EP0269100A2 - Method and apparatus for grinding cams - Google Patents

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Publication number
EP0269100A2
EP0269100A2 EP87117432A EP87117432A EP0269100A2 EP 0269100 A2 EP0269100 A2 EP 0269100A2 EP 87117432 A EP87117432 A EP 87117432A EP 87117432 A EP87117432 A EP 87117432A EP 0269100 A2 EP0269100 A2 EP 0269100A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cam
grinding tool
axis
cams
cam disks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87117432A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0269100A3 (en
Inventor
Helmut Dipl.-Ing. Riemscheid
Heribert Dipl.-Ing. Grewe
Engelbert Dipl.-Ing. Schwarz
Karl Dr. Ing. Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Uni Cardan AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19863640563 external-priority patent/DE3640563A1/en
Application filed by Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH, Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH, Uni Cardan AG filed Critical Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Publication of EP0269100A2 publication Critical patent/EP0269100A2/en
Publication of EP0269100A3 publication Critical patent/EP0269100A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
    • B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for grinding cam disks with a central opening in the axial direction for receiving a rod or tube with which they are to be connected to form a camshaft.
  • cam disks are intermediate products for built camshafts in which the cam disks are pushed onto a tubular or profiled shaft after completion and are connected to it in a non-positive and / or positive manner.
  • Such built camshafts are used to reduce weight and rationalize production.
  • Such cams are prefabricated, for example, as fine stamped parts or as sintered parts;
  • the pre- and finish grinding of these cams has so far been carried out after fixing them on the camshaft using conventional non-circular grinding methods, such as in the case of conventional cast or forged one-piece camshafts.
  • the grinding devices required for this grinding process are complicated in structure and control, since the different angular positions of the cams have to be reproduced. Due to the large span lengths, larger tolerances can be expected.
  • the object of the invention is to provide an improved method for grinding individual cam disks which ensures good accuracy and which can be implemented with little effort at high production speed.
  • the solution according to the invention consists in that a plurality of cam disks, in particular all cam disks intended for a shaft, are clamped together with openings of identical coverage and cam elevations oriented at the same angle and are machined by means of a rotating grinding tool, the axis of rotation of which is aligned essentially parallel to the opening axis of the cam disks.
  • a rotating grinding tool the axis of rotation of which is aligned essentially parallel to the opening axis of the cam disks.
  • the clamped cam disks are processed step by step or continuously one after the other by means of a grinding tool that extends across a part of their combined length.
  • a grinding tool that extends across a part of their combined length.
  • the method according to the invention comprises the kinematic reversal of the movement sequences, that is to say holding the clamping device in the direction of the axis while the grinding wheel is being moved in its axial direction, or, with respect to the out-of-round movement, rotating the clamping device axially fixed with a small grinding dimension infeed with clocked oscillation of the grinding wheel perpendicular to their axis.
  • the feed takes place step by step in the axial direction, in particular in each case by the width of a cam disk. If, according to a preferred embodiment of the device according to the invention, the grinding wheel width corresponds to one or more times one cam wheel width, irregularities are prevented in a favorable manner from occurring within a cam track.
  • Another advantageous aspect of this method is the fact that with a slightly conical shape of the grinding wheel, a desired inclination of each individual cam can be achieved. Such a shape is advantageous in order to bring about a regular rotation of directly actuated hydraulic valve lifters.
  • the axial displacement takes place continuously, the displacement path of a cam width having to be completed after one or more cyclical movements of the non-circular grinding device in order to display uniform results.
  • the clamped cam disks are processed simultaneously by means of a grinding tool that extends over their combined length.
  • a grinding tool that extends over their combined length.
  • the cam disks are preferably driven on the one hand, slowly rotating at the same frequency, and, on the other hand, are oscillatingly clocked perpendicular to their opening axis.
  • An axial feed can of course be completely omitted here.
  • the grinding tool can have individual conical sections which correspond to the width of a cam disk and which are detachably or non-detachably connected to one another.
  • Each of the cam disks is given the same shape if these conical sections are identical.
  • the grinding tool as a whole can also have a slightly conical shape or, in the case of a cylindrical shape, can be set at a slight angle to the opening axis of the cam disks. Again, slightly different cams are created, but they are all within the permissible manufacturing tolerance of the overall dimensions.
  • the clamping device or the grinding tool can also be controlled so that only the cam lobes of the cam disks are processed by a tool aligned with a parallel axis of rotation to the opening axis of the cam disks, in particular in order to produce an inclination of the cam lobes, while the rest the cam raceways is machined by a form grinding tool which is arranged past them and has a perpendicular axis.
  • the favorable result can be achieved if the cams have been completely ground by the method and do not require any further post-processing even after joining with the shaft.
  • the method according to the invention is independent of certain clamping errors and delivers completely or almost identical cam disks.
  • the devices required can be kept relatively small.
  • FIG. 1 shows a package of several cams axially clamped together by means of a clamping device. This shows individual cams 1 with central through openings 2, which are congruently spanned.
  • the tensioning device consists of a sleeve 3 which essentially has the diameter of the cam opening 2 and has a longitudinal slot 4.
  • the sleeve 3 has an inner cone 4 which interacts with a clamping cone 5.
  • the clamping cone 5 acts on the cams 1 via a support disk 6, in the place of which a spring assembly can also take place, and engages via a threaded part 7 in a clamping nut 8 which acts on the cams 1 in the opposite direction.
  • a grinding wheel 9 is shown with a parallel axis, the width of which corresponds to that of a cam.
  • the cyclic movement of the clamping device is shown perpendicular to its axis, the frequency f1 ⁇ of this cyclical movement corresponds to the frequency f1 ⁇ of the rotation of the clamping device, which is to be identified by the rotating arrow II.
  • the arrow III indicates the progress of the clamping device in the axial direction, which can be done step by step or continuously.
  • the arrow IV indicates the infeed movement of the grinding wheel 9, which is in itself axially fixed. Modifications and reversals are readily apparent from the drawing, the devices for representing the movement are known as such.
  • a clamping device is shown below, in which the clamping means are not shown in detail, but only a mandrel 10 can be seen, on which the cam disks 1 are clamped with the interposition of spacers 11. Dashed lines indicate that the cam disks each have a slight bevel 12 after finish grinding. This arises easily from the stepped conical shape of the grinding tool 13.
  • the rotary arrow II in turn gives the rotary motion supply of the clamping tool 11, while the double arrow V indicates that the grinding tool 13 should exert an oscillating movement for generating the cam shape, which can be superimposed on a feed.
  • a mandrel 10 (not shown in detail) with two cam disks and an intermediate spacer 11 is shown, which is opposite a double grinding tool 15 with a mirror-image conical shape 15.
  • dashed lines it is again indicated that at least in the area of the cam elevation, the cams assume a bevel 14 after finish grinding.
  • a form grinding tool 16 is shown which is intended to process and process the cam shape outside the cam elevation area.
  • the rotating arrow II again indicates the rotating movement of the mandrel 10
  • the double arrow V illustrates the oscillating movement of the double grinding tool 15, on which an axial feed movement can be superimposed. Due to the cone shape, the double grinding tool does not come into contact with the base circle of the cam; rather, only the conical cam elevation 1 N is machined by the grinding tool 15.
  • the base circle is generated by the form grinding tool 16 by means of a movement in the direction of the double arrow VI, an infeed movement in the direction of the double arrow VII being possible.

