DE2440123C2 - Maschine zum Fertigschleifen der Kolbengehäuse von Drehkolbenmotoren oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Maschine ist aus der Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 106. Jahrg., 1973. Heft 3, S. 141-145(BiId 9) bekannt

Innerhalb der Toleranzen, die bei der Massenfertifung von Drehkolbenmotorengehäusen zulässig sind, können geringe Formfehler vorkommen, z. B. kann die zu bearbeitende Fläche kegelförmige Abweichungen aufweisen. Diese Abweichungen dürfen jedoch in ihrer Form nicht verändert werden, da sonst die Hartmetallschicht, mit der die Werkstücke überzogen sind, in diesem Bereich zu stark abgetragen wird.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, daß die Kolbengehäuse Ein- und Auslaßöffnungen aufweiten und bei der Bearbeitung im Bereich dieser Öffnungen bei gleichbleibender Anpreßkraft der Schleifscheibe, die bei der bekannten Maschine im wesentlichen gegeben ist, partiell eine Erhöhung des Anpreßdruckes und damit ein verstärkter Materialabira3 auftritt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Maschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß geringe Formabweichungen der zu bearbeitenden Fläche der Kolbengehäuse erhalten sowie Schwankungen in der Größe des Anpreßdruckes insoweit ohne Einfluß bleiben, daß der Hartmetallüberzug der Kolbengehäuse eine gleichmäßige Dicke beibehält.

Gelöst ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Aufgrund dieser Ausbildung ist die Schleifscheibe in der Lage, Kippbewegungen auszuführen und sich der Foirm der zu bearbeitenden Fläche genau anzupassen. Außerdem kann das Werkstück relativ zur Drehachse der Schleifscheibe radiale Bewegungen ausführen und damit bei einer möglichen Erhöhung des Anpreßdrukkes der Schleifscheibe nachgeben. Durch die federnde Lagerung der Schleifscheibe und des Werkstückes werden beide immer wieder in ihre normale Ausgangslage zurückgestellt

Die Ausführungsform entsprechend dem Anspruch 2 ermöglicht es, den Anspreßdruck zwischen Schleifscheibe und Werkzeug im Bereich der Ein- und Auslaßöffnungen zu verringern und dadurch sicherzustellen, daß in diesem Bereich kein zu starker Materialabtrag erfolgt

Aus den US-PS 19 59 900 und 16 51 533 ist es zwar grundsätzlich an sich schon bekannt den Werkstückhalter bzw. das Werkzeug federnd so zu lagern, daß das Werkstück unter dem Werkzeugdruck in radialer Richtung zur Werkzeugspindelachse zurückweichen bzw. das Werkzeug um die Achse der Schleifspindel kippen kann, jedoch hat diese Lagerung nur den Zweck, eine Anpassung des Werkzeugs an die jeweilige Form der zu bearbeitenden Fläche zu erzielen, ohne daß dabei zu starke Materialabtragungen vermieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beispielsweise erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung, aus der die Bewegungsverhältnisse an der Schleifscheibe und dem Werkstück bei Bearbeitung hervorgehen,

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch den mit der Schleifspindel verbundenen Träger der Schleifscheibe,

F i g. 3 den Schnitt 3-3 aus F i g. 4 und F i g. 4 die Unteransicht des Werkstückhalters.

F i g. 1 zeigt schematisch die grundsätzlichen Bewegungsverhältnisse zwischen der Schleifscheibe 10 der Maschine und einem Werkstück 12. Die Maschine hat zwei getrennte Federungen, nämlich eine, die im an der Schleifspindel 14 der Maschine befestigten Träger 31 der Schleifscheibe 10 eingebaut ist inid eine zweite, die das Werkstück 12 in radialer Richtung über einen mit der Spindel 4 umlaufenden Werkstücktisch 20 abfedert. Die Richtungen in der die Schleifscheibe 10 und das Werkstück 12 abgefedert sind, sind durch gestrichelte Pfeile in Fig. 1 angegeben. Die Schieilscheibe 10 kann infolge der Federung um ein begrenztes Maß gegenüber der Achse ihrer Spindel 14 kippen und sich dadurch schräg zur Spindelachse einstellen. Das Werkstück 12 kann sich aufgrund seiner Federung um ein begrenztes Maß in radialer Richtung gegenüber der Achse der Spindel 14 verschieben. Beim Schleifvorgang, d. h. beim Eingriff von Schleifscheibe 10 und Werkstück 12 können daher etwaig auftretende Schwankungen bezüglich der Radial- und Kippkräfte durch entsprechende Verlagerungen der Schleifscheibe 10 und/oder des Werkstücks 12 ausgeglichen werden.

Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Werkstückhalter 18 in Form einer Platte mit Abstand vom Tisch 20 so angeordnet, daß das Werkstück 12 unterhalo des Halters 18 mittels Klemmbacken 22 aufgehängt werden kann. Die Drehbewegung des Tisches 20 wird mittels zweier Oldham-Kupplungen 24 auf den Halter 18 übertragen, dessen radiale Verstellung relativ zum Tisch 20 durch parallele Federstäbe 26 ermöglicht wird, die den Tisch 20 mit dem Halter 18 verbinden.

