DE3138571A1

DE3138571A1 - Profilschleifmaschine

Info

Publication number: DE3138571A1
Application number: DE19813138571
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1981-09-28
Publication date: 1982-04-15
Also published as: ES8300553A1; DD201862A5; MX152797A; IT8168250A0; DE3138571C2; JPS57189769A; JPH0141472B2; US4428163A; GB2091145B; GB2091145A; IT1145120B; SU1019995A3; FR2490987B1; FR2490987A1; ES505144A0; BR8106116A

Description

Dipl.-Ing. E. Eder - 3 -

Dipl.-Ing. K. Schieschke 8000 München 40, Elisabetnstr. 34

GLAENZER SPICER
F-78301 Poissy

Profilschleifmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum Profilschleifen, insbesondere auf Maschinen zum Schleifen der Zapfen von Tripod-Elementen für homokinetische Gelenke.

Es ist bekannt, daß bestimmte Bauteile geschliffene Flächen mit einem von der Kreisförmigkeit abweichenden Profil, besitzen müssen. Dies trifft insbesondere auf die Zapfen von Tripod-Elementen zu, deren Profil nahezu kreisförmig ist (FR-PS 1 380 557); die präzisionsgesteuerte Abweichung der Zapfen von der Kreisförmigkeit gestattet die Verdopplung der Drehmomentbelastung der Gelenke unter gleichmäßiger kreisförmiger Verteilung der Kräfte auf die in diesen Gelenken vorgesehenen Nadellager.

Zur Präzisionsfer.tigung solcher Profile ist es bekannt, die Werkstückträgerplatte (FR-PS 1 401 983) mit dem umlaufenden Antriebsspindelstock über elastische Elemente zu verbinden. Diese bekannten elastischen Verbindungselemente, die in Form eines zur Trägerplatte koaxialen Trägers ausgebildet sind, gestatten aber als solche keine vollkommen radiale Bewegung dieser Trägerplatte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Verbindungselemente derart zu verbessern/ daß sie eine in sich exakt parallele radiale Bewegung der Trägerplatte während ihrer Drehung gewährleisten, um die auf dieser Trägerplatte spitzen-

los aufgenommenen Werkstücke im Profilfeinschliff bearbeiten zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Profilschleifmaschine vor, mit einem von einem Motor angetriebenen, umlaufenden Spindelstock, einer zur Achse dieses Spindelstocks senkrechten Trägerplatte, radial elastische Verbindungselemente zwischen der Trägerplatte und dem Spindelstock, mit Vorrichtungen zur radialen Belastung der Platte während ihrer Drehung und mit Elementen zur koaxialen Halterung des zu profilierenden Werkstückes gegenüber der Trägerplatte, wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die elastischen Verbindungselemente eine Anzahl ra^dial elastischer, parallel zur Spindelstockachse verlaufender und um diese verteilter Träger sind.

Vorzugsweise weist jeder Träger in seinem freien Abschnitt einen im wesentlichen konstanten Durchmesser auf und an jedem Ende einen verdickten Abschnitt in Form einer Schulter, die sich in einen axialen Schaftabschnitt mit einem Gewinde verlängert, dessen Durchmesser zwischen dem Durchmesser des freien Abschnitts und dem der Schulter liegt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Profilschleifmaschine gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung, im Schnitt nach Linie 1-1 in Fig. 4; '

Fig. 2 einen entsprechenden Längsschnitt nach erfolgter Vierteldrehung der Werkstückträgerplatte;

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 2Jf

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Profilschleifmaschine;

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 in Fig\ 4;

Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich, ist eine Werkstückträgerplatte 1 vorgesehen, mit deren Achse X-X die Achse einer aylindrischen Fläche eines (nicht dargestellten) Werkstückes zusammenfällt. Diese koaxiale Festlegung des Werkstückes ist auf beliebige Weise erhältlich und daher in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellt. Insbesondere kann das Werkstück freitragend gegenüber der Trägerplatte festgelegt sein.

Die Trägerplatte 1 besteht aus einem ebenen scheibenförmigen Körper gleichförmiger Dicke, an dessen Umfang eine zylindrische Steuerkurve 2 vorgesehen ist, deren Profil in leichter Abweichung von vollkommener Kreisförmigkeit ellipsenförmig ausgebildet ist. Nahe dem Umfang der Platte 1 sind drei axiale Bohrungen 3 gleichmäßig um die Achse X-X verteilt ausgebildet, die von der dem zu profilierenden Werkstück zugewandten Fläche her aufgebohrt sind.

Auch der drehbare Spindelstock 4, der mit der Abtriebswelle eines in Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten Antriebsaggregates verbunden ist, weist eine plane Endplatte 5 auf, welche sich parallel zur Trägerplatte 1 erstreckt und drei axiale Bohrungen 6 an den Bohrungen 3 gegenüberliegenden Stellen aufweist, die von der entgegengesetzten Seite her aufgebohrt sind.