Abstract

A method is provided for finishing cam plates having a central opening lying in the axial direction for a camshaft, in which method several cam plates, in particular all cam plates intended for a shaft, which is aligned with a congruent opening axis of the cam plates, are machined. An additional form-grinding tool can perform part of the machining. The cams are then secured to a tube or bar in the desired manner. In this way, all cams of a shaft are pre-ground or finish- ground over a short clamping length in one operation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen von Nockenscheiben mit einer Zentralöffnung in Achsrichtung zur Aufnahme eines Stabes oder Rohres, mit dem sie zu einer Nockenwelle zu verbinden sind.The invention relates to a method and a device for grinding cam disks with a central opening in the axial direction for receiving a rod or tube with which they are to be connected to form a camshaft.

Derartige Nockenscheiben sind Zwischenerzeugnisse fur ge­baute Nockenwellen bei denen die Nockenscheiben nach der Fertigstellung auf eine Rohr- oder Profilwelle aufge­schoben werden und dabei oder anschließend kraft- und/oder formschlüssig mit dieser verbunden werden. Solche gebauten Nockenwellen dienen der Gewichtsreduzierung und der Ratio­nalisierung der Fertigung.Such cam disks are intermediate products for built camshafts in which the cam disks are pushed onto a tubular or profiled shaft after completion and are connected to it in a non-positive and / or positive manner. Such built camshafts are used to reduce weight and rationalize production.