Die in Fig. 2 gezeigte zylindrische Schleifscheibe 10 ist an der Spindel 14 mittels des Trägers 31 befestigt. Der Träger 31 besteht aus einer Büchse 32. auf der die Schleifscheibe 10 sitzt und mittels einer Mutter 34 axial

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festgelegt ist Die Büchse 32 ist ihrerseits mittels einer Membran 38 an einem auf der Spindel 14 sitzenden Grundkörper 36 mittels Schrauben 40 allseitig kippbar federnd befestigt, die durch einen Flansch 42 der Membran 38 hindurchgehen. Durch die Membran 38 ist die Lage der Schleifscheibe 10 gegenüber dem Grundkörper 36 und dessen Drehachse 28 in radialer Richtung festgelegt, jedoch ermöglicht ein relativ flexibler tellerförmiger Teil 44 der Membran 38 eine axiale Flexibilität zwischen der Schleifscheibe 10 und der Spindel 14 und damit eine begrenzte Kippbewegung der Schleifscheibe 10 auf der Spindel 14. Diese Kippbewegung ist jedoch eng begrenzt, was sich durch den geringen Spalt 46 von z.B. 0,03 bis 0,04mm zwischen der Innenfläche der Büchse 32 und der Außenfläche des Grundkörpers 36 ergibt

Die Membran 38 hat das Bestreben, die Schleifscheibe 10 in ihrer Normailage zu halten, in der ihre Drehachse mit der Drehachse 28 des Grundkörpers 36 zusammenfällt Daher wird die Schleifscheibe HO normalerweise in genau zentrierter Lage zur Spindel 14 gehalten, jedoch kann ihre Lage von dieser Norrnallage um ein sehr geringes Maß abweichen. Dies geschL-sit, wenn entsprechende Kräfte zwischen der Schleifscheibe 10 und der zu bearbeitenden Hache des Werkstücks 12 auftreten. Solche Kräfte entstehen z. B. dann, wenn die zu bearbeitende Fläche Kegelform aufweist oder in ähnlicher Weise von der Sollform abweicht In diesem Fall kann sich die Schleifscheibe 10 sehr geringen Änderungen des Werkstückprofils anpassen, um in Linienberührung am Werkstück 12 zu verbleiben um dabei einen gleichmäßigen Druck auf die zu bearbeitende Fläche auszuüben. Dieser gleichmäßige Druck ist erforderlich, um bei der gesamten Bewegung der Schleifscheibe 10 über die zu bearbeitende Fläche einen gleichmäßigen Materialabtrag zu erreichen.

F i g. 2 zeigt noch weitere Konstruktionseinzelheiten, wie Dichtungen, eine Befestigungsmutter 48 und dergleichen, die jedoch nicht näher beschrieben zu werden brauchen, da sie für die Erfindung nebensachlich sind.

Die F i g. 3 und 4 zeigen den Tisch 20 und den Werkstückhalter 18 umfassende Baugruppe, die so gestaltet ist. daß sie eine geringe radiale Verschiebung des Werkstücks 12 gegenüber der Drehachse des Tisches 20 gestattet, wenn entsprechende radiale Kräfte zwischen der Schleifscheibe 10 und dem Werkstück 12 auftreten. Wie bereits aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Tisch 20 mit dem Halter 18 des Werkstücks 12 zum gemeinsamen Umlauf gekuppelt. Dabei befindet sich das Werkstück 12 oberhalb des Tisches 20 am Werkstückhalter 18. der als Platte ausgebildet ist und eine mittlere öffnung hat. durch die hindurch die Schleifscheibe 10 so abgesenkt werden kann, daß sie sich an der Innenfläche SO des Werkstücks 12 anlegt. Zur Übertragung axialer Kräfte vom Halter 18 auf den Tisch 20 dienen vier quergeteilte Säulen 52, die in einem Kreis das Werkstück 12 umgeben urd den Abstand zwischen dem Halter 18 und dem Tisch 20 bestimmen, jede Säule 52 besteht aus einem oberen und einem unteren Teil, die zueinander gerichtet sind und Lagerelemente 53 tragen, mit denen sie sich aneinander abstützen, so daß sie seitlich relativ zueinander verschiebbar sind. Das Oberteil einer jeden Säule 52 ist an der Unterseite des Halters 18 befestigt, während das Unterteil auf dem Tisch 20 sitzt. Der rotatorischen Mitnahme des Halters •18 durch den Tisch 20 dienen die beides bereits in Zusammenhang mit der Fig. 1 genannten Oldham-Kupplungen 24, die eine radiale Bewegung des HalKn -18 gegenüber dem Tisch 20 zrlassen, jedoch eine relative Drehung zwischen Tisch 20 und Halter 18 um die Drehachse des Tisches 20 verhindern.

