekturen von dieser Schwenkbewegung abzuziehen bzw. hinzuzufügen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schleifmaschine zum Bearbeiten von hohlzylindrischen Werkstücken mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, insbesondere Epitrochoidenflächen, mit einem Maschinenbett, einem auf diesem horizontal verschiebbar und drehbeweglich gelagerten Tragschlitten mit einem von einem Motor rotierend angetriebenen Werkstückhalter und je einer, zusammen mit diesem rotierenden Steuer- bzw. Formschablone, an deren Konturen Steuer- bzw. Abtastrollen anliegen, sowie mit einem, mit dem Maschinenbett verbundenen Ständer, der einen Vertikal- und einen Horizontal-Schlitten für einen Schleifspindelstock mit einer Schleifspindel mit Umfangsschleifscheibe trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (17) und die Steuerschablone (29) im Tragschlitten (15) um parallele Achsen drehbar gelagert und von dem hier am Tragschlitten (15) angeflanschten Motor ζ(33) drehangetrieben sind, daß die Formschablone ((38) am Werkstückhalter (17) befestigt ist, daß der .Tragschlitten (15) mit dem Maschinenbett (13) über einen, im Maschinenbett (13) um eine in der Berührungslinie zwischen Tastrolle (43) und Formschablone (38) liegende Achse drehbar gelagerten Ring (55) verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem Ring (55) und dem Tragschlitten (15) aus einer am Außenumfang des Ringes (55) angeordneten Geradführung (56) besteht, in die der Tragschlitten (15) eingreift, und daß zum Erzeugen des Andrucks zwischen Formschablone (38) und Tastrolle (43) eine Andruckrolle (48) vorgesehen ist, deren Achse als ein, vom Maschinenbett (13) getragener verstellbarer Federstab (47) ausgebildet ist, und die gegen eine zweite koaxial am Werkstückhalter (17) befestigte Formschablone (49) anliegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein am Maschinenbett (13) angelenktes, hydraulisch beaufschlagtes Kolbenzylinderaggregat (16), dessen Kolbenstange (18) an dem die Steuerschablone (29) antreibenden Schnekkenrad (41) angelenkt ist, und durch ein mit diesem über Leitungen (31; 32) verbundenes zweites Kolbenzylinderaggregat (19), dessen Kolbenstange (26) in der Mitte eines am Tragschlitten (15) angelenkten einarmigen Hebels (27) angreift, dessen freies Ende die der Steuerschablone (29) zugeordnete Steuerrolle (28) trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastrolle (43) gegenüber dem Maschinenbett (13) horizontal verschiebund festlegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstab (47) um eine horizontale Achse (53) schwenkbar im Maschinenbett (13) gelagert und zum schwenken an seinem freien Ende eine Gewindespindel (54) angreift, die sich am Maschinengestell (13) abstützt