DE595506C - Verfahren zum Schleifen von krummen Flaechen im Kopierverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum Schleifen von krummen Flächen mit Hilfe einer umlaufenden Schleifscheibe. Der Zweck der Erfindung ist, eine einfache Maschine zur Ausübung des Verfahrens zu schaffen, die nach dem Kopierverfahren arbeitet. Die Erfindung gründet sich auf den Umstand, daß jede krumme Fläche in eine größere oder geringere Anzahl von kreisbogenförmigen Teilen aufgeteilt werden kann.

Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß die gewünschte krumme Fläche in kreisbogenförmige Teile aufgeteilt wird und daß mit diesen Teilen gleichförmige Führungsflächen, die mit Führungsrollen o. dgl. zusammenwirken, derart angeordnet werden, daß der Krümmungsmittelpunkt j eder Führungsfläche mit dem Krümmungsmittelpunkt des entsprechenden Teilbogens der gewünschten Fläche des Arbeitsstückes zusammenfällt, wobei die Schleifscheibe und das Arbeitsstück mit den Führungsflächen während des Schleifvorganges derart im Verhältnis zueinander geführt werden, daß -die Schleifscheibe zu jedem Zeitpunkt die gewünschte Fläche im fertigen Zustand in einem Punkt tangiert, der auf der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Schleifscheibe und dem Krümmungsmittelpunkt der zu der betreffenden Zeit in Wirkung befindlichen Führungsfläche liegt.'

Hierdurch wird eine genaue Wiedergabe der Form der Führungsflächen in dem gewünschten

• Maßstabe gesichert. Das neue Verfahren kann auf verschiedene Weise in die Praxis umgesetzt werden.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 eine besonders einfache Ausführung des Schleifverfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, und

Fig. 4 ist eine Aufsicht, beide teilweise im Schnitt, einer Schleifmaschine, die gemäß dem in Fig. ι und 2 veranschaulichten Prinzip gebaut ist.

In Fig. ι bezeichnet 1 eine Schleifscheibe, die um den Punkt O drehbar ist. 2 bezeichnet eine Kopierrolle, die um den Punkt P drehbar ist. Der zu schleifende Gegenstand ist durch die krumme Linie 3 repräsentiert, die die endgültige Form der zu schleifenden Oberfläche des Gegenstandes darstellt. 4 bezeichnet eine Daumenfläche, die mit der Fläche 3 gleichförmig und derart im Verhältnis zur Fläche 3 angeordnet ist, daß die beiden Flächen 3 und 4 in konzentrische Teilbogen aufgeteilt werden können. In der Zeichnung wird angenommen, daß die Fläche 3 aus drei Kreisbogen 3^a, 3* und 3⁰ und die Fläche 4 aus drei entsprechenden Kreisbogen 4^a, 4^b und 4⁰ zusammengesetzt ist. In der dargestellten Lage befindet sich der gemeinsame Mittelpunkt der Bogen s^a und 4^a im Punkt a, der gemeinsame Mittelpunkt der Bogen 3^& und 4⁶ im Punkt b und der gemeinsame Mittelpunkt der Bogen 3." und 4° im Punkt c. Ferner sei angenommen, daß die Flächen 3 und 4 auf einer Scheibe 5 angebracht sind, die um den Punkt b drehbar ist.