Derartige Nocken werden beispielsweise als Feinstanzteile oder als Sinterteile vorgefertigt; das Vor- und Fertig­schleifen dieser Nocken erfolgt bisher nach der Festlegung auf der Nockenwelle nach üblichen Unrundschleifverfahren, wie bei konventionellen gegossenen oder geschmiedeten ein­stückigen Nockenwellen. Die für dieses Schleifverfahren erforderlichen Schleifvorrichtungen sind kompliziert in Aufbau und Steuerung, da die unterschiedlichen Winkel­lagen der Nocken nachvollzogen werden müssen. Durch die großen Spannlängen sind größere Toleranzen zu erwarten.Such cams are prefabricated, for example, as fine stamped parts or as sintered parts; The pre- and finish grinding of these cams has so far been carried out after fixing them on the camshaft using conventional non-circular grinding methods, such as in the case of conventional cast or forged one-piece camshafts. The grinding devices required for this grinding process are complicated in structure and control, since the different angular positions of the cams have to be reproduced. Due to the large span lengths, larger tolerances can be expected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbesser­tes, gute Genauigkeit sicherstellendes Verfahren zum Schleifen von einzelnen Nockenscheiben bereitzustellen, das bei hoher Fertigungsgeschwindigkeit mit geringem Auf­wand zu verwirklichen ist. Die erfindungsgemäße Lösung be­steht darin, das mehrere Nockenscheiben, insbesondere sämt­liche für eine Welle bestimmte Nockenscheiben, mit dek­kungsgleichen Öffnungen und winkelgleich orientierten Nok­kenerhebungen zusammengespannt und mittels eines rotieren­den Schleifwerkzeugs, dessen Drehachse im wesentlichen pa­rallel zur Öffnungsachse der Nockenscheiben ausgerichtet ist, bearbeitet werden. Mit einem derartigen Verfahren werden im wesentlichen identische Nocken hergestellt, die somit Unregelmäßgikeiten im Ventiltrieb von Zylinder zu Zylinder völlig vermeiden. Das Verfahren bedarf nur eines einzigen Einspannvorganges für eine Mehrzahl von Nocken. Es muß nur ein einziger Steuermechnismus für die Spann­vorrichtungsachse bzw. die Schleifwerkzeugachse vorgesehen werden.The object of the invention is to provide an improved method for grinding individual cam disks which ensures good accuracy and which can be implemented with little effort at high production speed. The solution according to the invention consists in that a plurality of cam disks, in particular all cam disks intended for a shaft, are clamped together with openings of identical coverage and cam elevations oriented at the same angle and are machined by means of a rotating grinding tool, the axis of rotation of which is aligned essentially parallel to the opening axis of the cam disks. With such a method, essentially identical cams are produced, which thus completely avoid irregularities in the valve train from cylinder to cylinder. The method requires only a single clamping process for a plurality of cams. Only a single control mechanism for the clamping device axis or the grinding tool axis has to be provided.

Nach einer ersten Verfahrensart werden die zusammengespann­ten Nockenscheiben schrittweise oder kontinuierlich nach­einander mittels eines in der Breite über einen Teil ihrer zusammengenommenen Länge reichenden Schleifwerkzeuges bear­beitet. Dies hat den Vorteil, daß einfache, handelsübliche Schleifwerkzeuge verwendet werden können. In vereinfachter Verfahrensart gegenüber der Bearbeitung an fertigen Nocken­wellen werden hierbei die Nockenscheiben insgesamt zum einen mit jeweils gleicher Frequenz langsam rotierend und senkrecht zu ihrer Öffnungsachse getaktet oszillierend bewegt und zum anderen in Richtung ihrer Öffnungsachse gegenüber dem achsparallel angeordneten Schleifwerkzeug schrittweise oder kontinuierlich verschoben. Hierbei ist das Verfahren in Bezug auf die Vorrichtung besonders günstig darzustellen, wenn die zueinander achsparallelen Verschiebebewegung durch eine Bewegung des oszillierenden Teils, d.h. insbesondere der Spannvorrichtung für die Nocken wahrgenommen wird, während die Schleifmaßzustellung durch eine senkrecht zur Achse liegende Bewegung der Schleifscheibenachse ausgeführt wird. Selbstverständlich umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die kinematische Umkehr der Bewegungsablaufe, d.h. das Festhalten der Spannvorrichtung in Richtung der Achse, während die Schleifscheibe in ihrer Achsrichtung verfahren wird, bzw. bezüglich der Unrundbewegung das achsfeste Rotieren der Spannvorrichtung unter geringer Schleifmaßzustellung bei getaktetem oszillieren der Schleifscheibe senkrecht zu ihrer Achse erfolgt.According to a first type of process, the clamped cam disks are processed step by step or continuously one after the other by means of a grinding tool that extends across a part of their combined length. This has the advantage that simple, commercially available grinding tools can be used. In a simplified type of procedure compared to machining on finished camshafts, the cam disks are, on the one hand, moved slowly, oscillating at the same frequency, clocked and perpendicular to their opening axis, and, on the other hand, gradually or continuously shifted in the direction of their opening axis with respect to the grinding tool arranged parallel to the axis. Here is to represent the method in relation to the device particularly favorably if the mutually axially parallel displacement movement is perceived by a movement of the oscillating part, ie in particular the clamping device for the cams, while the grinding dimension infeed is carried out by a movement of the grinding wheel axis perpendicular to the axis. Of course, the method according to the invention comprises the kinematic reversal of the movement sequences, that is to say holding the clamping device in the direction of the axis while the grinding wheel is being moved in its axial direction, or, with respect to the out-of-round movement, rotating the clamping device axially fixed with a small grinding dimension infeed with clocked oscillation of the grinding wheel perpendicular to their axis.