Die Trägerplatte 1 ist mit der Platte 5 über drei elastische Streben bzw. Träger 7 verbunden, die z.B. aus Stahl hergestellt sind. Jeder Träger weist einen freien Abschnitt 8 mit konstantem Durchmesser auf, der sich zu jedem Ende hin in einen Fuß 9 verdickt, welcher eine radiale Schulter 10 mit einem gegenüber den Bohrungen 3 und 6 größeren Durchmesser bildet. Anschließend an jede Schulter verlängert sich der Träger in einen zunächst glatten und dann mit einem Gewinde versehenen Schaftabschnitt 11, dessen Durchmesser zwischen dem Durchmesser des freien Abschnittes 8 und dem Durchmesser der Schulter 10 liegt.

Jeder Schaftabschnitt 11 ist spielfrei in einer Bohrung 3 bzw.

er 6 aufgenommen. Mit seinem glatten Abschnitt befindet sich in dieser Bohrung und mit seinem Gewindeabschnitt erstreckt er sich in die entsprechende Aufbohrung. Durch eine auf diesen Gewindeabschnitt aufgeschraubte und in der Aufbohrung aufnehmbare Mutter 12 wird der jeweilige Schaftabschnitt 11 gesichert.

Ein zylindrischer Rollkörper 13 rollt am Umfang der Steuerkurve 2 ab. Dieser Rollkörper ist auf einem zur Achse X-X parallelen Zapfen 14 drehbar gelagert, welcher am einen Ende eines elastischen Federarms 15 angeordnet ist. Das andere Ende des Federarms 15 ist.am Maschinenrahmen befestigt, und seine Nutzlänge läßt sich über dargestellte Vorrichtungen verändern.

Die Achse Y-Y des Spindelstockes 4 ist feststehend. Sobald der Spindelstock dreht, versetzt er die Trägerplatte über die Träger -7 in Drehung, so daß der Rollkörper 13 über die Steuerkurve 2 über Bereiche unterschiedlichen Radius abrollt. Das Verhältnis der Federeigenschaften des Federarms 15 und der Träger 7 liegt z.B. in der Größenordnung von 100 : 1 und definiert den Abstand d der Verlagerung der Achse X-X der Trägerplatte 1, wie in FR-PS 1 401 981 beschrieben. Fig. 2 und 3 zeigen in übertriebener Darstellung eine maximale Verlagerung der Achse X-X.

Wenn nun ein drehbarer Schleifkörper mit einer feststehenden, zur Achse Y-Y parallelen Achse (in Fig. 1 bis 3 nicht darge-

stellt) auf die zu profilierende zylindrische Fläche des Werkstückes einwirkt, wird diese Fläche nach einem elliptischen Profil analog dem Profil der Steuerkurve 2 aber mit einer Exzentrizität d geschliffen.

Durch die Abstützung der Trägerplatte 1 über die drei Träger 7 bewegt sich diese praktisch vollkommen radial und parallel zu sich selbst, ohne Drehung und ohne Neigung der Platte gegenüber dem Spindelstock 4. Die Träger 7 gewährleisten insbesondere eine einheitliche Elastizität der Konstruktion in allen radialen Richtungen der Trägerplatte. Die beschriebene Festlegung gestattet eine größere Befestigungssteifheit der Füße 9 und das Ausschalten jeglicher, wenn auch nur mikrometerkleinen Gleitverschiebung in diesem Bereich. Außerdem kann mit dem obenangegebenen Durchmesser-Verhältnis die radiale Elastizität der Trägerplatte gegenüber der Scheibe 5 von jeglicher Hyäerese freigehalten werden und ihre Bewegung kann vollkommen proportional und kolinear zur radialen Kraft F erfolgen, die durch die Anlage des Rollkörpers 13 am Umfang . der Steuerkurve 2 erzeugt wird.

Während ihrer radialen Bewegung bleibt somit die Trägerplatte vollkommen parallel zu ihrer Ausgangsstellung, und folglich bleibt auch di e zu schleifende Fläche genau parallel zur Rotationsachse des Spindelstocks 4 der Maschine, so daß das gewünschte mathematisch zylindrische Profil mit hoher Präzision herstellbar ist.

Fig. 4 und 5 zeigen die Anwendung der Erfindung an einer zweiseitigen Schleifmaschine zum spitzenlosen Schleifen der Zapfen von Tripod-Elementen für homokinetische Gelenke. Hierbei sind zwei Spindelstöcke 4, 4a mit gleicher Achse Y-Y vorgesehen, wobei jedem Spindelstock eine gesonderte Vorrichtung zur Bewegung während der Schleifarbeit im Langsamvorschub in Richtung der Achse Z-Z des zweifachen Schleifkörpers 16 und zur Eilrückstellung zugeordnet ist, wobei dieser Schleifkörper mit Vorrichtungen zur Eilzustellung und Eilrückstellung ausgerüstet ist.