Die Bedingung dafür, daß in dem darge-

stellten Beispiel durch die Schleifscheibe ι eine genaue Kopie der Fläche 4 in dem gewünschten Maßstab erreicht werden kann, besteht darin, daß der Tangierungspunkt zwischen Schleifscheibe 1 und Fläche 3 und der Tangierungspunkt zwischen Kopierrolle 2 und Fläche 4 immer beide auf der Verbindungslinie zwischen dem Krümmungsmittelpunkt der betreffenden Teilbogen und den Mittelpunkten P und 0 liegen. Mit anderen Worten, die Mittelpunkte der Schleifscheibe und der Kopierrolle, die beiden Tangierungspunkte und der augenblickliche Krümmungsmittelpunkt müssen alle immer auf derselben geraden Linie liegen. Eine solche Lage ist oben in Fig. 1 dargestellt. Wenn sich die Scheibe 5 in der Richtung des Pfeiles r dreht, so wird diese gegenseitige Lage der oben angegebenen Punkte so lange aufrechterhalten, als der Teilbogen 3¹ bearbeitet wird. In diesem Falle fällt nämlich der Krümmungsmittelpunkt δ des betreffenden Teilbogens mit dem Drehungsmittelpunkt der Scheibe 5 zusammen, so daß während dieser Drehung keine Verstellung irgendwelches der betreffenden Punkte erfolgt. Wenn die Drehung so weit fortgeschritten ist, daß die Bearbeitung des Teilbogens 3^C anfangen soll, liegt zunächst der Krümmungsmittelpunkt c der Teilbogen 3° und 4^C auf der Verbindungslinie- zwischen Punkt δ und Punkt O. Sobald diese Lage aber überschritten ist, verläßt der Punkt c seine Lage auf dieser Linie, da der Punkt c sich um den Punkt δ dreht. Die gewünschte gegenseitige Lage der Mittelpunkte und Tangierungspunkte, die eine Bedingung für richtiges Schleifen ist, wird somit während der Berührung zwischen Kopierrolle 2 und Teübogen 4° nicht erreicht. Die gegenseitige Lage zwischen den verschiedenen Teilen gegen das Ende dieser Drehung ist unten in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. Es wird mit O¹ der Mittelpunkt der Schleifscheibe und mit P¹ der Mittelpunkt der Kopierrolle bezeichnet. Die Schleifscheibe und die Kopierrolle selbst sind mit i¹ bzw. 2¹ bezeichnet. Die gegenseitige Lage der Punkte b, P¹ und O¹ ist die gleiche wie in der oben in Fig. 1 dargestellten Stellung. Da aber der Punkt c nicht auf der Verbindungslinie zwischen den genannten Punkten liegt, so befindet sich der Tangierungs-So punkt t zwischen der Rolle 2¹ und der Fläche 4 nicht auf dem durch den Mittelpunkt P¹ gehenden Radius der Schleifscheibe. Wie oben angegeben worden ist, ist somit die Bedingung für die Erreichung einer richtigen Kopierung nicht erfüllt. Um diese Bedingung zu erfüllen, muß der Mittelpunkt der Schleifscheibe 1 derart verlegt werden, daß er auf der Verlängerung der Linie c-P¹ liegt, und zwar zu dem Punkt O². Die neue Lage des Umfanges der Schleifscheibe, die dann erhalten wird, ist mit 1- bezeichnet. Wie. ersichtlich, schneidet die Schleifscheibe in der Lage i¹ in die Fläche 3 ein, indem sie einen kreisbogenförmigen Einschnitt mit O¹ als Mittelpunkt in den zu schleifenden Gegenstand macht. In der Lage i² dagegen tangiert die Schleifscheibe die Fläche 3 im Punkt Γ. Jetzt liegen sämtliche Punkte c, T, t, P¹ und O² auf ein und derselben geraden Linie.

Bei praktischer Ausführung empfiehlt es sich, die Schleifscheibe und die Kopierrolle auf festen Wellen zu lagern und die zum Erreichen der genauen Kopierung erforderliche Verstellung durch eine entsprechende Verstellung der Scheibe 5 zu ersetzen. In der in Fig. 3 und 4 dargestellten praktischen Ausführungsform der Schleifmaschine und der in Fig. 2 dargestellten schematischen Ausführung der Mittel zur Bewirkung der Verstellung dieser Scheibe wird angenommen, daß die Schleifscheibe und die Kopierrolle auf Achsen gelagert sind, die sich immer auf der gleichen Höhenlage befinden, d. h. gerade, wie oben in Fig. 1 dargestellt ist. In Fig. 2 ist der Deutlichkeit wegen die Schleifscheibe nicht dargestellt. Es bezeichnet hier 2 die Kopierrolle, 3 die zu schleifende Fläche in ihrer endgültigen Form und 4 die mit der Kopierrolle 2 zusammenwirkende Daumenfläche. 5 bezeichnet die um den Punkt δ drehbare Scheibe, welche die Flächen 3 und 4 trägt, und zwar ist in der Zeichnung die Scheibe 5 als aus einem Stück mit der Fläche 4 hergestellt gezeichnet. Die Scheibe 5 trägt ferner eine Daumenfläche 10, die mit einer Rolle 11 zusammenwirkt. Es sei angenommen, obwohl nicht zeichnerisch dargestellt, daß die Scheibe 5 sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Richtung frei beweglich ist, und zwar so, daß sie gegen die Rollen 2 und 11 nachgiebig gepreßt gehalten wird. Auch hier wird angenommen, daß die Flächen 3 und 4 aus drei Kreisbogen 3°, 3⁶, 3° bzw. 4^α, 4^δ, 4^C bestehen und derart im Verhältnis zueinander angeordnet sind, daß die Kreisbogen paarweise gemeinsam den Mittelpunkt α, δ oder c haben, wie in Verbindung mit Fig. ι schon beschrieben ist. In Überein-Stimmung mit der obigen Beschreibung ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei unveränderter Lage der Verbindungslinie zwischen Punkt δ und dem Mittelpunkt der Schleif scheibe, also der Linie b-0, der Mittelpunkt des augenblicklich bearbeiteten Kreisbogens der Fläche 3 immer auf dieser Verbindungslinie oder ihrer Verlängerung liegen muß. Bei der Bearbeitung des Bogens 3® muß also der Punkt α immer in der in Fig. 2 mit a bezeichneten Lage bleiben. Während der Bearbeitung des Bogens 3⁶ wird die Bedingung in bezug auf die Lage des Punktes δ ohne weiteres erfüllt, da der Punkt δ mit dem Umdrehungsmittelpunkt der Scheibe 5 zusammenfällt. Während der Bearbeitung des Bogens 3° muß schließlich der Punkt c die Lage c¹ einnehmen. Während der Bearbeitung des Bogens 3^C von