Nach einer ersten günstigen Ausgestaltung der Erfindung er­folgt der Vorschub in Achsrichtung schrittweise, und zwar jeweils insbesondere um die Breite einer Nockenscheibe. Wenn hierbei nach einer bevorzugten Ausgestaltung der er­findungsgemäßen Vorrichtung die Schleifscheibenbreite dem ein- oder mehrfachen einer Nockenscheibenbreite ent­spricht, wird in günstiger Weise verhindert, daß innerhalb einer Nockenlaufbahn Unregelmäßigkeiten stehen.According to a first favorable embodiment of the invention, the feed takes place step by step in the axial direction, in particular in each case by the width of a cam disk. If, according to a preferred embodiment of the device according to the invention, the grinding wheel width corresponds to one or more times one cam wheel width, irregularities are prevented in a favorable manner from occurring within a cam track.

Ein weiterer günstiger Aspekt dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß bei geringfügig konischer Form der Schleif­scheibe eine gewunschte Schrägung jedes einzelnen Nockens erzielt werden kann. Eine derartige Gestalt ist vorteil­haft, um ein regelmäßiges Drehen von direkt beaufschlagten hydraulischen Ventilstößeln zu bewirken.Another advantageous aspect of this method is the fact that with a slightly conical shape of the grinding wheel, a desired inclination of each individual cam can be achieved. Such a shape is advantageous in order to bring about a regular rotation of directly actuated hydraulic valve lifters.

Nach einer anderen günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die Axialverschiebung kontinuierlich erfolgt, wobei zur Darstellung gleich­mäßiger Ergebnisse der Verschiebeweg von einer Nocken­breite nach einem oder mehreren zyklischen Bewegungen der Unrundschleifvorrichtung abgeschlossen sein sollte.According to another advantageous embodiment of the method, it can be provided that the axial displacement takes place continuously, the displacement path of a cam width having to be completed after one or more cyclical movements of the non-circular grinding device in order to display uniform results.

Bei der vorgenannten Verfahrensart kann eine geringfügige Schrägung der Nockenlaufbahnen durch eine Winkelstellung zwischen den Achsen der Schleifscheibe und der Spannvor­richtung erzielt werden. Hierbei entstehen voneinander geringfügig abweichende Nocken, dies ist aber unschädlich, da die Schrägungsdifferenz für einen Nocken mehrfach innerhalb der zulässigen Fertigungstoleranz liegt.With the aforementioned type of method, a slight inclination of the cam tracks can be achieved by an angular position between the axes of the grinding wheel and the clamping device. This results in slightly different cams, but this is not harmful since the bevel difference for a cam is several times within the permissible manufacturing tolerance.

Nach einer zweiten grundsätzlichen Abwandlung des Verfah­rens werden die zusammengespannten Nockenscheiben gleich­zeitig mittels eines über ihre zusammengenommene Länge rei­chenden Schleifwerkzeuges bearbeitet. Dies bedingt zwar Sonderwerkzeuge oder zusammengespannte Werkzeuge, be­schleunigt aber das Verfahren und reduziert die Gefahr eines Durchbiegens der Spannvorrichtung. Wie beim Unrund­schleifen eines einzelnen Nockens werden hierbei bevorzugt die Nockenscheiben insgesamt zum einen mit gleicher Fre­quenz langsam rotierend angetrieben und zum anderen senk­recht zu ihrer Öffnungsachse getaktet oszillierend bewegt. Ein axialer Vorschub kann hierbei selbstverständlich grund­legend entfallen.After a second fundamental modification of the method, the clamped cam disks are processed simultaneously by means of a grinding tool that extends over their combined length. Although this requires special tools or clamped tools, it speeds up the process and reduces the risk of the clamping device bending. As with the non-circular grinding of a single cam, the cam disks are preferably driven on the one hand, slowly rotating at the same frequency, and, on the other hand, are oscillatingly clocked perpendicular to their opening axis. An axial feed can of course be completely omitted here.

Auch hierbei ist es ohne weiteres möglich, bei geringfügig konischer Form des Schleifwerkzeuges eine gewünschte Schrä­gung jedes einzelnen Nockens zu erzielen, um ein regel­ mäßiges Drehen von direkt beaufschlagten hydraulischen Ventilstößeln zu bewirken. Nach einer günstigen Ausge­staltung kann dabei das Schleifwerkzeug einzelne, der Breite einer Nockenscheibe entsprechende konische Abschnit­te haben, die lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind. Jede der Nockenscheiben erhält hierbei bei Identität dieser konischen Abschnitte die gleiche Form.Here, too, it is easily possible to achieve a desired bevel of each individual cam with a slightly conical shape of the grinding tool in order to achieve a rule to cause moderate turning of directly applied hydraulic valve lifters. According to a favorable embodiment, the grinding tool can have individual conical sections which correspond to the width of a cam disk and which are detachably or non-detachably connected to one another. Each of the cam disks is given the same shape if these conical sections are identical.

