DE7807370U1

DE7807370U1 - GRINDING MACHINE

Info

Publication number: DE7807370U1
Application number: DE19787807370
Authority: DE
Original assignee: NAXOS-UNION SCHLEIFMITTEL- und SCHLEIFMASCHINENFABRIK 6000 FRANKFURT
Current assignee: NAXOS-UNION SCHLEIFMITTEL- und SCHLEIFMASCHINENFABRIK 6000 FRANKFURT
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1980-02-07

Description

PATENTANlPATENTANl

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"Schleifmaschine""Grinding machine"

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a grinding machine according to the
Preamble of claim 1.

Derartige gebräuchliche Schleifmaschinen für Nockenwellen Exzenterwellen oder ähnliche Formen arbeiten mit mechanisi Kurven"teuerungen, wobei über eine Steuerkurve entweder d: Werkst ckachse oder die SchleifSpindelachse im Takt der
Werkstückdrehung gegeneinander bewegt und so die gewünsch' Kurvenform geschliffen wird. Die über Kurvensteuerung zu
bewegenden Massen setzen der Arbeitsgeschwindigkeit und d< der I-'aschinenleistung enge Grenzen. Ein grundlegender Nac] teil der bekannten Schleifmaschinen mit Kurvensteuerung i: es auch, daß sich die Form des Werkstückes mit kleiner
werdender Schleifscheibe ändert un d damit die Abnutzbark< der Schleifscheibe durch die zulässigen Formtoltranzen de; Werkstückes begrenzt ist. Außerdem muß man, v/enn z.B. meh: Nocken einer Nockenwelle zu schleifen sind, wegen des Noc: Versatzes eine Nocke nach der anderen schleifen, was eben falls die Schleifzeit für ein komplettes Werkstück sehr
verlängert.Common grinding machines of this type for camshafts, eccentric shafts or similar shapes, work with mechanical curves, with either the workpiece axis or the grinding spindle axis in the cycle of the
Workpiece rotation against each other and so the desired 'curve shape is ground. The about curve control too
moving masses set tight limits on the working speed and the machine performance. A fundamental advantage of the known grinding machines with cam control is that the shape of the workpiece is smaller
the grinding wheel that is being developed changes and thus the wearability of the grinding wheel due to the permissible form tolerance de; Workpiece is limited. In addition, if, for example, cams of a camshaft are to be ground, you have to grind one cam after the other because of the Noc: offset, which also increases the grinding time for a complete workpiece
extended.

Exzentrisch runde Sitze auf einem Werkstück schleift man
heut durch exzentrische Verlagerung der Werkstückmitte.
Falls mehrere exzentrische Sitze auf einer Welle sind, di gegeneinander in ihrer Winkellage versetzt sind, muß auch hier ein Sitz nach dem anderen geschliffen werden.Eccentric round seats on a workpiece are grinded
today due to eccentric displacement of the workpiece center.
If there are several eccentric seats on a shaft that are offset from one another in their angular position, one seat after the other must also be ground here.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eine Schleifmaschine der gattungsgemäßen Art, mit v/elcher unruThe object of the present invention is to create a grinding machine of the generic type with a v / elcher balance

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oder exzentrisch runde Werkstücke, z.B. Nockenwellen von Viertakt-Brennkraftmaschinen oder Exzenterwellen von Wankel-Motoren, auf wirtschaftlichere Weise geschliffen werden können. Die erfindungsgemäße Lösung zielt also sowohl auf eine Vereinfachung der Konstruktion der Schleifmaschine als auch auf die Verkürzung der Schleifzeit ab.or eccentrically round workpieces, e.g. camshafts from four-stroke internal combustion engines or eccentric shafts from Wankel engines, can be ground in a more economical way. The solution according to the invention is therefore aimed both to simplify the construction of the grinding machine and to shorten the grinding time.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Aufgrund der Erfindung entfallen eine mechanische Kurvensteuerung und die damit verbundenen Nachteile. Die Werkstückform ändert sich nicht mit der Abnutzung der Schleifscheibe. Die Schleifqualität kann bei der erfindungsgemäßen Schleifscheibe - wie beim herkömmlichen Rundschleifen - durch eine axiale Oszillationsbewegung der Schleifscheibe oder des Werkstückes verbessert werden. Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich auch ohne weiteres auf andere Werkzeugmaschinen, bei welchen die Schleifscheibe durch ein entsprechendes anderes Werkzeug ersetzt ist, übertragen. Der Erfindungsgedanke ist also auf Schleifmaschinen' nicht beschränkt.This object is achieved according to the invention with the measures of the characterizing part of claim 1. Due to the The invention eliminates a mechanical cam control and the associated disadvantages. The shape of the workpiece changes not with the wear and tear of the grinding wheel. The grinding quality can with the grinding wheel according to the invention - as with conventional cylindrical grinding - by an axial Oscillation movement of the grinding wheel or the workpiece can be improved. The principle according to the invention can also without further ado to other machine tools in which the grinding wheel is replaced by a corresponding other tool is replaced, transferred. The concept of the invention is therefore not restricted to grinding machines.

Die Unrundheit der Schleifscheibe ist vorteilhafterweise radialsymmetrisch so getroffen, daß Unwuchten ausgeschlossen sind. In diesem Fall ist das ganzzahlige Übersetzungsverhältnis Werkstückdrehung/Schleifscheibendrehung größer als eins, also z.B, zwei, drei oder mehr.The ovality of the grinding wheel is advantageous Taken radially symmetrically so that imbalances are excluded. In this case it is the integer gear ratio Workpiece rotation / grinding wheel rotation greater than one, e.g. two, three or more.

Mit der Maßnahme des Anspruchs 2 ergibt sich der besondere Vorteil, daß gleichzeitig mehrere Nocken oder Exzenter am Werkstück geschliffen werden können, auch wenn diese unterschiedlich ausgestaltet oder gegeneinander winkelversetzt auf einer Wellenachse angeordnet sein sollen. Dies bringtWith the measure of claim 2 there is the particular advantage that at the same time several cams or eccentrics on Workpieces can be ground, even if they are designed differently or at an angle offset from one another should be arranged on a shaft axis. This brings

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eine erhebliche Verkürzung der Schleifzeit gegenüber den bisherigen Schleifmcschinen.a considerable reduction in the grinding time compared to the previous grinding machines.

Mit der Maßnahme des Anspruchs 3 kann man gleichzeitig tine oder mehrere zentrische Sitze des Werkstückes schleifen.With the measure of claim 3 you can at the same time Grind tine or several centric seats of the workpiece.

Anspruch 4 ist auf eine einfache Maßnahme zur Herstellung der erforderlichen unrunden Schleifscheiben auf der Schleifmaschine selbst gerichtet. Hier wird der gleiche Erfindungsgedanke wie bei der Herstellung des Werkstückes selbst ausgenutzt. Claim 4 is a simple measure for the production the required non-round grinding wheels on the grinding machine self directed. The same inventive concept is used here as in the manufacture of the workpiece itself.

Die Ansprüche 5 bis 7 betreffen einfache Alternativen zu der Maßnahme des Anspruchs 4.Claims 5 to 7 relate to simple alternatives to the measure of claim 4.

Anspruch 8 betrifft die Herstellung der Schleifscheiben für die Herstellung exzentrisch runder Werkstückformen. Auch hier wird das erfindungsgemäße Prinzip der Herstellung des Werkstückes selbst auf die Herstellung der Schleifscheibe(n) übertragen.Claim 8 relates to the production of grinding wheels for the production of eccentrically round workpiece shapes. Here, too, the principle according to the invention of producing the Workpiece itself on the production of the grinding wheel (s) transfer.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten r..?r vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für .sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Other features, advantages and possible uses r ..? R The present invention emerges from the following description of exemplary embodiments on the basis of the enclosed Drawing. All of the features described and / or shown make more sense for themselves or in any desired way Combination the subject of the present invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht einer die Erfindung aufweisenden Schleifmaschine,1 schematically shows a plan view of a grinding machine incorporating the invention,