der in Fig. 2 dargestellten Lage bei Drehung der Scheibe 5 in Richtung des Pfeiles s beschreibt der Punkt a, falls keine besonderen Vorkehrungen getroffen wären, einen Kreisbogen a-a¹. Die senkrechte Länge dieser Bewegung ist durch die Linie χ repräsentiert. Es gilt also, während der Bearbeitung des Bogens 3° die Scheibe 5 um die Strecke χ allmählich zu senken, was mit Hilfe der mit der Rolle 11 zusammenwirkenden Daumenfläche 10 bewirkt wird, und zwar durch den Teil io^a dieser Fläche. Der Daumenflächenteil xo^a ist nämlich derart gestaltet, daß er während einer Drehung der Scheibe 5 um einen dem Bogen 4^a entsprechenden Winkel α eine Senkung der Scheibe 5 zuläßt, die gleich χ ist. Der Teil io⁶ der Fläche 10, welcher dem Bogen 4^s und seinem Winkel entspricht, ist ein Kreisbogen mit b als Mittelpunkt und bewirkt somit keine senkrechte Verstellung der Scheibe 5. Der Teil io^c aber, der den Bogenteilen 3° und 4° entspricht, bewirkt dagegen eine Senkung der Scheibe 5, die genau so groß ist wie die senkrechte Bewegung des Punktes c oberhalb der Linie b-0 während der Bearbeitung des Bogens 3°, unter der Voraussetzung, daß bei der letztgenannten Bearbeitung die Drehung der Scheibe 5 entgegengesetzt zum Pfeil s erfolgt. In der Zeichnung ist die Größe dieser Hebung des Punktes c bzw. Senkung der Scheibe 5 mit y bezeichnet.

Eine entsprechend dem oben angegebenen Verfahren arbeitende Maschine ist in Fig. 3 und 4 schematisch dargestellt. Die Bezeichnungen sind soweit wie möglich dieselben wie in Fig. 1 und 2. Es bezeichnet also hier 1 die Schleifscheibe, die sich um die Welle O dreht. Die Drehung wird bewirkt durch einen elektrischen Motor 20 o. dgl. Die Lager 21 der Welle 0 und die Antriebsmaschine 20 ruhen auf einem Tisch 22. Auf dem Tisch 22 ist ferner ein Träger 23 der Kopierrolle 2 mit seiner Welle P gelagert. In einer längslaufenden Führung 24 auf dem Tisch 22 gleitet ein Halter 25 für eine lotrechte Zahnstange 26, die unter dem Tisch durch einen Lenker 27 mit einer Kurbelscheibe28 verbunden ist, die durch einen Schneckentrieb 29 mit einer Antriebsmaschine 30 in Verbindung steht. Die Zahnstange 26 greift in eine Verzahnung 31 der Scheibe 5, die auf der Welle 32 sitzt. Fest mit der Scheibe 5 bzw. der Welle 32 sind zwei Daumenflächen 4 und 10 verbunden. Die Fläche 4 steht in Eingriff mit der Kopierrolle 2, und die Fläche 10 steht in Eingriff mit der Rolle 11. Die Rolle 11 wird getragen durch einen mit dem Halter 25 verbundenen Arm 33. Auf der Rolle 11 ruht die Daumenfläche 10 und damit die Welle 32 mit den durch sie getragenen Teilen unter der Wirkung des Gewichtes der betreffenden Teile. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Welle 32 in Lagern 34, 35 ruht, die in entsprechenden Führungen 36 in dem Halter 25 in senkrechter Richtung gleiten können. Die Anpressung der Daumenfläche 4 gegen die Kopierrolle'2 erfolgt durch ein Gewicht 3J, das an einem Seile 38 hängt, das, über eine Rolle 39 geführt, an den ■ Halter 25 angeschlossen ist, so daß das Gewicht 37 bestrebt ist, den Halter 25 mit den damit verbundenen Teilen gegen die Kopierrolle 2 zu bewegen.