Nach einer vereinfachten Form kann auch das Schleifwerk­zeug insgesamt eine leicht konische Form haben oder bei zylindrischer Form mit geringem Winkel zur Öffnungsachse der Nockenscheiben angestellt sein. Hierbei entstehen wieder voneinander geringfügig abweichende Nocken, die jedoch alle innerhalb der zulässigen Fertigungstolerenz des Gesamtmaßes liegen.According to a simplified form, the grinding tool as a whole can also have a slightly conical shape or, in the case of a cylindrical shape, can be set at a slight angle to the opening axis of the cam disks. Again, slightly different cams are created, but they are all within the permissible manufacturing tolerance of the overall dimensions.

Nach einer Abwandlung der vorstehenden Verfahrensarten kann die Spannvorrichtung bzw. das Schleifwerkzeug auch so gesteuert werden, daß nur die Nockenerhebungen der Nocken­scheiben durch ein mit paralleler Drehachse zur Öffnungs­achse der Nockenscheiben ausgerichtetes Werkzeug bearbei­tet werden, insbesondere um eine Schrägung der Nockenerhe­bung zu erzeugen, während der Rest der Nockenlaufbahnen durch ein mit senkrecht dazu stehender Achse angeordne­tes an ihnen vorbeigeführtes Formschleifwerkzeug bearbei­tet wird.After a modification of the above types of procedures, the clamping device or the grinding tool can also be controlled so that only the cam lobes of the cam disks are processed by a tool aligned with a parallel axis of rotation to the opening axis of the cam disks, in particular in order to produce an inclination of the cam lobes, while the rest the cam raceways is machined by a form grinding tool which is arranged past them and has a perpendicular axis.

Das günstige Ergebnis läßt sich dann erzielen, wenn die Nocken nach dem Verfahren insgesamt fertiggeschliffen sind und auch nach dem Fügen mit der Welle keiner weiteren Nachbearbeitung bedürfen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von gewissen Einspannfehlern und liefert jeweils völlig oder nahezu identische Nockenscheiben. Die erforderlichen Vorrichtungen können relativ klein gehalten werden.The favorable result can be achieved if the cams have been completely ground by the method and do not require any further post-processing even after joining with the shaft. The method according to the invention is independent of certain clamping errors and delivers completely or almost identical cam disks. The devices required can be kept relatively small.

Da jegliche Umspann- bzw. Nachjustiervorgänge von Nocken zu Nocken hierbei entfallen, kann die Bearbeitungsge­schwindigkeit wesentlich gesteigert werden. Abwandlungen der bereits angesprochenen Art, die auf kinematischer Um­kehr beruhen, sind von der Erfindung einbegriffen. Selbst­verständlich können die genannten Vorrichtungen auch dahin­gehend abgewandelt werden, daß mehrere Schleifscheiben am Umfang verteilt, insbesondere gegenüberliegend vorgesehen sind. Durch die kurze Aufspannvorrichtung, die möglich ist, wenn nur die Nocken einer Welle zusammengespannt werden, sind auch solche Fehler, die beispielsweise vom Durchbiegen der Welle beim Schleifen herrühren, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zu erwarten.

  • Fig. 1 zeigt eine Spannvorrichtung im Schnitt mit einem Einzelschleifwerkzeug,
  • Fig. 2 zeigt eine Spannvorrichtung in Ansicht mit einem Mehrfachschleifwerkzeug,
  • Fig. 3 zeigt eine Spannvorrichtung in zwei Ansichten mit einem Doppelschleifwerkzeug und einem Formschleif­werkzeug sowie einem perspektivisch dargestellten Raumnocken.
Since there is no need for any reclamping or readjustment from cam to cam, the processing speed can be increased significantly. Modifications of the type already mentioned, which are based on kinematic reversal, are included in the invention. Of course, the devices mentioned can also be modified such that a plurality of grinding wheels are distributed around the circumference, in particular provided opposite one another. Due to the short clamping device, which is possible if only the cams of a shaft are clamped together, such errors which result, for example, from the shaft bending during grinding, are also not to be expected according to the method according to the invention.
  • 1 shows a clamping device in section with a single grinding tool,
  • 2 shows a clamping device in view with a multiple grinding tool,
  • Fig. 3 shows a clamping device in two views with a double grinding tool and a form grinding tool and a perspective cam shown in perspective.

In Fig. 1 ist ein mittels einer Spannvorrichtung axial zusammengespanntes Paket von mehreren Nocken gezeigt. Hierin sind einzelne Nocken 1 mit zentralen Durchtritts­öffnungen 2 gezeigt, die deckungsgleich aufgespannt sind.1 shows a package of several cams axially clamped together by means of a clamping device. This shows individual cams 1 with central through openings 2, which are congruently spanned.

Die Spannvorrichtung besteht aus einer Hülse 3, die im wesentlichen den Durchmesser der Nockenöffnung 2 hat und einen Längsschlitz 4 aufweist. Die Hülse 3 hat einen Innen­konus 4, der mit einem Spannkonus 5 zusammenwirkt. Der Spannkonus 5 wirkt über eine Stützscheibe 6, an deren Stelle auch ein Federpaket treten kann, auf die Nocken 1 und greift über ein Gewindeteil 7 in eine Spannmutter 8 ein, die die Nocken 1 in Gegenrichtung beaufschlagt. Es ist weiterhin mit paralleler Achse eine Schleifscheibe 9 dargestellt, deren Breite der eines Nockens entspricht. Mit dem Doppelpfeil I ist die zyklische Bewegung der Spannvorrichtung senkrecht zu ihrer Achse dargestellt, wobei die Frequenz f₁ʹ dieser zyklischen Bewegung ubereinstimmt mit der Frequenz f₁ʺ der Rotation der Spannvorrichtung, die durch den Drehpfeil II gekennzeich­net sein soll. Daneben gibt der Pfeil III den Fortschritt der Spannvorrichtung in axialer Richtung an, der schritt­weise oder kontinuierlich erfolgen kann. Der Pfeil IV gibt die Zustellbewegung der an sich achsfesten Schleifscheibe 9 an. Abwandlungen und Umkehrungen ergeben sich ohne wei­teres aus der Zeichnung, die Vorrichtungen für die Dar­stellung der Bewegung sind als solche bekannt.The tensioning device consists of a sleeve 3 which essentially has the diameter of the cam opening 2 and has a longitudinal slot 4. The sleeve 3 has an inner cone 4 which interacts with a clamping cone 5. The clamping cone 5 acts on the cams 1 via a support disk 6, in the place of which a spring assembly can also take place, and engages via a threaded part 7 in a clamping nut 8 which acts on the cams 1 in the opposite direction. Furthermore, a grinding wheel 9 is shown with a parallel axis, the width of which corresponds to that of a cam. With the double arrow I, the cyclic movement of the clamping device is shown perpendicular to its axis, the frequency f₁ʹ of this cyclical movement corresponds to the frequency f₁ʺ of the rotation of the clamping device, which is to be identified by the rotating arrow II. In addition, the arrow III indicates the progress of the clamping device in the axial direction, which can be done step by step or continuously. The arrow IV indicates the infeed movement of the grinding wheel 9, which is in itself axially fixed. Modifications and reversals are readily apparent from the drawing, the devices for representing the movement are known as such.

In Fig. 2 ist unten eine Spannvorrichtung gezeigt, bei der die Spannmittel nicht im einzelnen dargestellt sind, sondern nur ein Spanndorn 10 erkennbar ist, auf den die Nockenscheiben 1 unter Zwischenschalten von Distanzscheiben 11 aufgespannt sind. Mit gestrichelten Linien ist angedeu­tet, daß die Nockenscheiben nach dem Fertigschleifen je­weils eine geringe Schrägung 12 aufweisen. Dies ergibt sich ohne weiteres aus der gestuft konischen Form des Schleif­werkzeuges 13. Der Drehpfeil II gibt wiederum die Drehbewe­ gung des Spannwerkzeugs 11 an, während der Doppelpfeil V kenntlich macht, daß das Schleifwerkzeug 13 eine oszillie­rende Bewegung zur Erzeugung der Nockenform ausüben soll, der ein Vorschub überlagert werden kann.In Fig. 2 a clamping device is shown below, in which the clamping means are not shown in detail, but only a mandrel 10 can be seen, on which the cam disks 1 are clamped with the interposition of spacers 11. Dashed lines indicate that the cam disks each have a slight bevel 12 after finish grinding. This arises easily from the stepped conical shape of the grinding tool 13. The rotary arrow II in turn gives the rotary motion supply of the clamping tool 11, while the double arrow V indicates that the grinding tool 13 should exert an oscillating movement for generating the cam shape, which can be superimposed on a feed.

