DE69706974T2

DE69706974T2 - Verbesserungen an/und im zusammenhang mit schleifmaschinen

Info

Publication number: DE69706974T2
Application number: DE69706974T
Authority: DE
Inventors: Michael Laycock
Original assignee: Unova UK Ltd
Current assignee: Cinetic Landis Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2017-06-19
Also published as: DE69706974T3; ES2162306T5; GB9612734D0; EP0896552A1; ES2162306T3; DE69706974D1; EP0896552B2; WO1997048523A1; EP0896552B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Schleifmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein Beispiel für eine derartige Maschine ist in US 17 40 551 A dargestellt und beschrieben.

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung findet besonders dort Anwendung, wo auf einen groben Schleifvorgang ein Endbearbeitungs-Schleifvorgang folgt, der mit einem kleineren Schleifrad durchgeführt wird, dessen Durchmesser so gewählt ist, dass ein oder mehrere konkave Bereiche in der Außenfläche des Nockenprofils während des Endbearbeitungs- Schleifvorgangs durchgeführt werden können.
Während in der Theorie eine Schleifscheibe mit kleinem Durchmesser für den Grob- Schleifvorgang verwendet werden kann, ist in der Praxis die Abnutzung, der die Schleifscheibe ausgesetzt ist, wenn sie für einen Grob- Schleifvorgang verwendet wird, so groß, dass stets ein Schleifrad mit möglichst großem Durchmesser für den Grob- Schleifvorgang eingesetzt wird, da die normale zu erwartende Standzeit für die Schleifscheibe umso höher ist, je größer der Durchmesser ist.
In EPO 744 243 A2, die Stand der Technik nach Artikel 54(3) und (4) EPC ist, ist eine Schleifmaschine mit ersten und zweiten Schleifscheiben beschrieben, bei der die zweite Schleifscheibe von einem Arm getragen wird, der durch einen Druckkolben um die Achse der ersten Schleifscheibe schwenkbar ist.