Jede Trägerplatte 1, la weist eine Konsole 17 auf, auf welcher lösbar ein Tripodelement 18 über seine Nabe 19 mittels einer spreizbaren, eingreifenden Aufnahmezange 22 festgelegt ist, welche über ein mit der Trägerplatte verbundenes Gestänge 21 und einen einfach wirkenden Arbeitszylinder 22 betätigbar ist, welche mit der Trägerplatte verbunden in in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Die exakte Positionierung des Tripod-Elementes ist derart, daß jeder zu schleifende Zapfen 23.nacheinander in zur zugehörigen Trägerplatte 1, 1a vollkommen koaxiale Lage ausgerichtet wird, wird durch ein (in Fig. 4 nicht gezeigtes) Einstellelement 24 gewährleistet, welches drei radiale Einschnitte 25 mit umgekehrtem V-Profil in einem Winkelabstand von 120° aufweist. Dieses Element 24 ist frei beweglich am unteren Ende eines Schrittschaltmechanismus 26 angeordnet, welcher selbst an einem unter Einwirkung eines Zahnstangengetriebes 28 nach oben rückschwenkbaren Arm 27 gelagert ist. Die Rückführung jeden Spindelstocks 4, 4a in seine Ausgangsstellung wird durch einen elektrischen Meßfühler 29 ausgelöst, welcher den Zapfen während der Schleifarbeit abtastet. Automatische Vorrichtungen steuern den Stillstand der Spindelstöcke 4, den Auswurf der fertigen Werkstücke, die Aufgabe, Positionierung und die Festlegung der neuen Werkstücke, das Abfahren der Spindelstöcke, etc.

Die in Fig. 4 und 5 gezeigte Maschine ist identisch mit der im einzelnen in der deutschen Anmeldung gleichen Datums der Anmelderin beschriebenen Maschine, abgesehen von der elastischen Verbindung über die drei Träger zwischen jeder Trägerplatte 1, 1a und den jeweiligen Spindelstöcken 4, 4a.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform können mehr als drei Träger im regelmäßigen ümfangsabstand zwischen der Trägerplatte und ihrem zugehörigen Spindelstock vorgesehen sein, auch wenn die Verwendung dreier Träger vorzuziehen ist.

Die Erfindung gestattet ganz allgemein die rasche und wirtschaftliche Durchführung eines ProfilEeinsischliffs in automatischer

Großserienfertigung mittels einer einfachen und zuverlässig wirkenden Vorrichtung. Sie läßt sich nicht nur für die Zapfen von homokinetischen Gelenken,sondern auch für die Zapfen von Kardankreuzen, Zapfen von Bipod-Gelenken und allgemein für Rollkörper tragende Zapfen verwenden. Sie findet außerdem vorzugsweise Einsatz für das Profilschleifen von Bohrungen zur Aufnahme von Lagern, Wellen oder Gelenkachsen.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder Dipl.-Ing. K. Schieschke

8000 München 40, Elisabeihstr 34

-to-

Leerseite

Claims

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Ector

Dipl.-ing. K.Schieschke

München 40, Elisabethstr. 34

GLAENZER SPlCER
F-78301 Poissy

Profilschleifmaschine

Patentansprüche :

M.Jprofilschleifmaschine mit einem VOtt einem Motor angetriebenen umlaufenden Spindelstock» einer zur Achse dieses Spindelstocks senkrechten Werkstückträgerplatte, mit ra- . dial elastischen Verbindungselementen zwischen der Trägerplatte und dem Spindelstock, mit Vorrichtungen 2ür radialen Belastung der Trägerplatte während ihrer Drehung und mit einer Vorrichtung zur köakiäien Halterung des zu schleifenden Werkstückes gegenüber der Trägerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischeh Verbindungselemente eine Anzahl radial elastischer» parallel zur Achse Y-Y verlaufender und um diese .verteilter Träger (7) sind.
2. Profilschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verbindungselemente drei gleichmäßig um die Achse (Y-Y) verteilte elastische Träger (7) sind.
3. Profilschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (7) an der Trägerplatte (1) nahe deren Umfang befestigt sind.
4. Profilschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (7) in seinem fortlaufenden Abschnitt (8) einen im wesentlichen konstanten Durchmesser und an jedem Ende einen verdickten Abschnitt (9) aufweist.
5. Profilschleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verdickte Abschnitt (9) eine Schulter (10) bildet und sich in einen axialen Schaftabschnitt (11) mit einem Gewinde verlängert.
6. Profilschleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Schaftabschnitt (11) einen zwischen dem Durchmesser des fortlaufenden Abschnitts (8) des Trägers (7) und dem Durchmesser der Schulter (10) liegenden Durchmesser besitzt. .
7. Profilschleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (1) an ihrem Umfang eine Steuerkurve (2) aufweist, über welche ein auf einem elastischen Element gelagerter Rollkörper (13) abrollt.
8. Profilschleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (15) ein Federarm verstell-

. barer Länge ist.

DIpl.-ΐ Dfpl.-Ing.

8000 München a\ ElisablRhstr. 34