DE3326528C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nockenschleifmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Nockenschleifmaschine dieser Bauart ist in der DE-OS 23 21 145 beschrieben und dargestellt. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist der Kopierschablonenblock lösbar auf der Werkstückspindel befestigt und zwar am äußeren Ende der Werkstückspindel. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist zwar ein Austausch des Kopierschablonen­ blocks zwecks Bearbeitung unterschiedlicher Werkstückformen ohne wesentliche Demontagemaßnahmen grundsätzlich möglich, weil der Kopierschablonenblock von der Werkstückspindel abgezogen werden kann. Dies kann bei der bekannten Ausgestaltung jedoch nur manuell erfolgen, da eine Vorrichtung zur Automatisierung des Kopierschablonen­ block-Austausches nicht vorgesehen ist. Eine solche Vorrichtung läßt sich bei der bekannten Maschine auch nur erschwert anordnen bzw. integrieren, weil der Kopierschablonenblock auf der Werkstückspindel angeordnet ist, wo für eine derartige Vorrichtung mit Rücksicht auf an dieser Seite angeordnete Bedienungselemente nur wenig Raum zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Nocken­ schleifmaschine der eingangs bezeichneten Art so auszuge­ stalten, daß der Kopierschablonenblock insbesondere im Hinblick auf eine rationellere Fertigung von Einzelwerk­ stücken oder Kleinserien automatisch auszutauschen ist.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Nocken­ schleifmaschine ein Magazin für mehrere Kopierschablonen­ blöcke, eine Greifeinrichtung zum Befördern der Kopier­ schablonenblöcke vom Magazin zum der Aufnahme des jeweili­ gen Kopierschablonenblocks dienenden Welle sowie umgekehrt und ein besonderes Spannmittel zur Festlegung des jeweili­ gen Kopierschablonenblocks an der Welle zugeordnet, wodurch der angestrebte automatische Austausch bzw. Wechsel der Kopierschablonenblöcke erfolgen kann. Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht der betreffende Kopierschablonenblock sondern das Tastelement auf der Werkstückspindel gelagert. Der Kopierschablonenblock ist auf einer besonderen, sich parallel zur Werkstückspindel und somit in einem Abstand von letzterer im Maschinenbett gelagerten Welle angeordnet, wodurch sich ein Abstand der Anordnungsstelle für den Kopierschablonenblock von der Werkstückspindel ergibt. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Anordnung der Welle an einer Stelle, wo insbesondere im Hinblick auf die Bedienungsseite der Werkzeugmaschine mehr Raum zur Verfügung steht. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestal­ tung erfolgt der Kopierschablonenblock-Austausch somit unabhängig von der Werkstückspindel und deren Winkellage. Es ist somit möglich, während des Kopierschablonen­ block-Austausches auch einen Werkstück-Austausch vorzuneh­ men.

Es ist zwar aus der US-PS 40 56 900 an sich bereits bekannt, eine Kopierschablone auf einer zur Werkstückspindel parallelen Spindel anzuordnen, jedoch führt diese Ausgestal­ tung nicht zu der erfindungsgemäßen Lösung, weil dort die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht angesprochen ist und dem­ gemäß dort auch keine Vorrichtung für ein automatisches Auswechseln der Kopierschablonen vorgesehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Nockenschleifmaschine in schema­ tischer Draufsicht;

Fig. 2 die die Kopierschablone der Nockenschleifmaschine tragende Welle im Längsschnitt;

Fig. 3 die Seitenansicht in Richtung der Pfeile III-III in Fig. 2; und

Fig. 4 die Teil-Seitenansicht in Richtung der Pfeile IV-IV in Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Nockenschleifmaschine ist zum Schleifen eines Werkstücks W in Form einer Ventilantriebs-Nockenwelle für eine Zweizylindermaschine eingerichtet. Die Nockenwelle bzw. das Werkstück W weist ein Paar von Ansaugventil-Nocken Wa, Wa′ und ein Paar von Auspuffventil-Nocken Wb, Wb′ auf.