Beschreibung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird eine Schleifmaschine vorgeschlagen, bei der eine erste Schleifscheibe auf einem Schleifkopf befestigt ist, der auf ein zu schleifendes Werkstück zu und von diesem weg bewegbar ist, eine zweite Schleifscheibe am einen Ende eines Armes befestigt ist, dessen anderes Ende an dem Schleifkopf schwenkbar um eine Achse parallel zur Rotationsachse des ersten Schleifrades befestigt ist, wobei die erste Schleifscheibe größer als die zweite Schleifscheibe ist, und bei der eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Arm aus einer oberen Parkposition in eine untere Schleifposition verschwenkt, in der die zweite Schleifscheibe mit einer Umfangsfläche des Werkstückes in Eingriff kommt. Eine derartige Schleifmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass zum Grobschleifen und nachfolgenden Endprofil-Schleifen eines Nockens einschließlich von einspringenden Positionen der Arm mit dem Schleifkopf gegen die Rückseite der ersten Schleifscheibe schwenkbar ist, die Länge des Armes so ausgelegt ist, dass dann, wenn die zweite Schleifscheibe die Schleifposition einnimmt, ein Teil der zweiten Schleifscheibe sich näher dem Werkstück in Richtung der Bewegung des Schleifkopfes befindet als der entsprechende Teil der ersten Schleifscheibe, derart, dass dann, wenn der Schleifkopf gegen das Werkstück vorgeschoben wird, um einen Schleifvorgang unter Verwendung der zweiten Schleifscheibe durchzuführen, die erste Schleifscheibe im Abstand von dem Werkstück gehalten wird.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist eine seitliche Verschiebung des Schleifscheibenkopfes erforderlich, um die zweite Schleifscheibe mit dem gleichen Teil des Werkstückes auszurichten, das durch die erste, größere Schleifscheibe beaufschlagt war, bevor die zweite Schleifscheibe eingesetzt wird. Alternative Anordnungen lösen dieses spezielle Problem.
Bei der ersten Variante wird ein langer Arm so angeordnet, dass die zweite Schleifscheibe zwischen der ersten Schleifscheibe und dem Werkstück positioniert ist, wobei die beiden Schleifscheiben in der gleichen Ebene liegen, so dass dann, wenn der Schleifkopf anschließend auf das Werkstück zu verschoben wird, es sich um den gleichen Teil des Werkstückes handelt, der von der zweiten Schleifscheibe beaufschlagt wird, wie er von der ersten Schleifscheibe beaufschlagt worden ist.
Bei einer zweiten Variante ist der Arm noch länger ausgeführt und ist auch so angeordnet, dass er die zweite Schleifscheibe in der gleichen Ebene wie die erste Schleifscheibe positioniert; wegen der größeren Armlänge hat der Arm jedoch eine so große Länge, dass die zweite Schleifscheibe auf der entgegengesetzten Seite des Werkstückes in bezug auf die der ersten Schleifscheibe positioniert wird, und ein ausreichend großer Abstand zwischen den beiden Schleifscheiben vorgesehen wird, dass das Werkstück rotieren kann, und dass der Schleifkopf sich in bekannter Weise so bewegen kann, dass ein Kontakt zwischen dem Werkstück und einer der Schleifscheiben aufrecht erhalten wird, ohne dass das Werkstück in Eingriff mit der anderen Schleifscheibe kommt, während eine der Schleifscheiben einen Schleifvorgang durchführt und dann umgekehrt, während die andere Schleifscheibe den Schleifvorgang vornimmt.
Bei einer Modifizierung der vorstehend beschriebenen zweiten Variante ist die zweite Schleifscheibe in ihrer Position über dem Werkstück angeordnet, bevor die erste Schleifscheibe vorgeschoben wird, und es wird ein Grob-Schleifvorgang durchgeführt; durch geeignete Bewegung des Schleifkopfes kommt die eine oder die andere der Schleifscheiben in Eingriff mit dem Werkstück.
Der Arm, der die zweite Schleifscheibe aufnimmt, kann selbst auf einer Gleitbahn auf dem Schleifkopf befestigt sein, so dass er in einer Richtung auf das Werkstück zu und von diesem weg auf der entgegengesetzten Seite zu der beweglich ist, die durch die erste Schleifscheibe beaufschlagt wird, und zwar parallel zu der Gleitbewegung des Schleifkopfes. Wenn der Grob-Schleifvorgang zu Ende geführt wird, und bevor der Schleifkopf vollständig zurückgezogen wird, so dass die erste Schleifscheibe außer Eingriff mit dem Werkstück kommt, kann das zweite Schleifrad in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden, um die Oberfläche des Werkstückes fertig zu schleifen (und im Falle eines Nockenprofiles in das Profil ein oder mehrere konkave Bereiche einzuführen, deren Radius kleiner ist als der Radius der größeren Schleifscheibe).
Nach dem Finish-Schleifvorgang, der die zweite Schleifscheibe verwendet, wird die Armbefestigung bewegt und der Arm so geschwenkt, dass er die zweite Schleifscheibe von dem Werkstück löst und ermöglicht, dass das Werkstück entnommen wird.
Wenn eine Anzahl von Bereichen längs eines Werkstückes grob und fertig geschliffen werden sollen, und wenn der Durchmesser des Werkstückes so beschaffen ist, dass der Schleifkopf das Werkstück parallel zur Rotationsachse des Werkstückes durchsetzen kann, ohne dass die Schleifscheiben oder der Arm mit Zwischenabschnitten des Werkstückes sich gegenseitig störend beeinflussen, kann eine schrittweise Weiterbewegung des Schleifkopfes vorgenommen werden, damit die Schleifscheiben relativ zum Werkstück neu positioniert werden und für ein Grob- und Finish-Schleifen des nächsten Bereiches bereit sind.
Werden die beiden Schleifscheiben in Deckung mit entweder der zweiten Schleifscheibe zwischen der ersten Schleifscheibe und dem Werkstück, oder mit den ersten und zweiten Schleifscheiben auf entgegengesetzten Seiten des Werkstückes gebracht, kann der Schwenkarm auf der einen oder der anderen Seite der ersten Schleifscheibe angeordnet werden, und eine Spindel kann an dem äußeren Ende des Schwenkarmes vorgesehen werden, die die zweite Schleifscheibe nach der Seite des Armes und in Eingriff mit der ersten Schleifscheibe versetzt.
Alternativ kann der Arm so ausgebildet und geformt sein, dass er die obere Hälfte der ersten Schleifscheibe und ein diese Schleifscheibe umschließendes Gehäuse begrenzt, wenn der Arm aus der Parkposition in die Schleifposition geschwenkt worden ist.
Andererseits kann ein gegabelter Arm verwendet werden, bei dem die beiden Teile auf entgegengesetzten Seiten der ersten Schleifscheibe angeordnet sind.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1A und 1B Seitenansichten einer Schleifscheibe mit großem Durchmesser für ein Grobschleifen des Profils eines Nockens und einer Schleifscheibe kleinen Durchmessers zum Finish-Schleifen des Nockenprofils,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schleifmaschine nach einer ersten Ausführungsform, bei der die Schleifscheiben versetzt sind,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform, bei der die Schleifscheiben aufeinander ausgerichtet und beide auf einer Seite des Nockens angeordnet sind, und
Fig. 4 und 5 Seitenansicht und Aufsichtsansicht einer dritten Ausführungsform, bei der die kleinere Schleifscheibe auf der der größeren Schleifscheibe gegenüberliegenden Seite des Nockens angeordnet ist.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1A und 1 B zeigen Seitenansichten eines Nockens 10, der mit Hilfe einer großen Schleifscheibe 12 und einer kleinen Schleifscheibe 14 geschliffen wird. Die Schleifscheiben werden in einer horizontalen Richtung auf den Nocken zu und von diesem weg bewegt, damit die Räder dem Profil des Nockens einschließlich der Nockenerhebung 16 folgen können.
Die große Schleifscheibe 12 der Fig. 1 ist so angeordnet, dass der Nocken grob auf ein modifiziertes Profil geschliffen wird, in welchem nur gerade genügend Material für das Fertig- oder Finish-Schleifen belassen wird. Wenn das End-Profil des Nockens zwei konkave oder einspringende Teile 18 aufweist, die einen Radius kleiner als den der Schleifscheibe 12 haben, kann diese Schleifscheibe nicht in die konkaven Teile eindringen, so dass eine größere Materialmenge in diesen Teilen bei Durchführung des Grob-Schleifens belassen wird.
Der Durchmesser der großen Schleifscheibe 12 wird so gewählt, dass er dem größten Durchmesser entspricht, der mit einer wirtschaftlichen Herstellung der Nocken kompatibel ist. Im Gegensatz hierzu wird der Durchmesser der kleinen Schleifscheibe 14 durch den minimalen Radius des konkaven Teiles 18 des Nockenprofils bestimmt.
Fig. 2 zeigt eine Schleifmaschine nach einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Schleifkopf 20, auf dem die große Schleifscheibe 12 drehbar befestigt ist. Auf dem Schleifkopf ist schwenkbar um eine Achse parallel zur Rotationsachse der Scheibe 12 ein Schwenkarm 22 befestigt, an dessen äußerem Ende die kleine Schleifscheibe 14 drehbar befestigt ist. Der Arm 22 ist von der Schleifscheibe 12 und von einer Abdeckung um die Schleifscheibe herum versetzt angeordnet, die kleine Schleifscheibe 14 ist in entsprechender Weise von der Schleifscheibe 12 versetzt, so dass ein seitlicher freier Abstand zwischen den Schleifscheiben besteht.
In der abgesenkten Position des Armes 22, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Schleifscheibe 14 so angeordnet, dass sie ein Werkstück, z.B. einen Nocken 10, fertig schleift. Im Anschluss daran kann der Arm 22 mit der Schleifscheibe 14 in eine obere Parkposition geschwenkt werden, die mit gestrichelten Linien dargestellt ist, indem ein hydraulischer Kolben 24 zurückgezogen wird, dessen Kolbenstangenende schwenkbar mit einem oberen gekröpften Teil 22a des Armes verbunden ist, und dessen entgegengesetztes Ende schwenkbar mit einem entfernten Teil des Schleifkopfes 20 verbunden ist, was nicht dargestellt ist.
Im Betrieb wird der grobe Schleifvorgang durchgeführt, während der Arm 22 seine obere Position einnimmt; dabei wird der Schleifkopf aus der dargestellten Position soweit nach vorne verschoben, bis die große Schleifscheibe 12 in Eingriff mit dem Werkstück oder Nocken 10 kommt. Bei einer Beendigung des Grob-Schleifvorganges wird der Schleifkopf ausreichend weit zurückgezogen, dasmit der Kolben 24 den Arm 22 in die abgesenkte Position bringen kann, in der die kleine Schleifscheibe 14 in der Lage ist, zur Durchführung des Finish-Schleifvorganges mit dem Nocken in Eingriff zu kommen. Aufgrund der Versetzung zwischen den beiden Schleifscheiben ist es erforderlich, dass der Nocken oder der Schleifkopf seitlich so bewegt wird, dass die kleine Schleifscheibe 14 in eine Position gebracht wird, in der sie mit dem Nocken ausgerichtet ist.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die eine Modifizierung der Ausführungsform ist, wie sie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben ist.
Hier erstreckt sich das äußere Ende 22B des Armes ausreichend weit, damit die kleine Schleifscheibe 14 vor der großen Schleifscheibe 12 und mit ihr ausgerichtet positioniert werden kann. Aufgrund der Verwendung dieses langen Armes ist ein Betrieb der Schleifmaschine ähnlich dem oben beschriebenen gegebenen, mit der Ausnahme, dass dann, wenn die kleine Schleifscheibe 14 für einen Finish-Schleifvorgang abgesenkt wird, keine Notwendigkeit besteht, den Nocken 10 mit der Schleifscheibe 12 auszurichten, da die beiden Schleifscheiben 12 und 14 bereits in der gleichen Ebene angeordnet sind.
In den Fig. 4 und 5 ist eine Seitenansicht und eine Aufsicht einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Der Schwenkarm ist hier effektiv in zwei Hälften als ein gegabelter Arm 30 ausgebildet; die beiden Hälften sind zueinander so versetzt, dass jede der Schleifscheiben 12 und 14 mit einem hinreichend großen Abstand von den Seiten der Schleifscheiben gespreizt wird.
Das äußere Ende 30A des Armes 30 wird sogar weiter als das Ende 22B des Schwenkarmes 22 der Fig. 3 verlängert, derart, dass die kleine Schleifscheibe 14 auf der Seite des Nockens 10 entgegengesetzt zur großen Schleifscheibe 12 angeordnet wird. Der Abstand zwischen den beiden Schleifscheiben muss so ausgelegt sein, dass während des Grob-Schleifens durch die Schleifscheibe 12 die kleine Schleifscheibe 14 weit genug von den Nocken 10 weg steht, damit sie nicht in Kontakt mit dem Nocken kommt.
Es ist darauf zu verweisen, dass keiner der rotierenden Antriebe für die Schleifscheiben 12 und 14 dargestellt ist, da solche Antriebe an sich nicht Gegenstand der Erfindung sind.
Der horizontale Antrieb für den Schleifkopf 20 ist in Figur. 4 mit Ziffer 34 bezeichnet. Obgleich ein solcher Antrieb (wie vorher) für eine Schleifkopfbewegung für beide Schleifscheiben verwendet werden kann, zeigt Fig. 4 auch eine Modifikation für den Antrieb der kleinen Schleifscheibe 14 in und außer Eingriff mit dem Nocken 10.
Bei dieser Anordnung wird der Arm 30 um ein Gehäuse 32 verschwenkt, das gleitend auf dem Schleifkopf 20 befestigt ist, und es wird dem Gehäuse eine Bewegung durch den Antriebsmechanismus 34 erteilt, der an dem Schleifkopf festgelegt ist.
Da der Mechanismus 34 den Arm nach rechts (entsprechend der Darstellung nach Fig. 4) bewegt, während eine Zustellbewegung der kleinen Schleifscheibe 14 gegen den Nocken erfolgt, wird die Stange des Kolbens 24 zurückgezogen, so dass eine Reibung in dem Kolben keine Schwenkbewegung des Armes 30 hervorruft.
Bei einer Modifikation kann die Schwenkbefestigung für den Kolben 24 stattdessen als eine Verlängerung des Gehäuses 32 ausgebildet sein, so dass der Kolben sich mit dem Gehäuse während der Betätigung des Antriebsmechanismus 34 bewegt, wodurch jede Tendenz verhindert wird, dass der Arm 30 während einer solchen Betätigung verschwenkt wird.
Wenn ein Grobschleifvorgang beendet wird, bevor der Schleifkopf 20 zurückgezogen wird und die große Schleifscheibe 12 von dem Nocken 10 trennt, beginnt im Betrieb der Antriebsmechanismus 34, die kleine Schleifscheibe 14 in Eingriff mit dem Nocken für einen Finish-Schleifvorgang zu bringen. Wenn der Finish-Schleifvorgang abgeschlossen ist, zieht der Kolben 24 den Arm 30 und die Schleifscheibe 14 zurück, damit der Nocken entfernt und durch ein anderes Werkstück oder einen zu schleifenden Nocken ersetzt werden kann.

Zusammenfassung

Gegenstand der Erfindung ist eine Schleifmaschine, bei der eine erste Schleifscheibe (12) auf einem Schleifkopf (20) befestigt ist und auf ein Werkstück (10) zu und von diesem weg verschoben werden kann, um das Werkstück zu schleifen; eine zweite Schleifscheibe (14) ist am einen Ende eines Armes (22) befestigt, dessen anderes Ende schwenkbar mit dem Schleifkopf (20) um eine Achse parallel zur Rotationsachse der ersten Schleifscheibe (12) befestigt ist. Die erste Schleifscheibe (12) ist größer als die zweite Schleifscheibe (14), und es sind Vorkehrungen vorgesehen, um den Arm von einer oberen Parkposition in eine untere Schleifposition zu verschwenken, in der die zweite Schleifscheibe (14) mit einer Umfangsfläche des Werkstückes in Eingriff kommt. Arme unterschiedlicher Längen ermöglichen eine Änderung in der Positionierung der zweiten Schleifscheibe relativ zum Werkstück und zur ersten Schleifscheibe.

Claims

1. Schleifmaschine, bei der eine erste Schleifscheibe (12) auf einem Schleifkopf (20) befestigt ist, der auf ein zu schleifendes Werkstück zu und von diesem weg bewegbar ist, eine zweite Schleifscheibe (14) am einen Ende eines Armes (22; 30) befestigt ist, dessen anderes Ende an dem Schleifkopf schwenkbar um eine Achse parallel zur Rotationsachse des ersten Schleifrades befestigt ist, wobei die erste Schleifscheibe (12) größer als die zweite Schleifscheibe (14) ist, und bei der eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Arm (22) aus einer oberen Parkposition in eine untere Schleifposition verschwenkt, in der die zweite Schleifscheibe (14) mit einer Umfangsfläche des Werkstückes (10) in Eingriff kommt, dadurch gekennzeichnet, dass zum Grobschleifen und nachfolgenden Endprofil-Schleifen eines Nockens einschließlich von einspringenden Positionen der Arm (22) mit dem Schleifkopf (20) gegen die Rückseite der ersten Schleifscheibe (12) schwenkbar ist, die Länge des Armes so ausgelegt ist, dass dann, wenn die zweite Schleifscheibe (14) die Schleifposition einnimmt, ein Teil der zweiten Schleifscheibe (14) sich näher dem Werkstück (10) in Richtung der Bewegung des Schleifkopfes befindet als der entsprechende Teil der ersten Schleifscheibe (12), derart, dass dann, wenn der Schleifkopf (20) gegen das Werkstück vorgeschoben wird, um einen Schleifvorgang unter Verwendung der zweiten Schleifscheibe (14) durchzuführen, die erste Schleifscheibe (12) im Abstand von dem Werkstück gehalten wird.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, bei der der Arm (12) und die zweite Schleifscheibe (14) seitlich von der ersten Schleifscheibe (12) versetzt sind.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein langer Arm (22A) verwendet wird, um die zweite Schleifscheibe (14) zwischen der ersten Schleifscheibe und dem Werkstück (10) zu positionieren, wobei die beiden Schleifscheiben in der gleichen Ebene angeordnet sind, derart, dass dann, wenn der Schleifkopf (20) anschließend gegen das Werkstück (10) vorgeschoben wird, der gleiche Teil des Werkstückes (10) in Eingriff mit der zweiten Schleifscheibe (14) kommt, der in Eingriff mit der ersten Schleifscheibe (12) gestanden hatte.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Arm (30) eine ausreichend große Länge besitzt, um die zweite Schleifscheibe (14) auf der entgegengesetzten Seite des Werkstückes (10) zu der der ersten Schleifscheibe (12) zu positionieren, und ein ausreichend großer Abstand zwischen den beiden Schleifscheiben vorgesehen ist, damit das Werkstück (10) eine Rotationsbewegung ausführen, und der Schleifkopf (20) sich in bekannter Weise so verschieben kann, dass ein Kontakt zwischen dem Werkstück und einer der Schleifscheiben erfolgt, ohne dass das Werkstück in Eingriff mit der anderen Schleifscheibe kommt.

5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, bei der die zweite Schleifscheibe (14) in einer Position jenseits des Werkstückes (10) angeordnet ist, bevor die erste Schleifscheibe vorgeschoben wird, und ein Grob-Schleifvorgang durchgeführt wird.

6. Schleifmaschine nach Anspruch 4 oder 5, bei der der Arm (30), der die zweite Schleifscheibe (14) aufnimmt, auf einer Gleitbahn (32) auf dem Schleifkopf (20) so befestigt ist, dass er in einer Richtung auf das Werkstück (10) zu und von diesem weg auf der entgegengesetzten Seite zu der, die mit der ersten Schleifscheibe (12) in Eingriff steht, parallel zu der Gleitbewegung des Schleifkopfes (20) bewegt wird.

7. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 3-6, bei der der Arm auf einer Seite der ersten Schleifscheibe (12) angeordnet ist, und eine Spindel an dem Außenende des Armes vorgesehen ist, um die zweite Schleifscheibe (14) nach der Seite des Armes und in Ausrichtung mit der ersten Schleifscheibe (12) zu versetzen.

8. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1-6, bei der der Arm so ausgebildet und geformt ist, dass er die obere Hälfte der ersten Schleifscheibe (12) und ein diese Schleifscheibe umgebendes Gehäuse umschreibt, wenn der Arm aus der Parkposition in die Schleifposition verschwenkt worden ist.

9. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1-6 oder 8, bei der ein gegabelter Arm (30) verwendet wird und die beiden Teile auf entgegengesetzten Seiten der ersten Schleifscheibe liegen.