Zusammengehalten werden der Halter 18 und der Tisch 20 von vorgespannten Zugfedern 54, wie die F i g. 1,4 und 5 zeigen.

Ό jede radiale Verschiebung zwischen dem Halter 18

• und dem Tisch 20 erfolgt entgegen der Rückstellkraft der Federstäbe 26, die bestrebt sind, das Werkstück 12 gegenüber dem Tisch 20 in der Normallage zu halten,

aus der es jedoch beim Auftreten einer bestimmten Kraft zwischen der Schleifscheibe 10 und dem Werkstück 12 abweichen kann.

Da die trochoid geformte Kolbengehäuseinnenwandung von Drehkolbenmotoren Ein- und Auslaßöffnungen aufweist wird die Anpreßkraft der Schleifscheibe 10

beim Überfahren dieser öffnungen vorübergehend auf eine kleinere Fläche übertragen. :;o daß sich der Anpreßdrück erhöht Ohne besondere Vorkehrungen würde daher an diesen Stellen mehr Werkstoff als notwendig abgetragen werden. Um dies zu verhindern, muß die Federkonstante des Werkstückhalteis 18 gegenüber dem Tisch 20 beeinflußt werden können.

Dies wird dadurch erreicht daß einige der Federstäbe 26 unwirksam gemacht werden. Zu diesem Zweck sind die Federstäbe 26 mit dem Tisch 20 lösbar gekuppelt und zwar dadurch, daß jeder der Frderstäbe 26 mit einem seiner beiden Enden in eine Sackbohrung 58 greift die stirnseitig am freien Ende der Kolbenstange eines verschiebbaren Kolbens 60 einer am Tisch 20 parallel zur Drehachse des Tisches 20 befestigten Kolbenzylindereinheit 61 ausgebildet ist In seiner unteren Lage gibt der Kolben 60 den Federstab 26 frei, so daß dieser unwirksam wird. Beim Überfahren der Ein- und Auslaßöffnungen werden also nur die an den Stellen A und B in F i g. 4 befindlichen Frderstäbe 26 eingekuppelt zu belassea Die Federstäbe 26 an den Stellen A und B können daher mit dem Halter 18 und der.» Tisch 20 fest verbunden sein, wie F i g. 3 rechts zeigt Die Betätigung der Kolbenzylindereinheiten 61 kann mittels einer Steuerschaltung erfolgen. Auch können die einzelnen Federstäbe 56 verschiedene Federkonstanten haben.

Wie F i g. 3 zeigt, ist das Werkstück 12 an einer unten am Halter 18 vorgesehenen Bezugsfläche 74 lösbar festgeklemmt. Die hierfür vorgesehene Klemmeinrichtung, die in Fig.3 gelöst ist. besteht aus vier vorgespannten Schraubenfedern 66, die an den Ecken des Werkstücks 12 angeordnet sind und je ein zylindrisches Gehäuse 68 aufweisen, das am Halter 18 nach umen ragend befestigt ist. Jede Feder 66 stützt sich mit ihrem unteren Ende an der Stirnwand des Gehäuses 68 und mit ihrem . iberen Ende am Kopf 70 einer axial verschiebbaren Stange 72 ab, die mit ihrem unterer Ende an der Klemmbacke 22 befestigt ist. die sich von unten an das Werkstück 12 anlegt. Die Federn 6G spannen somit das Werkstück 12 von unten gegen die Bezugsfläciie 74 des Halters 18.

Das Lösen des Werkstückes 12 erfolgt hydraulisch. Hierzu wird durch einen druckmittelgesttuerten Kolben ein Flansch 80 nach unten gezogen, der dabei eine Platte 82 mitnimmt, an der über Zwischenstücke 84 die Klemmbacken 22 befestigt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Fertigschleifen der im Querschnitt trochoid gestalteten Kolbengehäuse von Drehkolbenmotoren oder dergl, bei der mittels einer auf einer Spindel sitzenden zylindrischen Umfangsschleifscheibe das von einem relativ zur Schleifscheibe um eine zu der Spindel parallele Achse drehbaren Tisch getragene Kolbengehäuse bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, to daß die Schleifscheibe (10) an der Spindel (14) über eine in Achsrichtung der Spindel (14) flexible Membran (38) befestigt ist und daß das von dem Tisch (20) zu tragende Werkstück (12) an einem Werkstückhalter (18) zu befestigen ist, der mit dem is Tisch (20) über zu seiner Drehachse parallele Federstäbe (26) und zusätzlich über eine zwischen dem Werkstückhalter (18) und dem Tisch (20) nur geradlinig oarallel und quer zur Drehachse desselben verkaufende Bewegungen zulassende formschlüssige Kupplung (24) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Federstäbe (26) mit einem seiner beiden Enden in eine Sackbohrung (58) greift, die stirnseitig am freien Ende der Kolbenstange eines verschiebbaren Kolbens (60) einer entweder am Tisch (20) oder am Werkstückhalter (18) parallel zur Drehachse des Tisches (20) befestigten Kolbenzylindereinheit (61) ausgebildet

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