In Fig. 3 ist in a) in einer ersten Ansicht und in b) in einer zweiten Ansicht jeweils ein im einzelnen nicht näher dargestellter Spanndorn 10 mit zwei Nockenscheiben und einer dazwischenliegenden Distanzscheibe 11 dargestellt, dem ein Doppelschleifwerkzeug 15 mit spiegelbildlich konischer Form 15 gegenüberliegt. Mit gestrichelten Linien ist wiederum angedeutet, daß zumindest im Bereich der Nockenerhebung die Nocken eine Schrägung 14 nach dem Fertigschleifen annehmen. Neben den beiden parallelach­sigen Anordnungen ist mit senkrecht zur Bildebene stehender Drehachse gegenüberliegend zum Doppelschleifwerkzeug 15 ein Formschleifwerkzeug 16 dargestellt, das die Nockenform außerhalb des Nockenerhebungsbereiches vorgehen und bear­beiten soll. Mit dem Drehpfeil II ist wiederum die rotie­rende Bewegung des Spanndornes 10 angedeutet, während der Doppelpfeil V die oszillierende Bewegung des Doppelschleif­werkzeuges 15 verdeutlicht, dem eine axiale Zustellbewe­gung überlagert werden kann. Mit dem Grundkreis des Nockens kommt das Doppelschleifwerkzeug aufgrund der Konusform nicht in Kontakt, vielmehr wird ausschließlich die konische Nockenerhebung 1ʺ vom Schleifwerkzeug 15 bearbeitet. Der Grundkreis wird vom Formschleifwerkzeug 16 mittels einer Bewegung in Richtung des Doppelpfeils VI erzeugt, wobei eine Zustellbewegung in Richtung des Doppelpfeils VII möglich ist.In Fig. 3 a) in a first view and in b) in a second view each a mandrel 10 (not shown in detail) with two cam disks and an intermediate spacer 11 is shown, which is opposite a double grinding tool 15 with a mirror-image conical shape 15. With dashed lines it is again indicated that at least in the area of the cam elevation, the cams assume a bevel 14 after finish grinding. In addition to the two parallel-axis arrangements, with the axis of rotation perpendicular to the image plane opposite the double grinding tool 15, a form grinding tool 16 is shown which is intended to process and process the cam shape outside the cam elevation area. The rotating arrow II again indicates the rotating movement of the mandrel 10, while the double arrow V illustrates the oscillating movement of the double grinding tool 15, on which an axial feed movement can be superimposed. Due to the cone shape, the double grinding tool does not come into contact with the base circle of the cam; rather, only the conical cam elevation 1 N is machined by the grinding tool 15. The base circle is generated by the form grinding tool 16 by means of a movement in the direction of the double arrow VI, an infeed movement in the direction of the double arrow VII being possible.

BezugszeichenlisteReference symbol list

  • 1 Nocken1 cam
  • 2 Durchtrittsöffnung2 passage opening
  • 3 Hülse3 sleeve
  • 4 Längsschlitz4 longitudinal slot
  • 5 Spannkonus5 clamping cone
  • 6 Stützscheibe6 support disc
  • 7 Gewindeteil7 threaded part
  • 8 Spannmutter8 clamping nut
  • 9 Einfachschleifwerkzeug9 single grinding tool
  • 10 Spanndorn10 mandrel
  • 11 Distanzscheibe11 spacer
  • 12 Schrägung12 bevel
  • 13 Mehrfachschleifwerkzeug13 multiple grinding tool
  • 14 Schrägung14 bevel
  • 15 Doppelschleifwerkzeug15 double grinding tool
  • 16 Formschleifwerkzeug16 form grinding tool

Claims (15)

1. Verfahren zum Schleifen von Nockenscheiben mit einer in Achsrichtung liegenden zentralen Öffnung für die Aufnahme eines Stabes oder Rohres, mit dem sie zu einer Nockenwelle zu verbinden sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere Nockenscheiben, insbesondere sämtliche für eine Welle bestimmte Nockenscheiben, mit deckungsglei­chen Öffnungen und winkelgleich orientierten Nockener­hebungen zusammengespannt und mittels eines rotierenden Schleifwerkzeugs, dessen Drehachse im wesentlichen pa­rallel zur Öffnungsachse der Nockenscheiben ausgerich­tet ist, bearbeitet werden.1. Method for grinding cam disks with a central opening lying in the axial direction for receiving a rod or tube with which they are to be connected to form a camshaft,

characterized,

that several cam disks, in particular all cam disks intended for a shaft, are clamped together with congruent openings and cam elevations oriented at the same angle and are processed by means of a rotating grinding tool, the axis of rotation of which is aligned essentially parallel to the opening axis of the cam disks. 2. Verfahren nach Anspruch 1.

dadurch gekennzeichnet,

daß die zusammengespannten Nockenscheiben schrittweise oder kontinuierlich nacheinander mittels eines in der Breite über einen Teil ihrer zusammengenommenen Länge reichenden Schleifwerkzeuges bearbeitet werden.2. The method according to claim 1.