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Fig. 2 einen Längsschnitt der Schleifmaschine von Fig. 1, FIG. 2 shows a longitudinal section of the grinding machine from FIG. 1,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Schleifscheibenabrichtvorrichtung für Nockenwellen, und3 shows an embodiment of the grinding wheel dressing device for camshafts, and

Fig. k eine Ausführungsform der Schleifscheibenabrichtvorrichtung für Exzenterwellen.Fig. K shows an embodiment of the grinding wheel dressing device for eccentric shafts.

Bei der Schleifmaschine nach der Erfindung ist ein Satz von nach der gewünschten unrunden oder exzentrisch runden Gestalt des Werkstückes 5 und dem Verhältnis der Umdrehung von Schleifscheiben 1 und Werkstück 5 unrunden Schleifscheiben auf einer Schleifspindel 2 montiert, die an ihren E^nden in Lagern 3 und ¹J rotierbar in einem Schleifspindelstock 13 auf einem Maschinenbett IM gehalten ist. Die in Fig.2 veranschaulichte Schleifscheibe(n) 1 ist (sind) z.B. zur Ausbildung von Nocken an einander gegenüberliegenden Seiten gegenüber der runden Umfangsgestalt abgeflacht und das übersetzungsverhältnis Werkstückdrehung/Schleifscheibendrehung beträgt zwei. Bezüglich der Anordnung der Abflachung können die Schleifscheiben 1, wenn z.B. eine Nockenwelle mit winkelversetzten Nocken geschliffen werden soll, entsprechend winkelversetzt sein. Der Antrieb der Schleifspindel 2 erfolgt von einem Motor 31 aus über einen Riementrieb 33. Parallel zur Achse der Schleifspindel 2 ist das Werkstück 5, im dargestellten Fall eine Nockenwelle, zwischen mitlaufenden Körnerspitzen 6 und 7 rotierbar eingespannt. Zusätzlich wird das Werkstück 5 an zentrischen Lagersitzen 35, 36 und 37 durch Setzstöcke 8, 9 und 10 unterstützt. Das Werkstück wird synchron - in dem dargestellten Fall mit einem ganzzahligen übersetzungsverhältnis Werkstückdrehung/Schleifscheibendrehung von zwei - von einem Zahnriementrieb 11,In the grinding machine according to the invention, a set of grinding wheels, which are non-circular according to the desired non-circular or eccentric round shape of the workpiece 5 and the ratio of the rotation of grinding wheels 1 and workpiece 5, are mounted on a grinding spindle 2, which are at their ends in bearings 3 and ¹ J is held rotatably in a grinding headstock 13 on a machine bed IM. The grinding wheel (s) 1 illustrated in FIG. 2 is (are) flattened, for example, to form cams on opposite sides with respect to the round circumferential shape, and the transmission ratio of workpiece rotation / grinding wheel rotation is two. With regard to the arrangement of the flattened area, the grinding wheels 1 can be correspondingly angularly offset if, for example, a camshaft with angularly offset cams is to be ground. The grinding spindle 2 is driven by a motor 31 via a belt drive 33. The workpiece 5, in the illustrated case a camshaft, is rotatably clamped between the co-rotating grain tips 6 and 7, parallel to the axis of the grinding spindle 2. In addition, the workpiece 5 is supported on central bearing seats 35, 36 and 37 by stay sticks 8, 9 and 10. The workpiece is synchronized - in the case shown with an integer gear ratio workpiece rotation / grinding wheel rotation of two - by a toothed belt drive 11,

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der von der Schleifspindel 2 ausgeht, über einen Mitnehmer 12, der an einem Sitz 3¹J des Werkstückes 5 angreift, angetrieben. Dementsprechend weicht der Umfang der erforderlichen Schleifscheibe 1 von der runden Gestalt ab. Anstelle des Zahnriementriebes 11 kann der Synchronlauf auch beispielsweise mit Hilfe eines (nicht dargestellten) elektrischen Servoantriebs erfolgen. Für die Zustellung dec Satzes an Schleifscheiben 1 an das Werkstück 5 ist der Schleifspindelstock 13 auf dem Maschinenbett I¹I in (nicht dargestellten) Führungen mittels einer Gewindespindel 15 (in Pfeilrichtung) verschiebbar gelagert. Die dabei auftretende Abstandsveränderung zwischen Schleifscheibenachse und Werkstückachse wird am Zahnriementrieb 11 durch zwangsweise gleich nach außen bewegte Spannrollen 16 und 17 ausgeglichen, ohne daß eine Winkelverschiebung zwischen Werkstück 5 und Schleifscheiben 1 auftritt. Die Gleichförmigkeit der Werkstückdrehung wird durch ein mit dem Werkstück umlaufendes Schwungrad 18 verbessert. Für das Einlegen und Herausnehmen des Werkstückes 5 in die Körnerspitzen 6 und 7, ist der Uerkstückantrieb über ein„e Indexkupplung 19 abkuppelbar. Ein Indexstift 20 der Indexkupplung 19 sorgt bei erneutem Anlauf des Werkstückes 5 für dessen richtige Winkellage. Die Beschleunigung der Werkstückdrehung beim Wiedereinschalten auf Synchrondrehzahl und das Abbremsen auf Stillstand bei Werkstückwechsel wird mit Hilfe eines Gleichstromservomotors 21 über einen Riementriab vorgenommen. Nach dem Einrasten des Indexstiftes 20 beim Wiederanlauf wird der Gleichstromservomotor 21 abgeschaltet und läuft leer mit.which proceeds from the grinding spindle 2, driven by a driver 12 which ^{engages a seat 3 1} J of the workpiece 5. Accordingly, the circumference of the required grinding wheel 1 deviates from the round shape. Instead of the toothed belt drive 11, the synchronous operation can also take place, for example, with the aid of an electric servo drive (not shown). For the delivery of the set of grinding wheels 1 to the workpiece 5, the grinding headstock 13 is ^{slidably mounted on the machine bed I 1} I in guides (not shown) by means of a threaded spindle 15 (in the direction of the arrow). The change in distance that occurs between the grinding wheel axis and the workpiece axis is compensated for on the toothed belt drive 11 by tension rollers 16 and 17 which are forced to move outwards without an angular displacement between the workpiece 5 and the grinding wheel 1. The uniformity of workpiece rotation is improved by a flywheel 18 rotating with the workpiece. For the insertion and removal of the workpiece 5 in the punch tips 6 and 7, the adapter drive can be decoupled via an index coupling 19. An index pin 20 of the index coupling 19 ensures that the workpiece 5 is in the correct angular position when it starts up again. The acceleration of the workpiece rotation when switching on again to synchronous speed and the braking to standstill when the workpiece is changed is carried out with the aid of a DC servomotor 21 via a belt belt. After the index pin 20 engages when restarting, the DC servo motor 21 is switched off and runs idle.

Die zur Erzeugung eines unrunden oder exzentrisch runden Werkstückes 5 notwendigen unrunden Schleifscheiben 1 werdenThe non-circular grinding wheels 1 required to produce an out-of-round or eccentrically round workpiece 5 are

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'■'.. mit einer auf der gegenüberliegenden Seite des Werkstückes '■' .. with one on the opposite side of the workpiece

5 auf dem Schleifscheibenspindelstock 13 angeordneten Abrichtvorrichtung 32 hergestellt. Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der Schleifmaschine hat die Abrichtvorrichtung 32 ein zur Schleifspindel 2 achsparallel rotierbares Abrichtwerkzeug 23> dort in Form einer Kopiernockenwelle, welches in seiner Nockenform dem Endzustand des zu schleifenden Werkstückes 5, im gezeigten Fall einer Nockenwelle, entspricht. Die Nocken des Abrichtwerkzeuges 23 sind mit Abrichtdiamanten besetzt. Der Antrieb des Ab- « richtwerkzeuges 23 erfolgt in gleicher Art wie der des5 on the grinding wheel headstock 13 arranged dressing device 32 manufactured. In the embodiment of the grinding machine shown in FIGS. 1 and 2, the dressing device 32 a dressing tool 23> rotatable axially parallel to the grinding spindle 2 there in the form of a copying camshaft, which in its cam shape is the final state of the workpiece 5 to be ground, in the case shown, a camshaft. The cams of the dressing tool 23 are set with dressing diamonds. The dressing tool 23 is driven in the same way as that of the

^; Werkstückes 3, nämlich über einen entsprechenden Zahnriementrieb 11'. Die Abrichtvorrichtung 32 kann zu den Schleifscheiben 1 hin mit einer Gewindespindel 2h (entsprechend der Pfeildarstellung) auf (nicht dargestellten) Führungen zwischen Sohletfspindelstock 13 und Abrichtvorrichtung 32 zugestellt werden. Durch eine axiale Oszillationsbewegung der Schleifscheiben 1 oder des Abrichtwerkzeuges 23 während des Abrichtens kann die Abrichtqualität verbesswert werden. ^; Workpiece 3, namely via a corresponding toothed belt drive 11 '. The dressing device 32 can be advanced towards the grinding wheels 1 with a threaded spindle 2h (corresponding to the arrow representation) on guides (not shown) between the base headstock 13 and the dressing device 32. The dressing quality can be improved by an axial oscillating movement of the grinding wheels 1 or of the dressing tool 23 during dressing.

Eine andere Ausführungsform der Abrichtvorrichtung 32 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Hier besteht das Abrichtwerkzeug 23 nicht in einem Kopierwerkstück (Kopiernockenwelle), sondern in einer oder mehreren schnell umlaufenden zylindrischen Abrichtrollen 25, die mit Diamanten besetzt sind. Der Antrieb der Abrichtrollen 25 erfolgt von einem Antriebsmotor 26 aus. Die Abrichtrollen 25 sind in einem Schieber 27 gelagert, der über eine Steuernockenwelle 23 verschoben und mit einer Feder 29 gegen den oder die Nocken der Steuernockenwelle 28 gedrückt wird. Die Steuernockenwelle 28 wird über einen den Zahnriementrieben 11 und 11' entsprechenden Zahnriementrieb II¹' synchron von der Schleifspindel 2, wie das Werkstück 5, angetrieben. Jeder Schleifscheibe 1 ist eine ge-Another embodiment of the dressing device 32 is illustrated in FIG. 3. Here, the dressing tool 23 does not consist of a copying workpiece (copying camshaft), but rather one or more rapidly rotating cylindrical dressing rollers 25 which are set with diamonds. The dressing rollers 25 are driven by a drive motor 26. The dressing rollers 25 are mounted in a slide 27 which is displaced via a control camshaft 23 and is pressed with a spring 29 against the cam or cams of the control camshaft 28. The control camshaft 28 is driven synchronously by the grinding spindle 2, like the workpiece 5, ^{via a toothed belt drive II 1} ′ corresponding to the toothed belt drives 11 and 11 ′. Each grinding wheel 1 is a

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sonderte Abrichtrolle 25 und ein gesonderter Abrichtschieber 27 zugeordnet. Wegen der hin- und hergehenden Massen der Abrichtschieber soll hier beim Abrichten die Schleifscheibendrehzahl herabgesetzt werden. Eine derartig in Fig. 3 dargestellte Abrichtvorrichtung 32 kann auch anstelle der diamantbesetzten Abrichtrolle 25 ein (nicht dargestelltes) lose umlaufendes rundes Abrichtrad aus Stahl oder Hartmetall haben, welches die Schleifscheibe 1 im Einroll (cush)-Verfahren abrichtet.separate dressing roller 25 and a separate dressing slide 27 assigned. Because of the going back and forth Masses of the dressing slide, the grinding wheel speed is to be reduced here during dressing. One of those The dressing device 32 shown in FIG. 3 can also instead of the diamond-studded dressing roller 25 a (not shown) loosely rotating round dressing wheel made of steel or hard metal, which dress the grinding wheel 1 using the cush method.

Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform der Abrichtvorrichtung 32 für Exzenterwellen. Hier wird als Abrichtwerkzeug ein diamantbesetzter Exzenter 30 verwendet. Die Arbeitsweise dieser Abrichtvorrichtung gleicht dar in Fig. 1 und 2 für eine Nockenwelle veranschaulichten.4 illustrates an embodiment of the dressing device 32 for eccentric shafts. Here, a diamond-studded eccentric 30 is used as the dressing tool. the The mode of operation of this dressing device is the same as that illustrated in FIGS. 1 and 2 for a camshaft.

Bezugszeichenliste: 90378Reference Sign List: 90378

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Bezugs zeichenliste;Reference character list;

11 SchleifscheibenGrinding wheels 2929 Federfeather SchleifspindelGrinding spindle 3030th Exzentereccentric 22 Lagercamp 3131 Motorengine l\l \ 3232 Abri<" htvorrichAbri <"htvorrich 55 Werkstückworkpiece tungtion 6 )6) 3333 RiementriebBelt drive KörnerspitzenGrain points 3^3 ^ SitzSeat 8 ~8 ~ ³⁵Z ³⁵ Z 99 SetzstöckeSticksticks 3636 LagersitzeBearing seats 10 .10. 37 J37 y •• 11'· Zahnrienentrieb11 '· toothed belt drive 3838 Nockencam MitnehmerCarrier Schleifspinde]stockGrinding lockers] stock 11, 11',11, 11 ', MaschinenbettMachine bed 1212th GewindespindelThreaded spindle 1313th SpannrollenTension pulleys IiJIiJ 1515th Schwungradflywheel 16 7
17 J16 7
17 y IndexkupplungIndex coupling 1818th IndexstiftIndex pen 1919th Motorengine 2020th RiementriebBelt drive 2121 AbrichtwerkzeugDressing tool 2222nd GewindespindelThreaded spindle 2323 AbrichtrolleDressing roller 2424 AntriebsmotorDrive motor 2525th SchieberSlider ^ 6^ 6 SteuernockenwelleControl camshaft 2727 2828

Claims

Expectations:

1. Grinding machine for grinding non-round or eccentrically round workpieces or with non-round or eccentric workpieces Round parts of designed workpieces with workpiece and grinding wheel rotating on parallel axes, characterized by at least one in adaptation to the desired out-of-round or eccentrically round Workpiece shape and the transmission ratio workpiece rotation / grinding wheel rotation non-circular grinding wheel (1), which synchronously with the workpiece (5), with an integer transmission ratio Workpiece rotation / grinding wheel rotation one or greater than one, rotates.

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PATKISäTAN WALTEPATKISäTAN WALTE

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2. Grinding machine according to claim l, characterized in that several, e.g. different or grinding wheels (1) of the same type but offset at an angle to one another on a common grinding spindle (2) are arranged.

3. Grinding machine according to claim 1 or 2, characterized in that the grinding spindle (2) carries at least one round grinding wheel (1).

4. Grinding machine according to one of claims 1 to 3> characterized in that the grinding spindle (2) is a dressing tool which can be rotated axially parallel (23) is assigned, the outer shape of which corresponds to the workpiece shape to be ground.

5. Grinding machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the grinding spindle (2) an axially parallel rotatable cylindrical dressing roller (25) is assigned, the center distance of Grinding spindle (2) and dressing roller (25) can be changed in time with the rotation of the grinding spindle.

6. Grinding machine according to claim 5, characterized in that that the center distance is changed by means of a control camshaft (28).

7. Grinding machine according to one of claims 1 to 3, d adurch gekennzeichne t that the grinding spindle (2) is an axially parallel, non-driven bearing round dressing wheel is assigned, which dressing the grinding wheel (1) in the rolling process.

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8. Grinding machine according to claim 4, characterized in that a dressing tool Eccentric (30) is used.

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