In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Schwenk­ tisch, auf dem eine Werkstückspindel 2 zum Halten des Werk­ stückes W vorgesehen ist. Der Schwenktisch 1 ist so angeord­ net, daß er um seine Längsachse schwenkbar ist, und zwar ist er durch eine nicht dargestellte Feder gegen eine Umfangs­ schleifscheibe 4 nach vorn beaufschlagt, so daß eine Berührung zwischen dem Werkstück W und der vor dem Werkstück angeordne­ ten Schleifscheibe 4 zustandekommt. Gleichzeitig stehen ein als Tastrolle ausgebildetes Tastelement 6 und eine nockenför­ mige Kopierschablone eines Kopierschablonenblocks 7 in Berüh­ rung, der zwischen dem Schwenktisch 1 und dem Bett 5 der Ma­ schine vor dem Schwenktisch 1 angeordnet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Tastrolle 6 auf dem Schwenktisch 1 und der Kopierschablonenblock 7 auf dem Maschi­ nenbett 5 angeordnet. Im einzelnen weist - wie dies das Ausführungsbeispiel zeigt - der Kopierschablonenblock 7 zwei Arten von Kopierschablonen A und B auf, die in ihrer Form voneinander unterschiedlich sind sowie mit den betreffenden Nocken Wa und Wb korrespondieren, somit phasenverschoben sind und auf einer gemeinsamen Welle 8 Seite an Seite aufgesetzt sind. Die Tastrolle 6 ist koaxial auf der Werkstückspindel 2 angeordnet und durch einen Verschiebemechanismus 9 in eine beliebige vorbestimmte Position wahlweise axial verschiebbar, die jeweils entweder der einen oder der anderen Kopierscha­ blone A bzw. B gegenüberliegt. Hierzu kann eine Splintverbin­ dung oder dergl. für die Tastwelle 6 dienen.

Die Bezugszeichen 10 und 11 bezeichnen Antriebsmotoren zum Drehen der Werkstückspindel 2 und der Welle 8. Die An­ triebsmotoren 10, 11 sind beispielsweise Impulsmotoren oder Schrittmotoren. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich die Werkstückspindel 2 und die Welle 8 synchron drehen. Dies kann dadurch bewirkt sein, daß die beiden Antriebsmotoren 10, 11 synchron durch Antriebsimpulse aus einer Steuereinrichtung 12 angetrieben werden. Außerdem ist der Antrieb der Welle 8 der­ art eingerichtet, daß die Welle 8 in ihrer Drehphase bezüg­ lich der Werkstückspindel 2 lediglich durch Antreiben des An­ triebsmotors 11 eingestellt werden kann.

Die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Nockenschleifma­ schine ist folgende.

Zunächst wird die Schleifscheibe 4 in eine Position bewegt, die dem linksseitigen Nocken Wa des Werkstückes W gegenüber­ steht, und die Tastrolle 6 wird in eine Position verschoben, die der Kopierschablone A für den Nocken Wa gegenübersteht. Unter dieser Bedingung wird der Schwenktisch 1 in eine nach vorn gerichtete Neigung geschwenkt und es wird zuerst ein vor­ bestimmter Teil des Nockens Wa um eine vorbestimmte Tiefe durch die Schleifscheibe 4 abgeschliffen bis die Tragrolle 6 in Berührung mit der Kopierschablone A kommt. Als nächstes werden die Werkstückspindel 2 und die Welle 8 synchron ge­ dreht, und der Nocken Wa wird dabei durch die Schwenkbewe­ gungen des Schwenktisches 1, der der Kopierschablone A folgt, derart geschliffen, daß er zu einer Nockenform ausgebildet wird, die der Kopierschablone A entspricht.

Nach Vollendung des Schleifvorganges wird der Schwenktisch 1 zurückgeschwenkt, die Schleifscheibe 4 in eine Position bewegt, die dem Nocken Wb gegenübersteht und die Tastrolle 6 in eine Position verschoben, die der Kopierschablone B gegenübersteht. Danach wird der Schwenktisch 1 erneut wie vor beschrieben nach vorn geschwenkt, und der Nocken Wb wird entsprechend der Form der Kopierschablone B geschliffen.

Das andere Paar von Nocken Wa′, Wb′ ist als nächstes zu bearbeiten. Da diese einen Winkelversatz von 180° gegenüber dem Nockenpaar Wa und Wb aufweisen, wird daher zunächst die Welle 8 um 180° in bezug auf die Werkstückspindel 2 gedreht, wodurch sie in ihrer Winkellage auf das zu schleifende Paar eingestellt wird. Danach wird mit genau den gleichen Vorgängen die Schleifarbeit für die Nocken Wa′ und Wb′ ausgeführt. Der Verschiebemechanismus für die (gemeinsame) Tastrolle 6 kann bezüglich seiner Abmessungen relativ klein dimensioniert sein, da er nur eine geringfügige in axialer Richtung verlaufende Verschiebebewegung der Tastrolle 6 zu bewirken braucht. Dies vermindert das Trägheitsmoment des Schwenktisches in bezug auf dessen Schwenkbewegungen deutlich, so daß daraus resultierende Schwingungsprobleme überwunden werden. Daher kann die Schleif­ arbeit mit einer hohen Vorschub- und Taktgeschwindigkeit ausgeführt werden.

Wenn das Werkstück W durch ein unterschiedliches ersetzt wird, ist lediglich der Kopierschablonenblock auf dem Maschinenbett 5 auszuwechseln. Auf diese Weise ist ein einfacher Wechsel möglich. Zu diesem Vorteil trägt auch bei, daß der Kopier­ schablonenblock 7 auf einem vom Lagerabschnitt 5 a der Welle 8 nach außen vorstehenden freien Endabschnitt der Welle 8 sitzt, wodurch er axial davon abgezogen werden kann.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, liegt der Kopierscha­ blonenblock 7 der an der Stirnfläche 8 a des freien Endab­ schnittes der Welle 8 über eine Verdrehsicherung 13 nach Art einer Klauenkupplung oder Stirnverzahnung an, so daß der Kopierschablonenblock 7 gegenüber der Welle 8 a nicht verdreht werden kann. Zur Befestigung des Kopierschablonenblocks 7 ist im weiteren eine Zugspindel 14 vorgesehen, die sich durch die Welle 8 erstreckt und an ihrem nach außen vorstehenden Endab­ schnitt ein Verriegelungselement in Form eines hammerkopfför­ migen Flansches 14 a aufweist. Der Flansch 14 a ist durch eine zentrale, rechteckige Durchgriffsöffnung 7 a im Kopierschablo­ nenblock 7 einführbar und durch Drehung der Zugspindel 14 um 90° zwecks Kreuzung der Durchgriffsöffnung 7 a in seine Ver­ riegelungsstellung bringbar.

Der Zugspindel 14 ist auf der in Fig. 4 linken Seite ein hy­ draulischer Drehantrieb 15 und eine Kolben-Zylindereinheit 16 zwecks Drehung bzw. axialer Verschiebung in die Verriegelungs- und Entriegelungsstellung zugeordnet. Die Kolben-Zylinderein­ heit 16 ist am dem Flansch 14 a abgewandten Ende der Zugspindel 14 vorgesehen. Durch Aufhebung der Druckberührung zwischen dem Flansch 14 a und dem Kopierschablonenblock 7 durch eine ent­ sprechende Längsbewegung der Zugspindel 14 und durch Drehung derselben um 90° kann die Zugspindel 14 a in eine Lage gebracht werden, die mit der rechteckigen Durchgriffsöffnung 7 a über­ einstimmt, und in dieser Lage kann der Kopierschablonenblock 7 in axialer Richtung von der Zugspindel 14 entfernt werden.

Die Welle 8 ist durch einen Riemen 17 und eine Einstellungs- Riemenscheibe 8 b, die am rückwärtigen Ende der Welle 8 angeordnet ist, mit dem zuvor erwähnten Antriebsmotor 11 verbunden.

In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 18 ein Magazin für verschiedene Kopierschablonenblöcke 7, das auf einer Seite der Welle 8 derart angeordnet ist, daß ein Kopierschablonenblock 7 auf der Welle 8 durch eine zwischengeschaltete Greifeinrich­ tung 19, die zwischen dem Magazin 18 und der Welle 8 angeord­ net ist, auswechselbar ist.

Das Magazin 18 weist eine Platte 18 a auf, die drehbar auf einer Welle 18 d sitzt, die sich parallel zur Welle 8 erstreckt und mehrere auf dem Umfang in gleichmäßigen Abständen vonein­ ander angeordnete Haltestifte 18 c zur Aufnahme der Kopierscha­ blonenblöcke 7 aufweist (Fig. 4). Die Greifeinrichtung 19 be­ steht aus einem Schwenkteil 19 a, das auf einer Welle 19 f sitzt, die parallel zu der Welle 8 verläuft und axial in bei­ den Richtungen bewegbar ist, und einem Paar Greifern 19 b zum Fördern eines Kopierschablonenblocks 7 von der Platte 18 a des Magazins 18 auf die Welle 8 oder umgekehrt.

Wenn das Werkstück W durch ein neues unterschiedliches Werk­ stück ersetzt wird, wird die Platte 18 a so weit gedreht, daß der für das neue Werkstück W bestimmte Kopierschablonenblock 7 sich in einer durch die einander gegenüberliegenden Greifer 19 b erfaßbaren Position befindet. In dieser Position wird das Schwenkteil 19 a durch eine Kolben-Zylindereinheit 19 d bezüg­ lich Fig. 1 nach links verschoben, und die Kopierschablo­ nenblöcke 7 auf der Platte 18 a und der Welle 8 werden durch die Greifer 19 b ergriffen. Danach wird das Schwenkteil 19 a in Fig. 1 nach rechts verschoben, so daß die Kopierschablonen­ blöcke 7 von der Palette 18 a und der Welle 8 abgezogen werden. Dann wird das Schwenkteil 19 a um 180° gedreht und erneut in Fig. 1 nach links verschoben, wodurch diese Kopierschablonen­ blöcke 7 ausgewechselt und auf die Welle 8 bzw. die Platte 18 a aufgesetzt werden.

Das Schwenkteil 19 a ist mit zwei je einem Greifer 19 b zugeord­ neten Positionierungsstiften 19 c versehen, die so angeordnet sind, daß sie zum Einstellen der Winkellage der betreffenden Kopierschablonen A, B mit einer Ausnehmung 7 b in Eingriff zu bringen sind, die am Umfang jedes Kopierschablonenblocks 7 ausgebildet ist.

Das Bezugszeichen 18 b bezeichnet einen Antriebsmotor für die Platte 18 a und das Bezugszeichen 19 e einen Motor zum Drehen des Schwenkteils 19 a.

Claims (6)

1. Nockenschleifmaschine,

• - mit einem Schwenktisch zum Tragen eines zu bearbeiten­ den Werkstücks mittels einer drehangetriebenen Werk­ stückspindel,
• - mit einer Umfangsschleifscheibe, die auf dem Bett der Maschine achsparallel zur Werkstückspindel angeord­ net und verstellbar ist, und
• - mit einer Kopiereinrichtung, die aus einem synchron und phasengleich mit dem Werkstück drehangetriebenen Kopierschablonenblock und einem diesem abtastenden, um eine parallel zur Werkstückspindel verlaufende Achse drehbar gelagerten Tastelement besteht, wobei der Kopierschablonenblock an einem freien Ende der ihn tragenden Welle befestigt ist,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß diese Welle (8) parallel zur Werkstückspindel (2) im Maschinenbett (5) gelagert und das Tastele­ ment (6) auf der Werkstückspindel (2) angeordnet ist,
• - daß die Maschine ein Magazin (18) für mehrere Kopierschablonenblöcke (7) und eine Greifeinrichtung (19) mit zwei Greifern (19 b) aufweist, welche die Kopierschablonenblöcke (7) vom Magazin (18) zur Welle (8) und umgekehrt befördert,
• - daß in der Welle (8) eine Zugspindel (14) koaxial geführt und mittels eines Motors (15, 16) verschieb- und drehbar ist, die mit ihrem dem Motor (15, 16) abgewandten Ende den Kopierschablonenblock (7) durch­ greift und über einen hammerkopfartigen Flansch (14 a) gegen eine Stirnfläche (8 a) der Welle (8) spannt, und
• - daß die Durchgriffsöffnung (7 a) des Kopierschablonen­ blocks (7) für die Zugspindel (14) im Querschnitt der Querschnittsform des Flansches (14 a) entspricht.

2. Nockenschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugewandten Stirnflächen der Welle (8) und des Kopierschablonenblocks (7) eine Verdrehsicherung (13) nach Art einer Klauenkupplung oder Stirnverzahnung vorgesehen ist.

3. Nockenschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtung (19) ein Schwenkteil (19 a) aufweist, an dem die Greifer (19 b) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind, und das Schwenkteil (19 a) um eine parallel zur Welle (8) verlaufende Achse schwenkbar und axial verschiebbar ist.

4. Nockenschleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Greifer (19 b) ein Positionierungsstift (19 c) zugeordnet ist, der zum Einstellen einer bestimmten Drehstellung jedes vom Magazin (18) zur Welle (8) zu fördernden Kopierschablonenblocks (7) mit einer Ausnehmung (7 b) am Umfang des betreffenden Kopierschablonenblocks (7) in Eingriff zu bringen ist.

5. Nockenschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (18) aus einer um eine parallel zur Welle (8) verlaufende Achse drehbaren Platte (18 a) mit mehreren stirnseitig kreisförmig angeordneten Haltestiften (18 c) zur Aufnahme der Kopierschablonenblöcke (7) besteht.