characterized,

that the clamped cam disks are processed step by step or continuously one after the other by means of a grinding tool that extends across a part of their combined length. 3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Nockenscheiben zum einen mit jeweils gleicher Frequenz langsam rotierend und senkrecht zu ihrer Öffnungsachse getaktet oszillierend angetrieben werden und zum anderen in Richtung ihrer Öffnungsachse relativ gegenüber dem achsparallelen rotierenden Schleifwerk­zeug bewegt werden.3. The method according to claim 2,

characterized,

that the cam disks, on the one hand, are driven to rotate slowly and clocked at the same frequency and perpendicular to their opening axis and, on the other hand, are moved in the direction of their opening axis relative to the axis-parallel rotating grinding tool. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschiebung der Nocken in Richtung ihrer Öffnungsachse schrittweise, insbesondere jeweils nach einem oder mehreren Umlaufen der Nockenachse erfolgt.4. The method according to any one of claims 2 or 3,

characterized,

that the displacement of the cams in the direction of their opening axis takes place gradually, in particular after one or more revolutions of the cam axis. 5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschiebung der Nocken in Richtung ihrer Öff­nungsachse jeweils um eine oder mehrere Nockenbreiten erfolgt.5. The method according to claim 4,

characterized,

that the displacement of the cams in the direction of their opening axis takes place by one or more cam widths. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschiebung der Nocken in Richtung ihrer Öff­nungsachse während ihrer rotierenden und getaktet oszillierenden Bewegung kontinuierlich erfolgt.6. The method according to any one of claims 2 or 3,

characterized,

that the displacement of the cams in the direction of their opening axis takes place continuously during their rotating and clocked oscillating movement. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausrichtung und Verschiebung der Nocken in Richtung ihrer Öffnungsachse unter einem geringen Winkel zur Achse der Schleifscheibe erfolgt.7. The method according to any one of claims 2 to 4,

characterized,

that the alignment and displacement of the cams in the direction of their opening axis takes place at a slight angle to the axis of the grinding wheel. 8. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die zusammengespannten Nockenscheiben gleichzeitig mittels eines in der Breite über ihre zusammengenommene Länge reichenden Schleifwerkzeuges bearbeitet werden.8. The method according to claim 1,

characterized,

that the clamped cam disks are processed simultaneously by means of a grinding tool that extends across their combined length. 9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Nockenscheiben insgesamt mit jeweils gleicher Frequenz zum einen langsam rotierend und zum anderen senkrecht zu ihrer Öffnungsachse getaktet oszillierend bewegt werden.9. The method according to claim 8,

characterized,

that the cam disks are moved at the same frequency on the one hand slowly rotating and on the other clocked oscillating perpendicular to their opening axis. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß nur die Nockenerhebungen der zusammengespannten Nockenscheiben mittels eines rotierenden Schleifwerk­zeugs, dessen Drehachse im wesentlichen parallel zur Öffnungsachse der Nockenscheiben ausgerichtet ist, be­arbeitet werden, während der übrige Teil der Nocken­laufbahnen durch ein mit senkrecht dazu stehender Achse angeordnetes, an ihnen entlanggeführtes Formschleif­werkzeug bearbeitet wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9,

characterized,

that only the cam lobes of the clamped cam disks are machined by means of a rotating grinding tool, the axis of rotation of which is aligned essentially parallel to the opening axis of the cam disks, while the remaining part of the cam tracks is machined by a form grinding tool arranged with a perpendicular axis and guided along them. 11. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Schleifwerkzeug einen geringen Konuswinkel auf­weist.11. Device for carrying out a method according to one of claims 1 to 10,

characterized,

that the grinding tool has a small cone angle. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Breite des rotierenden Schleifwerkzeugs der mehrfachen Breite eines Nockens entspricht.12. The device according to claim 11,

characterized,

that the width of the rotating grinding tool corresponds to the multiple width of a cam. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Breite des Schleifwerkzeugs der Gesamtbreite der zusammengespannten Nockenscheiben, einschließlich etwaiger Distanzscheiben entspricht.13. Device according to one of claims 10 or 11,

characterized,

that the width of the grinding tool corresponds to the total width of the cams that are clamped together, including any spacers. 14. Vorrichtung nach den Ansprüche 11 bis 13.

dadurch gekennzeichnet,

daß das Schleifwerkzeug einzelne, der Breite einer Nockenscheibe entsprechende konische Abschnitte hat, die lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sind.14. The device according to claims 11 to 13.

characterized,

that the grinding tool has individual conical sections which correspond to the width of a cam disk and which are detachably or non-detachably connected to one another. 15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Schleifwerkzeug senkrecht zu seiner Drehachse zur Einstellung des Schleifmaßes zustellbar ist.15. Device according to one of the preceding claims,

characterized,

that the grinding tool is adjustable perpendicular to its axis of rotation for adjusting the grinding dimension.
EP87117432A 1986-11-27 1987-11-26 Method and apparatus for grinding cams Withdrawn EP0269100A3 (en)

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