DE4103091A1

DE4103091A1 - Verfahren und vorrichtung zum gleichzeitigen schleifen aller nocken einer nockenwelle in einer aufspannung

Info

Publication number: DE4103091A1
Application number: DE19914103091
Authority: DE
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1992-08-06
Also published as: DE4103091C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung ins besondere zum Schleifen aller Nocken einer Nockenwelle in einer Aufspannung.

Beim Schleifen von Nocken ist man bisher so vorgegangen, daß auf der Nockenwelle ein Nocken nach dem anderen vor- bzw. fertigge schliffen wurde. Die Nachteile des bekannten Verfahrens liegen in erster Linie darin, daß die Bearbeitung der Nocken nachein ander erfolgt. Dies hat zur Folge, daß die Bearbeitungszeiten der kompletten Nockenwelle sehr hoch werden und dadurch bedingt nur eine geringe Ausbringung von Nockenwellen pro Zeiteinheit möglich ist. Ferner ist durch die Anordnung zum Schleifen mit nur einer Schleifeinheit, die aus Schleifspindel und Schleif scheibe besteht, die resultierende Radialkraftkomponente, die durch Lünetten abgestützt werden muß, hoch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und die Fertigungszeiten und damit auch die Kosten zur Außenkonturbearbeitung der Nocken wesentlich zu senken.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß dadurch ge löst, daß gleichzeitig alle Nocken einer mit mehreren Nocken aus gestatteten Nockenwelle an der Nockenaußenkontur geschliffen wer den, und daß in einer Schleifstation so viele aus Schleifspindel und wenigstens einer Schleifscheibe bestehende Schleifeinheiten im Einsatz sind, wie Nocken oder Nockenpaare an der Nockenwelle vorgesehen sind. Somit ist an allen Nocken der Nockenwelle gleichzeitig jeweils eine Schleifscheibe im Eingriff. Für jeden Nocken einer mit mehreren Nocken ausgestatteten Nockenwelle ist eine Schleifeinheit, die aus Schleifspindel und Schleifscheibe besteht, vorgesehen. Dadurch kann mit jeweils einer Schleifschei be gleichzeitig an jeweils einem Nocken der Nockenwelle geschlif fen werden.

Die Zahl der Schleifeinheiten entspricht der maximaien Anzahl der Nocken auf der Nockenwelle, die auf der Maschine geschliffen werden soll. Beim Schleifen von Nockenwellen mit einer geringen Anzahl von Nocken ist nur die benötigte Anzahl von Schleifein heiten im Eingriff. Demnach wird an allen Nocken der Nockenwel le gleichzeitig geschliffen. Dadurch, daß die Schleifeinheiten alle gleichzeitig im Einsatz sind, führt dies zu sehr kurzen Schleif- bzw. Bearbeitungszeiten. Die Bearbeitungszeit für die ganze Nockenwelle verringert sich demzufolge erheblich im Ver gleich mit den bisher bekannten Schleifverfahren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus Anspruch 2.

Vorrichtungsmäßig ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jedem Nocken oder jedem Nockenpaar einer mit mehreren Nocken ausgestatteten Nockenwelle eine Schleifeinheit zugeordnet ist. Die Schleifeinheit besteht aus einer Schleifspindel und einer Schleifscheibe. Die Schleifeinheiten sind über die Längs- und Um fangsrichtung der Nockenwelle verteilt angeordnet.

Eine bevorzugte Ausbildung dieser Vorrichtung zeichnet sich da durch aus, daß in einer Schleifstation die vorzugsweise vertikal angeordnete Nockenwelle durch eine rohrförmige Aufnahme aufge nommen ist, welche im Bereich einer jeden Schleifeinheit eine Ausnehmung aufweist. Des weiteren sind andere Ausführungsformen von Spannvorrichtungen und Lünetten einsetzbar.

Die vertikale Anordnung der Nockenwelle in dieser rohrförmigen Aufnahme macht die besonders günstige Anordnung und Ausbildung von Abstützungen und Schleifeinheiten möglich.

Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Schleifen mit zwei Schleifscheiben je Schleifeinheit ausgeführt werden, wobei eine Schleifscheibe die Aufgabe des Vor- und die andere Schleif scheibe die Aufgabe des Fertigschleifens übernimmt. Eine wei tere Ausführungsform dieses Verfahrens ermöglicht das Schleifen von Nockenwellen mit Nockenpaaren, wobei mit einer Schleifein heit je ein Nockenpaar (also zwei Nocken nacheinander bzw. mit einander) geschliffen werden können. Hierbei ist die Anzahl von Schleifeinheiten gleich der halben Anzahl der Nocken auf der Nockenwelle.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Vorrichtung zur Bearbeitung einer Nockenwelle mit sechs Nocken;

Fig. 2 die Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vor richtung in Richtung des Pfeils Z;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung gemäß Linie A-A.

Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Nockenwelle mit sechs Nockenpaaren 3 bearbeitet. Jedem Nocken 3 ist eine Schleifeinheit zugeordnet, die aus einer Schleifspindel 10, die als strichpunktierte Linie angedeutet ist, und aus einer oder mehreren Schleifscheiben 1, 2 besteht, die zum Vor- und Fertig schleifen der Nockenaußenkontur eingesetzt werden.

Die zu schleifende Nockenwelle 4 ist vorzugsweise vertikal angeord net und drehbar in einer fixierten rohrförmigen Aufnahme aufge nommen. Die rohrförmige Aufnahme 11 hat für jeden Nocken bzw. jedes Nockenpaar je nach Ausführung von Maschine und Nockenwelle, eine Ausnehmung 12 für den Eingriff der Schleifscheibe. Die Nockenwelle 4 ist über mindestens drei Lünetten 13 in der Aufnah me 11 drehbar gelagert.

Die Lünetten greifen an der Nockenwelle 4 jeweils an den bereits vorbearbeiteten Lagerstellen der Nockenwelle an. Die Lünetten sind in der Draufsicht gesehen jeweils um einen Winkel von ca. 120° versetzt; dadurch entsteht über die gesamte Länge der Nockenwelle eine Abstützung, die das Werkstück radial nach allen Richtungen hin abstützt.

Die Schleifeinheiten S sind jeweils über eine Befestigungsplatte 16 und eine Halterung 17 an einem Maschinengehäuse 5 gelagert. Die Schleifeinheiten sind radial in Richtung des Pfeils 18 und tan gential in Richtung des Pfeils 20 (vgl. Fig. 2) beweglich an geordnet. Um die exakte Nockenform schleifen zu können, müssen die beiden Achsen 18 und 21 um voneinander abhängige Wege ver fahren werden können; dies wird vorzugsweise über elektronische Steuerungen ermöglicht. Die beiden Achsen in den Richtungen 19 und 20 können mechanisch oder elektronisch gesteuert verfahren werden.

In die rohrförmige Aufnahme 11 wird außerhalb der Maschine die zu bearbeitende Nockenwelle 4 eingesetzt. Diese Aufnahme 11 wird dann zusammen mit der Nockenwelle in die Maschine eingesetzt und an ihren beiden Enden durch Spannvorrichtungen 15 fixiert und gehalten. Ein Drehmitnehmer 14 übernimmt die Aufgabe, die Nocken welle 4 innerhalb der Aufnahme 11 um ihre Längsachse zu drehen.

Die Schleifeinheiten S sind (vgl. Fig. 2) um die rohrförmige Aufnahme 11 in Umfangsrichtung sternförmig und in Längsrichtung der rohrförmigen Aufnahme 11 entsprechend dem Abstand der Nocken zueinander versetzt angeordnet.

Durch diese sternförmige Anordnung der Schleifeinheiten S in Umfangsrichtung ergibt sich ein weiterer entscheidender Vor teil, weil, da die Schleifscheiben alle am Umfang verteilt an greifen, sich die durch die gleichzeitige Bearbeitung der Nocken außenkontur ergebenden Radialkräfte gegeneinander aufheben und daher nicht auf die Aufnahme 11 und die Spannvorrichtungen 15 übertragen werden.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß alle Schleifspindeln 10 oberhalb der horizontalen Schleifscheibe angeordnet sind. Sie können aber auch unterhalb oder wechselweise oberhalb und unterhalb der Schleifscheibe angeordnet sein.

Zur Voreinstellung auf verschiedene Nockenwellen sind die stern förmig angeordneten Schleifspindelstöcke in ihrer Winkellage zueinander verstellbar, was durch den Pfeil 20 angedeutet ist. Diese Verstellung kann mit einer kreisförmigen Führung außer halb der Schleifeinheiten erfolgen.

Fig. 3 zeigt, wie die zu bearbeitende Nockenwelle 4 in der rohr förmigen Aufnahme 11 aufgenommen ist. Auf die schon vorbearbei teten Lagerstellen der Nockenwelle, die jeweils nach zwei bzw. mehreren Nocken angeordnet sind, können die Lünetten 13 ange setzt werden. Daraus ergibt sich über die gesamte Aufnahmelänge der Nockenwelle eine Dreipunktlagerung, durch welche die Nocken welle 4 exakt zentrisch geführt wird.

Das Schleifen der Nocken erfolgt in folgender Weise.

Es wird gleichzeitig an jedem Nocken 3 der Nockenwelle 4 geschlif fen, d. h. daß gleichzeitig alle Nocken vorgeschliffen, anschlies send wiederum gleichzeitig alle Nocken auf der Nockenwelle fer tiggeschliffen werden.

Die Maschine kann aber auch nur zum Vor- oder zum Fertigschlei fen einer Nockenwelle eingesetzt werden, wobei das Fertig- bzw. Vorschleifen auf verschiedenen Maschinen erfolgen kann.

Eine weitere Möglichkeit zur Bearbeitung ergibt sich bei Nocken wellen mit Nockenpaaren dadurch, daß jeweils ein Nockenpaar im mer gleichzeitig bearbeitet werden kann. Dadurch sinkt die Be arbeitungszeit auf ca. den halben Wert.

Eine weitere Möglichkeit des Schleifens auf dieser Maschine be steht darin, daß an jedem Nocken bzw. an jeweils einem Nocken eines Nockenpaares gleichzeitig mit einer Schruppschleifscheibe vorgeschliffen werden kann und durch Versetzen der Schleifein heiten bzw. der Werkstückspannvorrichtung anschließend alle Nocken gleichzeitig fertiggeschliffen werden können.

Nach der erfolgten Schleifbearbeitung aller Nocken wird die Maschine entladen, d. h. die rohrförmige Aufnahme mit der darin aufgenommenen Nockenwelle wird aus der Maschine entnommen.

Claims

1. Verfahren zum Schleifen insbesondere von Nocken einer Nockenwelle in einer Aufspannung, dadurch gekenn zeichnet, daß gleichzeitig alle Nocken einer mit meh reren Nocken ausgestatteten Nockenwelle an der Nockenaußen kontur geschliffen werden und daß in einer Schleifstation so viele aus Schleifspindel und wenigstens einer Schleifscheibe bestehende Schleifeinheiten im Einsatz sind, wie Nocken oder Nockenpaare an der Nockenwelle vorgesehen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nocken gleichzeitig vorgeschliffen und anschließend ge meinsam fertiggeschliffen werden.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Nocken (3) oder Nockenpaar (3, 3) einer mit mehreren Nocken ausgestat teten Nockenwelle (4) eine Schleifeinheit (S) zugeordnet ist, und daß diese Schleifeinheiten (S) über die Längsrichtung der Nockenwelle (4) verteilt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinheiten (S) sternförmig im Abstand von und um die Nockenwelle (4) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinheiten (S) horizontal, verti kal und in ihrer Winkellage zueinander verschiebbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinheiten (S) sternförmig so angeordnet sind, daß sich die durch die gleichzeitige Bear beitung der Nockenaußenkontur ergebenden Radialkräfte ge genseitig aufheben.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindeln (10) in Bezug auf die horizontal angeordneten Schleifscheiben (1, 2) oben, unten oder abwechselnd oben und unten angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schleifstation die vertikal angeordnete Nocken welle (4) durch eine rohrförmige Aufnahme (11) aufgenommen ist, welche dabei im Bereich einer jeden Schleifeinheit eine Aus nehmung (12) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeich net, daß die rohrförmige Aufnahme (11) Lünetten (13) zum Ab stützen der Nockenwelle (4) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lünetten (13) so angeordnet sind, daß sich über die Auf nahmelänge der Nockenwelle (4) eine Dreipunktabstützung ergibt.