Die Daumenfläche 4 ist in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, mit der durch das Schleifen herzustellenden Fläche des Arbeitsstückes gleichförmig. Das Arbeitsstück wird an der Welle 32 festgespannt, so daß es in den Bereich der Schleifscheibe 1 kommt. Die Form der Daumenfläche 10 ist so gewählt, daß während der Drehung der Scheibe 5 die letztere derart in der Höhenrichtung allmählich verstellt wird, daß der Krümmungsmittelpunkt des zu jeder Zeit mit der Kopierrolle in Berührung befindlichen Teilbogens der Daurnenfläche 4 immer auf der waagerechten Linie durch die Achse der Schleifscheibe 1 und die Achse der Kopierrolle 2 liegt. Es wird also auf diese Weise durch die Schleifscheibe 1 eine Fläche auf dem Arbeitsstück ausgearbeitet, welche die Daumenfläche 4 in einem kleineren Maßstab wiedergibt, was unter Berücksichtigung der Erklärung zu den Fig. ι und 2 ohne weiteres hervorgeht.

Es versteht sich, daß die Form der zu schleifenden Fläche beliebig gewählt werden kann. Auch kann die herzustellende Fläche die als Vorbild dienende Daumenfläche 4 in größerem Maßstab wiedergeben.

Die oben beschriebene Ausführung des Verfahrens stellt den einfachsten Fall dar. Viele Abänderungen können ohne Abweichen vom Wesen der Erfindung vorgenommen werden. Es ist z. B. nicht unbedingt notwendig, daß, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die Punkte b, P und O während des Schleifvorganges auf ein und derselben geraden Linie liegen. Beispielsweise kann der Mittelpunkt P der Kopierrolle in einem Punkt oberhalb oder unterhalb der Linie b-0 liegen, wenn nur dafür gesorgt wird, daß die die Führungsfläche 4 bildenden Bogen 4^a, 4* und 4° entsprechend eingestellt werden. Der Bogen 4^a ist dann um einen entsprechenden Winkel, der mit ν bezeichnet werden kann, mit a als Mittelpunkt zu drehen. Der Bogen 4⁶ ist um den gleichen Winkel ν mit b als Mittelpunkt und der Bogen 4° ist um den gleichen Winkel υ mit c als Mittelpunkt zu drehen. Die Führungsfläche 4, 4°, 4⁶, 4^C wird dann nicht zusammenhängend, wie in Fig. 1 gezeigt ist, sondern weist Stufen auf an den Übergängen zwischen 4^a und 4* bzw. 4⁶ und 4°. In diesem Falle empfiehlt es sich, die Kopierrolle 2 gegen ein Kurvenlineal auszutauschen; gegebenenfalls ist es noch besser, eine Zerlegung der Führungsfläche 4 in der Weise vorzunehmen, daß die einzelnen Bogen 4°, 4⁶, 4"

axial zueinander versetzt angeordnet werden und je mit einer besonderen Führungsrolle zusammenwirken, die der Reihe nach in Wirkung treten. Die Wirkung wird in diesem Falle die gleiche, wie an Hand der Zeichnung beschrieben worden ist.

In der dargestellten Ausführungsform drehen sich aus praktischen Gründen die Schleifscheibei und die Kopier- oder Führungsrolle 2 um ortsfeste Achsen, während das Arbeitsstück die erforderliche Bewegung in waagerechter Richtung wie auch die Bewegung in der Höhenrichtung erhält. Es versteht sich, daß das Arbeitsstück sich um eine ortsfeste Achse drehen kann, während die Schleifscheibe die nötige waagerechte und lotrechte Bewegung ausführt. Auch kann die Kopierrolle 3 die Korrektion in der Höhenrichtung erfahren, in welchem Falle das Arbeitsstück nur die waagerechte Korrektion ausführen muß.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Schleifen von krummen Flächen im Kopierverfahren mit Hilfe einer umlaufenden Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte krumme Fläche in kreisbogenförmige Teile (3°, 3^δ, 3^C) aufgeteilt wird und daß mit diesen Teilen gleichförmige Führungsflächen (4°, 4⁶, 4°), die mit Führungsrollen (2) oder sonstigen Führungsorganen zusammenwirken, derart angeordnet werden, daß der Krümmungsmittelpunkt jeder einzelnen Führungsfläche mit dem Krümmungsmittelpunkt des entsprechenden Teilbogens der gewünschten Fläche des Arbeitsstückes (3) zusammenfällt, wobei die Schleifscheibe (1) und das Arbeitsstück nebst den Führungsflächen während des Schleifvorganges derart im Verhältnis zueinander geführt werden, daß die Schleifscheibe zu jedem Zeitpunkt die gewünschte Fläche im fertigen Zustand in einem Punkt tangiert, der auf der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Schleifscheibe und dem Krümmungsmittelpunkt der zu der betreffenden Zeit in Wirkung befindlichen Führungsfläche liegt.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (4) eine ununterbrochene krumme Fläche darstellt, um mit einer gemeinsamen Führungsrolle (2) zusammenwirken zu können.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungsflächen (4) entweder in der Umfangsrichtung oder in der Achsenrichtung zueinander versetzt sind und ent-

   weder mit einem entsprechenden Führungslineal oder je mit einer besonderen Führungs- rolle (2) ο. dgl. zusammenwirken.
4. 4. Schleifmaschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen drehbaren Halter (5) für das Arbeitsstück und die Führungsflächen (4), wobei entweder dieser Halter oder die Schleifscheibe oder zum Teil das Arbeitsstück und zum Teil das. oder die Führungsorgane während ihrer Drehung eine in bezug auf die Schleifscheibe radiale Bewegung sowie eine Bewegung senkrecht dazu erfahren.
5. 5. Ausführungsform der Schleifmaschine nach Anspruch 4, bei welcher eine ununterbrochene Führungsfläche vorgesehen ist, die mit einer Führungsrolle zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (1) und die Führungsrolle (2) in der gleichen Höhenlage gelagert sind und daß der das Arbeitsstück und die Führungsfläche tragende Halter (5) während seiner Drehung, um immer neue Teile des Arbeitsstückes der Wirkung der Schleifscheibe auszusetzen, derart verstellt wird, daß der Krümmungsmittelpunkt des zu jeder Zeit mit der Führungsrolle in Berührung befindlichen Teilbogens der Führungsfläche auf der gleichen Höhenlage wie die Drehungsmittelpunkte der Schleifscheibe und der Führungsrolle liegt.
6. 6. Schleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Arbeitsstück und die Führungsfiäche tragende Halter eine drehbar gelagerte Scheibe (5) ist, die in bezug auf die Schleifscheibe radial verschiebbar und ferner in der Höhenrichtung verstellbar ist und zu diesem Zweck eine Daumenfläche (10) trägt, die mit einer Rolle (11) zusammenwirkt und derart gestaltet ist, daß bei der Umdrehung der Scheibe (5) der Krümmungsmittelpunkt für jeden Teilbogen der mit der Führungsrolle zusammenwirkenden Führungsfläche immer auf der waagerechten Linie durch den Umdrehungsmittelpunkt der Schleifscheibe liegt.
7. 7. Schleifmaschine nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Scheibe (5) -in einem in der Höhenrichtung gleitbaren Träger (34, 35) gelagert ist und unter der Wirkung des Gewichtes der Scheibe (5) und des Trägers auf der Rolle (11) ruht, wobei der Träger (34, 35) in einem in waagerechter Richtung gleitbaren Halter (25) geführt ist, der unter der Wirkung eines Gewichtes o.dgl. die Daumenfläche (4) gegen die Führungsrolle (2) drückt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen