EP2298495A2 - Grinding machine for grinding cams - Google Patents
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- EP2298495A2 EP2298495A2 EP20100176629 EP10176629A EP2298495A2 EP 2298495 A2 EP2298495 A2 EP 2298495A2 EP 20100176629 EP20100176629 EP 20100176629 EP 10176629 A EP10176629 A EP 10176629A EP 2298495 A2 EP2298495 A2 EP 2298495A2
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- B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
- B24B41/065—Steady rests
Definitions
- the present invention relates to a grinding machine for grinding workpieces, in particular cams, and a grinding wheel holder and a method for grinding cam sets.
- Grinders of this type are eg from the brochure " CamGrind - production solutions for the grinding of camshafts "of the company Studer Schaudt GmbH, Stuttgart from October 2006 known.
- the model "CamGrind S” has a grinding device, which consists of a large and a small grinding wheel and is designed especially for grinding camshafts. With the large grinding wheel, the cams are first pre-ground by means of high power and the bearing seats are machined, while the small grinding wheel is used for finish grinding of the cam shapes or also for grinding the bearing seats.
- a workpiece holding device which has on one side a workpiece headstock, which sets the camshaft in the desired rotation about its longitudinal axis, and on the other side a tailstock, which ensures that the camshaft during the machining is always aligned and centered.
- the grinding wheels or the corresponding grinding spindles are movable within the xz plane relative to the camshaft.
- the axes or directions x and z are mentioned, they always mean the two axes which span the plane which forms the machine bed.
- the z-axis extends parallel to the longitudinal extent of the workpiece, here e.g. the camshaft, and the x-axis as a perpendicular axis, which corresponds to a movement of a tool on the corresponding workpiece from the side to or away.
- a direction perpendicular to the x and z axes is also referred to as the y axis or direction. It therefore runs perpendicular to the machine bed.
- the grinding of the cams directly on the shaft is performed for the purpose of accuracy, so that the cams are formed exactly with respect to the shaft.
- the grinding of single cams is being used more and more because the manufacturers of the camshafts now succeed in being able to fit the individual cams very precisely onto a shaft.
- the exact grinding of the individual cams is done individually or as groups of several cams, which are usually processed on a workpiece holder, usually a mandrel in a grinding machine.
- the object of the invention is to provide a grinding machine adapted to the workpiece of the individual cams and optimized, a grinding wheel holder and a method for grinding cam sets.
- this object is achieved by a grinding machine for grinding workpieces, in particular cams, with a machine bed, at least one grinding spindle, two grinding wheel holders, on each of which at least one grinding wheel is arranged and which are arranged opposite to each other in their orientation and with their longitudinal axes parallel to each other and two workpiece holding devices, each having a workpiece headstock and a setter pole, which are arranged opposite to each other in their alignment and aligned with their longitudinal axes parallel to each other, each workpiece headstock and associated buttstock for interposing therebetween a separate workpiece holder to be ground with Workpieces are formed and preferably the pegs are arranged along the z-axis between the workpiece headstocks.
- the formation of the workpiece holding device in the way that a single workpiece holder with the workpieces to be ground, in particular cams, can be arranged between a workpiece headstock and a setter, has the advantage that the setter used a smaller space than that in the known grinding machines for complete camshaft used tailstock has.
- a setter a device that is also known as the bezel, instead of using a tailstock, results from the fact that the length of the workpiece holders used is significantly less than a complete camshaft.
- the smaller space requirement of the setting stick means that the grinding spindle running parallel along the z-axis next to this setting stick can move closer to this setting stick along the x-axis. This also results in a greater flexibility in the use of the grinding wheels, which are arranged on the grinding spindle, the result. These now no longer have a certain minimum size, which was based on the fact that the grinding spindle just can not be brought very close to the camshaft, since the tailstock here was decisive for the smallest distance between the grinding spindle and camshaft.
- the workpiece holder is preferably formed here by a mandrel. At this mandrel, the workpieces to be machined are arranged in order.
- Another advantage of the present invention is the two separate workpiece holding devices, each of which can receive a workpiece holder.
- the previously already machined workpieces with their workpiece holder can be removed from the workpiece holder at the other second workpiece holder and replaced by a workpiece holder with unprocessed workpieces.
- the grinding machine can immediately continue the grinding process on the now newly clamped workpieces in the second workpiece holding device. As a result, non-productive times in which the grinding machine is not involved in grinding operations are reduced to a minimum.
- Another advantage in this context is the alignment of the grinding wheel holders and the workpiece holding devices to each other.
- the workpiece holder with the workpieces can be machined in parallel, preferably in a plane perpendicular to the x-z plane, can be arranged.
- the workpiece holders in the workpiece holding apparatuses with the workpieces point essentially inwards, while the workpiece headstocks with the drives point outwards as viewed from there.
- This allows the grinding wheels, e.g. be moved between the workpiece holders between the grinding operations back and forth, also have to overcome the shortest possible paths. As a result, the aforementioned non-productive times are significantly reduced again.
- the grinding wheels are arranged on two grinding wheel holders, which in turn are also arranged opposite to each other and aligned parallel to each other.
- This at least one grinding spindle is, as a result of the arrangements described above, arranged between the workpiece holding devices and along with the also between them arranged grinding wheel holders along the z-axis between the workpiece holding devices reciprocated to perform the corresponding grinding operations can.
- the grinding machine on a single grinding spindle, wherein each one of the two grinding wheel holders is arranged on one side of the grinding spindle.
- This embodiment has the advantage that only one grinding spindle for the two grinding wheel holders must be used with the grinding wheels. This reduces the space requirements of the drives for the grinding wheel holders in height and depth. Furthermore, the cost of materials in the construction of such a grinding machine is kept low.
- the grinding machine on two separate grinding spindles, wherein each one of the two grinding wheel holders is arranged on each one of the two separate grinding spindles.
- the use of two separate grinding spindles has the advantage that the automatic balancing of such grinding spindles compared to grinding spindles with two-sided tool connection is much easier and more complication-free to implement. This has a positive effect on the minimization of material wear and on the accuracy of the machined workpieces.
- the two separate grinding spindles are arranged together on a carriage, which is arranged to be movable on the machine bed.
- the arrangement of the grinding spindles on a common movable slide has the advantage that the release of the workpieces just processed and the alignment of the other grinding spindle to the workpieces to be machined by only one device to be controlled is realized. The control is thus summarized and simplified while reducing the number of possible sources of error.
- the two workpiece holding devices are each arranged at different distances above the machine bed and the two grinding wheel holders each at different distances above the machine bed.
- the advantage of this embodiment of the invention is that it is possible in this way, the processing of different workpieces in the two workpiece holding devices in two split up separate levels. These planes are parallel to the xz plane. This has the advantage over an arrangement within a common plane that the resulting space requirement of the entire grinding machine is minimized within the xz plane.
- the two workpiece holding devices are each arranged at the same distance above the machine bed and the two grinding wheel holders each at the same distance above the machine bed.
- This embodiment of the invention has the advantage that the space requirement of the entire resulting grinding machine is minimized in the direction of the height above the machine bed, ie perpendicular to the x-z plane. In this way, it is namely possible to arrange the two workpiece holding devices with the workpieces to be machined within one and the same plane, which runs parallel to the x-z plane.
- the spindle axis is each a workpiece headstock with the spindle axis of a respective grinding spindle arranged in a plane which is substantially parallel to the plane defined by the x and z-axis plane.
- substantially parallel is intended to include deviations of the two planes of up to 10 °, but preferably to mean exactly parallel.
- At least three, in particular four or five grinding wheels are arranged on a grinding wheel holder.
- a grinding wheel is preferably used for grinding a workpiece.
- the radial distance from the spindle axis of the at least one grinding spindle to an outer edge of the spindle block of the grinding spindle is greater than or equal to the radius of the grinding wheels.
- the grinding spindle Despite such a small size grinding wheel, it is possible for the grinding spindle to continue to maintain larger dimensions in accordance with this aspect of the present invention. This allows high performance of the grinding spindle as a result. Thus, despite a smaller size of the grinding wheel used, a corresponding processing speed of the workpieces to be ground can be maintained or achieved.
- the grinding wheels each have a roof profile. This measure has the advantage that the burr formation at the front and rear edge of the workpieces, as seen along the z-axis, ie in the longitudinal direction of the workpiece holder, is prevented, or that burrs can be removed more easily.
- roof profile is here to be understood in the cross section of a grinding wheel, which cuts the grinding wheel in a plane containing both its axis of rotation and a radius to be recognized depression in the abrasive material.
- the course of this depression is such that seen from one edge of the grinding wheel parallel to the axis of rotation in the direction of the other edge of the grinding wheel in front and behind a larger radius of the grinding wheel than in an intermediate region, these areas connected by a steep transition are so that the resulting cross-sectional profile is reminiscent of the shape of a roof.
- the present invention also relates to a grinding wheel holder.
- Previously known grinding wheel holders or grinding wheels for simultaneously machining a plurality of workpieces consist of so-called segmented grinding wheels which consist of helically arranged diamond-shaped glued-on abrasive material platelets. Such grinding wheels are relatively expensive to manufacture and therefore expensive, which has a negative effect on the final price of the workpieces to be machined.
- this object is achieved by a grinding wheel holder with a rod-shaped support member, a fastening device for attachment of the grinding wheel holder on a grinding spindle and at least three, in particular four or five grinding wheels, wherein the fastening device is arranged at one end of the rod-shaped support member, the grinding wheels on the grinding wheel holder from each other are spaced apart and a Grinding wheel for grinding of one of at least three, in particular four or five arranged on a holder workpieces is used.
- the advantage of this aspect of the invention is that already existing grinding wheels can be used for the resulting grinding wheel element in the form of this grinding wheel holder with the individual grinding wheels, and thus no special production of a continuous wide grinding wheel is required. The production costs are thus drastically reduced, which also has a positive effect on the final costs of the workpieces to be machined.
- the distance between two adjacent grinding wheels is smaller than the distance between two adjacent workpieces to be machined and the grinding wheels preferably have a roof profile.
- This measure has the advantage that due to the larger distances between the workpieces to be machined relative to the grinding wheels, the grinding wheels can protrude correspondingly over the edge of the workpieces.
- the grinding wheels can also be used for processing of incurred burr.
- the grinding wheel holders are designed in accordance with the statements made above. This combination of grinding wheel supports on the previously described grinding machine permits effective and precise grinding of the workpieces to be ground.
- Another object of the present invention is a method for grinding cam sets, each having at least three, in particular four or five cams, which are arranged on a workpiece holder and processed with a grinding machine according to the previous embodiments.
- This method makes it possible to minimize the non-productive times between the effective grinding operations, which merely consists of aligning the grinding spindle from the first to the second (or vice versa) workpiece holding device.
- the in the Fig. 1 to 4 illustrated grinding machine according to the invention is designated in its entirety by the reference numeral 10.
- the in the Fig. 1 to 4 The grinding machine 10 shown has as basic components a machine bed 12, workpiece holding devices 14 and 16 and grinding wheels 18 and 20.
- the machine bed 12 forms the ground plane for the components associated with the grinding machine 10, such as the workpiece holding devices 14, 16 and the drives and arrangements for the grinding wheels 18, 20.
- On these components are arranged partially movable. Since the plane of the machine bed 12 extends parallel to a plane spanned by the x and z axes, these movements generally also take place along these x and z axes.
- the direction of the x and z axis is best the Fig. 3 refer to.
- the workpiece holding devices 14 and 16 each consist of a workpiece headstock 22, 24 and an associated setter 26, 28th Between the workpiece headstock 22 and Setzstock 26 and 24 and 28, a workpiece holder 30 and 32 is arranged, which is here formed in each case by a mandrel 31 and 33 respectively. This is especially in the detail view of Fig. 4 and 5 good to see.
- the workpiece holder 30 or the mandrel 31 consists of a connecting piece 34 and a rod-shaped carrier 36.
- workpieces 37 here cams 38, arranged in order.
- cams 38 are arranged on the rod-shaped carrier 36 in the sense of the invention.
- the illustrated embodiment in Fig. 4 and 5 shows an embodiment with four cams 38 'to 38 "".
- the alignment of the cams 38 with one another takes place in such a way that there is a small distance 40 between them in the direction of the longitudinal extent of the rod-shaped carrier 36. Further, they are aligned with each other so that their cam heads 39 and flanks 41 (in Fig. 5 exemplarily shown on cam 38 "") in alignment with respect to the longitudinal extension of the rod-shaped carrier 36.
- the grinding wheels 18, 20 are each arranged sequentially on grinding wheel holders 46, 48. These in turn are each arranged in the present embodiment of grinding spindles 50 and 52, wherein an arrangement of the two grinding wheel holders 18 and 20 forms an embodiment of the invention to a single grinding spindle not shown in detail here with opposite connection possibilities.
- the grinding spindle 50, 52 represents the respective drive for the grinding wheel holder 46, 48 and, associated therewith, also for the grinding wheels 18, 20.
- the grinding spindles 50, 52 are arranged on a common slide 54.
- This carriage 54 is itself arranged on the machine bed 12 and can be moved on it in the direction of both the x and the z axis, as will be explained in more detail below.
- the grinding spindles 50 and 52 are arranged one above the other with respect to the machine bed 12 or on the xz plane, as best the Fig. 1 and 2 can be seen. Nevertheless, the arrangement of the grinding spindles (not shown here) in a plane which runs parallel to the xz plane, ie one behind the other or next to each other, constitutes an embodiment according to the invention.
- the detailed structure of the grinding wheel holders 46, 48 is in addition to the Fig. 1 to 4 in particular from the Fig. 6 and 7 seen. It will be described in more detail below with reference to the grinding wheel holder 46 with the grinding wheels 18, as in the Fig. 6 and 7 are illustrated, but is in the same way to transmit the corresponding grinding wheel holder 48 with the grinding wheels 20.
- the grinding wheels 18 are arranged on a rod-shaped carrier element 56.
- This rod-shaped carrier element 56 in turn has at one end 57 a fastening device 58, with which the grinding wheel holder 46 can be arranged on the corresponding grinding spindle 50.
- the alignment of the individual grinding wheels 18 'to 18 "" with one another is such that there is a distance 60 between two adjacent disks, ie between 18' and 18 “, 18" and 18 "'or 18"' and 18 "". These distances 60 are in a practical embodiment, for example in the size range of 4 mm.
- the grinding wheel holder 46 has at least three grinding wheels 18, but preferably four or five grinding wheels 18. In the present example, the first preferred embodiment with four grinding wheels 18 is shown.
- This distance 76 is usually arranged in the submillimeter range and is preferably 0.2 mm.
- the abrasive material 63 of the grinding wheels 18, as described above, is a material that is as durable as possible, which is suitable for machining cams 38.
- the abrasive material 63 preferably has CBN (cubic boron nitride).
- the grinding machine 10 in the embodiment shown here further comprises dressers 78 and 80. These are particularly related to the Fig. 1 and 3 clearly visible.
- the dresser 78 and 80 are respectively disposed at the same height of the workpiece headstocks 22 and 24 with respect to the z-axis and are located adjacent to the x-axis with respect to the x-axis. They are arranged so that they can be easily achieved by the grinding wheels 18 and 20 respectively.
- the workpiece holders 14 and 16 and the grinding spindles 50 and 52 are located at different distances above the machine bed 12 with the grinding wheel holders 46 and 48.
- the workpiece holders 14 and 16 are aligned with each other such that their longitudinal axes 82 and 84 are parallel to the z-axis.
- the grinding spindles 50 and 52 are further arranged with respect to each other so that the grinding wheel holders 46 and 48 disposed thereon face away from each other in opposite directions along the z-axis.
- the workpiece holding devices 14 and 16 are aligned so that the pegs 26 and 28 are arranged between the workpiece headstocks 22 and 24. Overall, the workpiece holding devices 14 and 16 with respect to the view of the Fig. 1 to 3 each disposed on the left and right edges of the machine bed 12.
- the workpiece holding devices 14 and 16 in the embodiment shown here have a substantially identical arrangement with respect to the x-axis. Accordingly also, their longitudinal axes 82 and 84 have the same arrangement with respect to the x-axis.
- the carriage 54 with the grinding spindles 50 and 52 is arranged with respect to the z-axis between the workpiece holding devices 14 and 16. It is also movable between the workpiece holding devices 14 and 16 along the z-axis.
- the grinding spindles 50 and 52 with the grinding wheel holders 46, 48 and thus also the grinding wheels 18 and 20 are each arranged at different distances from the machine bed on the carriage 54. With reference to the representation of Fig. 2 lie on top of each other.
- Fig. 2 the representation of Fig. 2 It can be seen that the longitudinal axis 82 of the workpiece holding device 14 and the longitudinal axis 86 of the grinding wheel holder 46 and the spindle axis 90 of the grinding spindle 50 have the same orientation with respect to the y-axis. The same applies to the orientation with respect to the y-axis for the longitudinal axis 84 of the workpiece holding device 16 and the longitudinal axis 88 of the grinding wheel holder 48 or the spindle axis 92 of the grinding spindle 52.
- the respective longitudinal axes 82 and 86 or 84 and 88 of the workpiece holding device 14 and grinding wheel holder 46 or workpiece holding device 16 and grinding wheel holder 48 have the same common distance above the machine bed 12.
- the spindle axis 90 of the grinding spindle 50 is aligned parallel to the spindle axis 94 of the workpiece spindle stock 22 and these form a plane that is substantially parallel to the xz plane.
- the spindle axis 92 of the grinding spindle 52 is aligned parallel to the spindle axis 96 of the workpiece spindle stock 24, so that they also form a plane which is substantially parallel to the xz plane.
- essentially parallel it is meant that the corresponding planes can assume a small angle deviating from 0 °, for example in the range from 0 to 10 °, but are preferably arranged exactly parallel to one another.
- the grinding spindles 50 and 52 with the grinding wheels 18 and 20 are shown using the example of the grinding spindle 50 and the grinding wheels 18 as the size ratios between grinding spindles 50 and 52 and grinding wheels 18 and 20, respectively.
- the distance 98 between the spindle axis 90 and an outer edge 100 of the spindle block 101 of the grinding spindle 50 which is also referred to as Spindelblocknies, is greater than the radius 102 of the grinding wheels 18th
- the setter 26 or the setter 28 has a small extent in the direction of the z-axis, as would be the case, for example, in a tailstock not shown here.
- the pegs 26 and 28 each have only a small width in the direction of the z-axis. This unspecified width corresponds approximately to the free end of the support 42 of the rod-shaped support 36.
- the 26 and 28 in the direction of the z-axis between the setting blocks space otherwise completely free. Accordingly, the space requirement of the grinding spindles 50 and 52 in the direction of the x-axis, in other words the distance 98 or the Spindelblockrugs, almost arbitrarily fail. This allows the use of powerful grinding spindles 50 and 52.
- a first cam set 104 is independently clamped in the workpiece holding device 14. The clamping operation is not shown in detail in the figures. This cam set 104 is then clamped between the workpiece headstock 22 and the setter 26 and is subsequently set in rotation about the spindle axis 94 of the workpiece spindle stock 22.
- the grinding spindle 50 is aligned along the z and x axes. This is done so that each one cam 38 of the cam set 104 and one grinding wheel 18 of the grinding wheel holder 46 on the grinding spindle 50 with respect to the z-axis is at a height. Further, by grinding the grinding spindle 50 in the direction of the x-axis, the respective grinding wheels 18 and cams 38 are then brought into contact so that grinding is possible. This condition is eg in the Fig. 1 to 3 as well as simplified in detail in the Fig. 7 to see. Then the cams are ground.
- a cam set 106 which may be clamped in the workpiece holding device 16 is automatically deposited.
- This cam set 106 usually comes from a previous grinding process and thus contains ground cams 38th
- cam set 106 ' (not shown here in detail, with untwisted cams 38 is clamped independently in the workpiece holding device 16.
- This cam set 106 ' is then clamped in accordance with the method steps described above between the workpiece headstock 24 and the buttstock 28 and is subsequently set in rotation about the spindle axis 96 by the workpiece headstock 24.
- the grinding spindle 52 is aligned with the grinding wheel holder 48 and the grinding wheels 20 to the cam set 106 '.
- the grinding spindle 50 is first moved in the direction of the x-axis so that the grinding wheels 18 are spaced from the cams 38 of the cam set 104.
- the cams 38 of the cam set 106 ' are ground by the grinding wheels 20.
- the next method step which preferably takes place at the same time as the alignment and grinding step described above, involves independently depositing the just ground cam set 104 from the workpiece holding device 14.
- the alignment of the entire grinding machine or individual components can not only be carried out as shown in the figures, but can also be done differently.
- the entire grinding machine can be tilted by 90 °, so that the rotational or longitudinal axes of the grinding wheels and workpieces do not extend in the horizontal direction, as in the figures, but in the vertical direction.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen von Werkstücken, insbesondere Nocken, sowie eine Schleifscheibenhalterung und ein Verfahren zum Schleifen von Nockensätzen.The present invention relates to a grinding machine for grinding workpieces, in particular cams, and a grinding wheel holder and a method for grinding cam sets.
Schleifmaschinen dieser Art sind z.B. aus dem Prospekt "
Wenn bisher oder im Folgenden von den Achsen bzw. Richtungen x und z die Rede ist, sind damit immer die zwei Achsen gemeint, die die Ebene aufspannen, die das Maschinenbett bildet. Dabei erstreckt sich die z-Achse parallel zur Längserstreckung des Werkstücks, hier z.B. der Nockenwelle, und die x-Achse als dazu senkrechte Achse, die also einer Bewegung eines Werkzeugs auf das entsprechende Werkstück von der Seite zu oder fort entspricht. Eine zu der x- und z-Achse senkrechte Richtung wird ferner als y-Achse bzw. -Richtung bezeichnet. Sie verläuft folglich senkrecht zum Maschinenbett.Whenever or hereafter the axes or directions x and z are mentioned, they always mean the two axes which span the plane which forms the machine bed. In this case, the z-axis extends parallel to the longitudinal extent of the workpiece, here e.g. the camshaft, and the x-axis as a perpendicular axis, which corresponds to a movement of a tool on the corresponding workpiece from the side to or away. A direction perpendicular to the x and z axes is also referred to as the y axis or direction. It therefore runs perpendicular to the machine bed.
Das Schleifen der Nocken direkt auf der Welle wird zum Zwecke der Genauigkeit durchgeführt, damit die Nocken exakt in Bezug auf die Welle geformt sind. Gegenüber dieser etablierten Produktionsmethode findet das Schleifen von Einzelnocken immer mehr Anwendung, da es den Herstellern der Nockenwellen mittlerweile gelingt, die Einzelnocken sehr exakt auf eine Welle fügen zu können. Das exakte Schleifen der Einzelnocken geschieht dabei einzeln oder als Gruppen von mehreren Nocken, die zumeist auf einer Werkstückaufnahme, in der Regel einem Spanndorn in einer Schleifmaschine bearbeitet werden.The grinding of the cams directly on the shaft is performed for the purpose of accuracy, so that the cams are formed exactly with respect to the shaft. In comparison to this established production method, the grinding of single cams is being used more and more because the manufacturers of the camshafts now succeed in being able to fit the individual cams very precisely onto a shaft. The exact grinding of the individual cams is done individually or as groups of several cams, which are usually processed on a workpiece holder, usually a mandrel in a grinding machine.
Da die bisherigen Schleifmaschinen zum Bearbeiten von bereits vorgefertigten kompletten Nockenwellen konstruiert und optimiert wurden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine an das Werkstück der Einzelnocken angepasste und optimierte Schleifmaschine, eine Schleifscheibenhalterung und ein Verfahren zum Schleifen von Nockensätzen bereitzustellen.Since the previous grinding machines have been designed and optimized for processing already prefabricated complete camshafts, the object of the invention is to provide a grinding machine adapted to the workpiece of the individual cams and optimized, a grinding wheel holder and a method for grinding cam sets.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schleifmaschine zum Schleifen von Werkstücken, insbesondere Nocken, mit einem Maschinenbett, zumindest einer Schleifspindel, zwei Schleifscheibenhalterungen, an denen jeweils zumindest eine Schleifscheibe angeordnet ist und die in ihrer Ausrichtung entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und mit ihren Längsachsen parallel zueinander ausgerichtet sind, und zwei Werkstückhaltevorrichtungen, die jeweils einen Werkstückspindelstock und einen Setzstock aufweisen und die in ihrer Ausrichtung entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und mit ihren Längsachsen parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei jeder Werkstückspindelstock und der dazugehörige Setzstock zum dazwischen liegenden Anordnen einer separaten Werkstückaufnahme mit zu schleifenden Werkstücken ausgebildet sind und vorzugsweise die Setzstöcke längs der z-Achse zwischen den Werkstückspindelstöcken angeordnet sind.According to the invention, this object is achieved by a grinding machine for grinding workpieces, in particular cams, with a machine bed, at least one grinding spindle, two grinding wheel holders, on each of which at least one grinding wheel is arranged and which are arranged opposite to each other in their orientation and with their longitudinal axes parallel to each other and two workpiece holding devices, each having a workpiece headstock and a setter pole, which are arranged opposite to each other in their alignment and aligned with their longitudinal axes parallel to each other, each workpiece headstock and associated buttstock for interposing therebetween a separate workpiece holder to be ground with Workpieces are formed and preferably the pegs are arranged along the z-axis between the workpiece headstocks.
Hierbei umfasst die Bezeichnung "zumindest eine Schleifspindel" sowohl entsprechend dem Zusammenhang eine einzige Schleifspindel, an die zwei Schleifscheibenhalterungen mit Schleifscheiben angeordnet werden können, als auch zwei separate Schleifspindeln, die zur Aufnahme dieser Schleifscheibenhalterungen dienen.Here, the term "at least one grinding spindle", both in the context of a single grinding spindle to which two grinding wheel holders can be arranged with grinding wheels, as well as two separate grinding spindles, which serve to receive these grinding wheel holders.
Die Ausbildung der Werkstückhaltevorrichtung in der Art, dass eine einzelne Werkstückaufnahme mit den zu schleifenden Werkstücken, hier insbesondere Nocken, zwischen einem Werkstückspindelstock und einem Setzstock angeordnet werden kann, hat den Vorteil, dass der verwendete Setzstock einen geringeren Raumanspruch als der bei den bekannten Schleifmaschinen für komplette Nockenwellen verwendete Reitstock hat. Die Möglichkeit, in der vorliegenden Erfindung einen Setzstock, eine Vorrichtung, die auch unter dem Namen Lünette bekannt ist, anstatt eines Reitstocks zu verwenden, ergibt sich dadurch, dass die Länge der verwendeten Werkstückaufnahmen deutlich geringer als eine komplette Nockenwelle ist.The formation of the workpiece holding device in the way that a single workpiece holder with the workpieces to be ground, in particular cams, can be arranged between a workpiece headstock and a setter, has the advantage that the setter used a smaller space than that in the known grinding machines for complete camshaft used tailstock has. The possibility in the present invention a setter, a device that is also known as the bezel, instead of using a tailstock, results from the fact that the length of the workpiece holders used is significantly less than a complete camshaft.
Der geringere Raumbedarf des Setzstocks führt dazu, dass die parallel entlang der z-Achse neben diesem Setzstock entlang laufende Schleifspindel näher an diesen Setzstock entlang der x-Achse heranfahren kann. Dies hat ferner eine höhere Flexibilität bei der Verwendung der Schleifscheiben, die an der Schleifspindel angeordnet sind, zur Folge. Diese müssen nun nicht mehr eine bestimmte Mindestgröße haben, die darauf beruhte, dass die Schleifspindel eben nicht sehr nahe an die Nockenwelle gebracht werden kann, da der Reitstock hier maßgebend für den kleinsten Abstand zwischen Schleifspindel und Nockenwelle war.The smaller space requirement of the setting stick means that the grinding spindle running parallel along the z-axis next to this setting stick can move closer to this setting stick along the x-axis. This also results in a greater flexibility in the use of the grinding wheels, which are arranged on the grinding spindle, the result. These now no longer have a certain minimum size, which was based on the fact that the grinding spindle just can not be brought very close to the camshaft, since the tailstock here was decisive for the smallest distance between the grinding spindle and camshaft.
Die Werkstückaufnahme wird hier bevorzugt durch einen Spanndorn gebildet. An diesem Spanndorn sind die zu bearbeitenden Werkstücke der Reihe nach angeordnet.The workpiece holder is preferably formed here by a mandrel. At this mandrel, the workpieces to be machined are arranged in order.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung sind die zwei separaten Werkstückhaltevorrichtungen, die jeweils eine Werkstückaufnahme aufnehmen können. Somit ist es möglich, gleichzeitig zwei Werkstückaufnahmen mit zu bearbeitenden Werkstücken in der Schleifmaschine anzuordnen. So können, während an einer ersten Werkstückaufnahme die Werkstücke geschliffen werden, an der anderen zweiten Werkstückhaltevorrichtung die zuvor bereits bearbeiteten Werkstücke mit ihrer Werkstückaufnahme aus der Werkstückhaltevorrichtung entnommen und durch eine Werkstückaufnahme mit unbearbeiteten Werkstücken ausgetauscht werden. Ist der Schleifvorgang an den Werkstücken in der ersten Werkstückhaltevorrichtung beendet, kann die Schleifmaschine sofort den Schleifvorgang an den nun neu eingespannten Werkstücken in der zweiten Werkstückhaltevorrichtung fortsetzen. Dadurch werden Nebenzeiten, in denen die Schleifmaschine nicht mit Schleifvorgängen beschäftigt ist, auf ein Minimum reduziert.Another advantage of the present invention is the two separate workpiece holding devices, each of which can receive a workpiece holder. Thus, it is possible to simultaneously arrange two workpiece holders with workpieces to be machined in the grinding machine. Thus, while the workpieces are being ground at a first workpiece holder, the previously already machined workpieces with their workpiece holder can be removed from the workpiece holder at the other second workpiece holder and replaced by a workpiece holder with unprocessed workpieces. If the grinding operation on the workpieces in the first workpiece holding device is completed, the grinding machine can immediately continue the grinding process on the now newly clamped workpieces in the second workpiece holding device. As a result, non-productive times in which the grinding machine is not involved in grinding operations are reduced to a minimum.
Ein weiterer Vorteil in diesem Zusammenhang findet sich in der Ausrichtung der Schleifscheibenhalterungen und der Werkstückhaltevorrichtungen zueinander.Another advantage in this context is the alignment of the grinding wheel holders and the workpiece holding devices to each other.
Durch die zueinander entgegengesetzte Anordnung der Werkstückhaltevorrichtungen mit gleichzeitiger paralleler Ausrichtung ihrer Längsachsen zueinander ist es möglich, dass die Werkstückaufnahme mit den zu bearbeitenden Werkstücken parallel, vorzugsweise in einer zur x-z-Ebene senkrechten Ebene, angeordnet werden können. Durch die weitere Ausrichtung der Setzstöcke zwischen den Werkstückspindelstöcken zeigen die Werkstückaufnahmen in den Werkstückhaltevorrichtungen mit den Werkstücken im Wesentlichen nach innen, während die Werkstückspindelstöcke mit den Antrieben von dort aus gesehen nach außen zeigen. Dies ermöglicht, dass die Schleifscheiben, die z.B. zwischen den Werkstückaufnahmen zwischen den Schleifvorgängen hin und her bewegt werden, ebenfalls möglichst kurze Wege zu überwinden haben. Dadurch werden die zuvor genannten Nebenzeiten nochmals maßgeblich verringert.Due to the mutually opposite arrangement of the workpiece holding devices with simultaneous parallel alignment of their longitudinal axes to each other, it is possible that the workpiece holder with the workpieces to be machined in parallel, preferably in a plane perpendicular to the x-z plane, can be arranged. As a result of the further alignment of the setting sticks between the workpiece headstocks, the workpiece holders in the workpiece holding apparatuses with the workpieces point essentially inwards, while the workpiece headstocks with the drives point outwards as viewed from there. This allows the grinding wheels, e.g. be moved between the workpiece holders between the grinding operations back and forth, also have to overcome the shortest possible paths. As a result, the aforementioned non-productive times are significantly reduced again.
Unterstützt wird dieser Vorteil ferner dadurch, dass die Schleifscheiben an zwei Schleifscheibenhalterungen angeordnet sind, die ihrerseits ebenfalls entgegengesetzt zueinander angeordnet sowie parallel zueinander ausgerichtet sind. Dies ermöglicht z.B. das Anordnen dieser beiden Schleifscheibenhalterungen auf den beiden entlang der z-Achse nach außen zeigenden Seiten einer Antriebseinheit der Schleifscheibenhalterungen, die hier bevorzugt durch die zumindest eine Schleifspindel gebildet wird. Diese zumindest eine Schleifspindel wird, als Folge der zuvor beschriebenen Anordnungen, zwischen den Werkstückhaltevorrichtungen angeordnet und samt der ebenfalls zwischen diesen angeordneten Schleifscheibenhalterungen entlang der z-Achse zwischen den Werkstückhaltevorrichtungen hin und her bewegt, um die entsprechenden Schleifvorgänge durchführen zu können.This advantage is further supported by the fact that the grinding wheels are arranged on two grinding wheel holders, which in turn are also arranged opposite to each other and aligned parallel to each other. This allows e.g. the arrangement of these two grinding wheel holders on the two sides of a drive unit of the grinding wheel holders which extend outward along the z-axis, which is preferably formed here by the at least one grinding spindle. This at least one grinding spindle is, as a result of the arrangements described above, arranged between the workpiece holding devices and along with the also between them arranged grinding wheel holders along the z-axis between the workpiece holding devices reciprocated to perform the corresponding grinding operations can.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Schleifmaschine eine einzige Schleifspindel auf, wobei je eine der zwei Schleifscheibenhalterungen an je einer Seite der Schleifspindel angeordnet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass nur eine Schleifspindel für die beiden Schleifscheibenhalterungen mit den Schleifscheiben eingesetzt werden muss. Dadurch verringert sich der Raumbedarf der Antriebe für die Schleifscheibenhalterungen in der Höhe und Tiefe. Ferner wird auch der Materialaufwand bei der Konstruktion einer solchen Schleifmaschine gering gehalten.In a further embodiment of the invention, the grinding machine on a single grinding spindle, wherein each one of the two grinding wheel holders is arranged on one side of the grinding spindle. This embodiment has the advantage that only one grinding spindle for the two grinding wheel holders must be used with the grinding wheels. This reduces the space requirements of the drives for the grinding wheel holders in height and depth. Furthermore, the cost of materials in the construction of such a grinding machine is kept low.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Schleifmaschine zwei separate Schleifspindeln auf, wobei je eine der zwei Schleifscheibenhalterungen an je eine der zwei separaten Schleifspindeln angeordnet ist. Die Verwendung von zwei separaten Schleifspindeln hat den Vorteil, dass das automatische Wuchten bei solchen Schleifspindeln gegenüber Schleifspindeln mit beidseitigem Werkzeuganschluss deutlich einfacher und komplikationsfreier zu realisieren ist. Dies wirkt sich positiv auf die Minimierung des Materialverschleißes sowie auf die Genauigkeit der bearbeiteten Werkstücke aus.In another embodiment of the invention, the grinding machine on two separate grinding spindles, wherein each one of the two grinding wheel holders is arranged on each one of the two separate grinding spindles. The use of two separate grinding spindles has the advantage that the automatic balancing of such grinding spindles compared to grinding spindles with two-sided tool connection is much easier and more complication-free to implement. This has a positive effect on the minimization of material wear and on the accuracy of the machined workpieces.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die zwei separaten Schleifspindeln auf einem Schlitten gemeinsam angeordnet, der auf dem Maschinenbett verfahrbar angeordnet ist. Die Anordnung der Schleifspindeln auf einem gemeinsamen verfahrbaren Schlitten hat den Vorteil, dass das Freigeben der gerade bearbeiteten Werkstücke und das Ausrichten der anderen Schleifspindel an die zu bearbeitenden Werkstücke durch lediglich ein zu steuerndes Gerät realisiert wird. Die Steuerung wird somit zusammengefasst und vereinfacht und gleichzeitig die Anzahl von möglichen Fehlerquellen reduziert.In a further embodiment of the invention, the two separate grinding spindles are arranged together on a carriage, which is arranged to be movable on the machine bed. The arrangement of the grinding spindles on a common movable slide has the advantage that the release of the workpieces just processed and the alignment of the other grinding spindle to the workpieces to be machined by only one device to be controlled is realized. The control is thus summarized and simplified while reducing the number of possible sources of error.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die zwei Werkstückhaltevorrichtungen jeweils in unterschiedlichen Abständen über dem Maschinenbett und die zwei Schleifscheibenhalterungen jeweils in unterschiedlichen Abständen über dem Maschinenbett angeordnet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass es auf diese Weise ermöglicht wird, die Bearbeitung der unterschiedlichen Werkstücke in den beiden Werkstückhaltevorrichtungen in zwei getrennte Ebenen aufzuteilen. Diese Ebenen verlaufen parallel zu der x-z-Ebene. Dies hat gegenüber einer Anordnung innerhalb einer gemeinsamen Ebene den Vorteil, dass der resultierende Raumbedarf der kompletten Schleifmaschine innerhalb der x-z-Ebene minimiert wird.In a further embodiment of the invention, the two workpiece holding devices are each arranged at different distances above the machine bed and the two grinding wheel holders each at different distances above the machine bed. The advantage of this embodiment of the invention is that it is possible in this way, the processing of different workpieces in the two workpiece holding devices in two split up separate levels. These planes are parallel to the xz plane. This has the advantage over an arrangement within a common plane that the resulting space requirement of the entire grinding machine is minimized within the xz plane.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die zwei Werkstückhaltevorrichtungen jeweils im gleichen Abstand über dem Maschinenbett und die zwei Schleifscheibenhalterungen jeweils im gleichen Abstand über dem Maschinenbett angeordnet. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass der Raumbedarf der kompletten resultierenden Schleifmaschine in Richtung der Höhe über dem Maschinenbett, also senkrecht zur x-z-Ebene minimiert wird. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, die beiden Werkstückhaltevorrichtungen mit den zu bearbeitenden Werkstücken innerhalb ein und derselben Ebene anzuordnen, die parallel zur x-z-Ebene verläuft.In an alternative embodiment of the invention, the two workpiece holding devices are each arranged at the same distance above the machine bed and the two grinding wheel holders each at the same distance above the machine bed. This embodiment of the invention has the advantage that the space requirement of the entire resulting grinding machine is minimized in the direction of the height above the machine bed, ie perpendicular to the x-z plane. In this way, it is namely possible to arrange the two workpiece holding devices with the workpieces to be machined within one and the same plane, which runs parallel to the x-z plane.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Spindelachse je eines Werkstückspindelstocks mit der Spindelachse je einer Schleifspindel in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu der durch die x- und z-Achse aufgespannten Ebene ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Schleifscheiben, die durch die entsprechende Schleifspindel angetrieben werden, für die Bearbeitung möglichst optimal an die um die Spindelachse des Werkstückspindelstocks rotierenden Werkstücke herangeführt werden können. Dies wird durch eine Bewegung innerhalb einer zur x-z-Ebene parallelen Ebene erreicht. Folglich wird der Druck, der durch Andrücken der Schleifscheiben an die zu schleifenden Werkstücke erzeugt wird, auf die zentrale Längsachse der Rotationsachse der zu bearbeitenden Werkstücke übertragen. Die Wirkungslinie der Schleifscheiben verläuft somit durch die Rotationsachse der Werkstücke, was sich positiv auf die Genauigkeit des Schleifvorgangs auswirkt.In a further embodiment of the invention, the spindle axis is each a workpiece headstock with the spindle axis of a respective grinding spindle arranged in a plane which is substantially parallel to the plane defined by the x and z-axis plane. By this configuration it is achieved that the grinding wheels, which are driven by the corresponding grinding spindle, as optimally as possible can be brought to the rotating about the spindle axis of the workpiece spindle workpieces for machining. This is achieved by moving within a plane parallel to the xz plane. Consequently, the pressure which is generated by pressing the grinding wheels to the workpieces to be ground, transferred to the central longitudinal axis of the axis of rotation of the workpieces to be machined. The line of action of the grinding wheels thus runs through the axis of rotation of the workpieces, which has a positive effect on the accuracy of the grinding process.
Der Ausdruck "im Wesentlichen parallel" soll hierbei auch Abweichungen der beiden Ebenen von bis zu 10° beinhalten, bevorzugt jedoch aber exakt parallel bedeuten.The term "substantially parallel" is intended to include deviations of the two planes of up to 10 °, but preferably to mean exactly parallel.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest drei, insbesondere vier oder fünf Schleifscheiben auf einer Schleifscheibenhalterung angeordnet. Durch diese Anordnung von Schleifscheiben auf einer Schleifscheibenhalterung ist es folglich möglich, gleichzeitig zumindest drei, insbesondere vier oder fünf Werkstücke zu schleifen. Dabei dient vorzugsweise eine Schleifscheibe zum Schleifen eines Werkstücks.In a further embodiment of the invention, at least three, in particular four or five grinding wheels are arranged on a grinding wheel holder. By this arrangement of grinding wheels on a grinding wheel holder, it is thus possible to grind simultaneously at least three, in particular four or five workpieces. In this case, a grinding wheel is preferably used for grinding a workpiece.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der radiale Abstand von der Spindelachse der zumindest einen Schleifspindel bis zu einem äußeren Rand des Spindelblocks der Schleifspindel größer oder gleich dem Radius der Schleifscheiben. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, dass die verwendeten Schleifscheiben somit relativ klein sind. Kleine Schleifscheiben haben den Vorteil, dass sie ein genaueres Schleifen der Werkstücke ermöglichen. Somit gestatten sie es beispielsweise Nocken mit konkaven Radien in den Flanken zu versehen.In a further embodiment of the invention, the radial distance from the spindle axis of the at least one grinding spindle to an outer edge of the spindle block of the grinding spindle is greater than or equal to the radius of the grinding wheels. The advantage of this measure is that the grinding wheels used are thus relatively small. Small grinding wheels have the advantage that they allow a more accurate grinding of the workpieces. Thus, they allow, for example, cams to be provided with concave radii in the flanks.
Trotz einer solchen Schleifscheibe mit geringer Größe ist es möglich, dass die Schleifspindel entsprechend dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weiterhin größere Dimensionen beibehält. Dies ermöglicht in der Folge eine hohe Leistung der Schleifspindel. Somit kann trotz geringerer Größe der verwendeten Schleifscheibe eine entsprechende Bearbeitungsgeschwindigkeit der zu schleifenden Werkstücke beibehalten bzw. erreicht werden.Despite such a small size grinding wheel, it is possible for the grinding spindle to continue to maintain larger dimensions in accordance with this aspect of the present invention. This allows high performance of the grinding spindle as a result. Thus, despite a smaller size of the grinding wheel used, a corresponding processing speed of the workpieces to be ground can be maintained or achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Schleifscheiben jeweils ein Dachprofil auf. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Gratbildung am vorderen und hinteren Rand der Werkstücke, gesehen entlang der z-Achse, also in Längsrichtung der Werkstückaufnahme, verhindert wird, bzw. dass Grate einfacher entfernt werden können.In a further embodiment of the invention, the grinding wheels each have a roof profile. This measure has the advantage that the burr formation at the front and rear edge of the workpieces, as seen along the z-axis, ie in the longitudinal direction of the workpiece holder, is prevented, or that burrs can be removed more easily.
Unter "Dachprofil" ist hierbei eine im Querschnitt einer Schleifscheibe, der die Schleifscheibe in einer Ebene schneidet, die sowohl ihre Rotationsachse als auch einen Radius enthält, zu erkennende Vertiefung im Schleifmaterial zu verstehen. Der Verlauf dieser Vertiefung ist so, dass von einem Rand der Schleifscheibe parallel zur Rotationsachse in Richtung des anderen Randes der Schleifscheibe gesehen jeweils vorne und hinten ein größerer Radius der Schleifscheibe vorliegt als in einem dazwischen liegenden Bereich, wobei diese Bereiche durch einen steilen Übergang miteinander verbunden sind, so dass das sich so ergebende Querschnittsprofil an die Form eines Daches erinnert.By "roof profile" is here to be understood in the cross section of a grinding wheel, which cuts the grinding wheel in a plane containing both its axis of rotation and a radius to be recognized depression in the abrasive material. The course of this depression is such that seen from one edge of the grinding wheel parallel to the axis of rotation in the direction of the other edge of the grinding wheel in front and behind a larger radius of the grinding wheel than in an intermediate region, these areas connected by a steep transition are so that the resulting cross-sectional profile is reminiscent of the shape of a roof.
Nebengeordnet betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls eine Schleifscheibenhalterung.Secondary, the present invention also relates to a grinding wheel holder.
Bisher bekannte Schleifscheibenhalterungen bzw. Schleifscheiben zum gleichzeitigen Bearbeiten von mehreren Werkstücken bestehen aus sog. segmentierten Schleifscheiben, die aus helixartig angeordneten rautenförmigen aufgeklebten Schleifmaterialplättchen bestehen. Solche Schleifscheiben sind relativ aufwendig zu fertigen und folglich teuer, was sich negativ auf den Endpreis der zu bearbeitenden Werkstücke auswirkt.Previously known grinding wheel holders or grinding wheels for simultaneously machining a plurality of workpieces consist of so-called segmented grinding wheels which consist of helically arranged diamond-shaped glued-on abrasive material platelets. Such grinding wheels are relatively expensive to manufacture and therefore expensive, which has a negative effect on the final price of the workpieces to be machined.
Daher ist es ein Bestandteil der Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, eine Schleifscheibenhalterung bereitzustellen, die ein kostengünstigeres Schleifen von mehreren Werkstücken gleichzeitig erlaubt.Therefore, it is a part of the object underlying the present invention to provide a grinding wheel holder which allows a more cost-effective grinding of several workpieces simultaneously.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schleifscheibenhalterung mit einem stabförmigen Trägerelement, einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigung der Schleifscheibenhalterung an einer Schleifspindel und zumindest drei, insbesondere vier oder fünf Schleifscheiben gelöst, wobei die Befestigungsvorrichtung an einem Ende des stabförmigen Trägerelements angeordnet ist, die Schleifscheiben auf der Schleifscheibenhalterung voneinander beabstandet angeordnet sind und eine Schleifscheibe zum Schleifen von einem von zumindest drei, insbesondere vier oder fünf auf einer Halterung angeordneten Werkstücken dient.According to the invention this object is achieved by a grinding wheel holder with a rod-shaped support member, a fastening device for attachment of the grinding wheel holder on a grinding spindle and at least three, in particular four or five grinding wheels, wherein the fastening device is arranged at one end of the rod-shaped support member, the grinding wheels on the grinding wheel holder from each other are spaced apart and a Grinding wheel for grinding of one of at least three, in particular four or five arranged on a holder workpieces is used.
Der Vorteil dieses Aspekts der Erfindung liegt darin, dass für das dadurch erhaltene Schleifscheibenelement in Form dieser Schleifscheibenhalterung mit den einzelnen Schleifscheiben bereits vorhandene Schleifscheiben verwendet werden können und somit keine Sonderanfertigung einer durchgängigen breiten Schleifscheibe vonnöten ist. Die Fertigungskosten werden somit drastisch reduziert, was sich auch positiv auf die Endkosten der zu bearbeitenden Werkstücke auswirkt.The advantage of this aspect of the invention is that already existing grinding wheels can be used for the resulting grinding wheel element in the form of this grinding wheel holder with the individual grinding wheels, and thus no special production of a continuous wide grinding wheel is required. The production costs are thus drastically reduced, which also has a positive effect on the final costs of the workpieces to be machined.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Schleifscheiben kleiner als der Abstand zwischen zwei benachbarten zu bearbeitenden Werkstücken und weisen die Schleifscheiben vorzugsweise ein Dachprofil auf. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch die größeren Abstände zwischen den zu bearbeitenden Werkstücken gegenüber den Schleifscheiben die Schleifscheiben entsprechend über den Rand der Werkstücke hinausragen können. Somit können die Schleifscheiben auch zur Bearbeitung von entstandenem Grat verwendet werden.In a further embodiment of the invention, the distance between two adjacent grinding wheels is smaller than the distance between two adjacent workpieces to be machined and the grinding wheels preferably have a roof profile. This measure has the advantage that due to the larger distances between the workpieces to be machined relative to the grinding wheels, the grinding wheels can protrude correspondingly over the edge of the workpieces. Thus, the grinding wheels can also be used for processing of incurred burr.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Schleifscheiben ein Dachprofil aufweisen. Dadurch kann, wie zuvor bereits detailliert ausgeführt, durch diese Form der durch den Schleifvorgang entstandene Grat an einem Werkstück gleichzeitig beseitigt werden.This is particularly advantageous if the grinding wheels have a roof profile. As a result, as already explained in detail above, this shape of the burr produced by the grinding process on a workpiece can be eliminated at the same time.
In einer weiteren Ausgestaltung der Schleifmaschine sind die Schleifscheibenhalterungen entsprechend den zuvor gemachten Ausführungen ausgestaltet. Diese Kombination von Schleifscheibenhalterungen an der zuvor beschriebenen Schleifmaschine gestattet ein effektives und präzises Schleifen der zu schleifenden Werkstücke.In a further embodiment of the grinding machine, the grinding wheel holders are designed in accordance with the statements made above. This combination of grinding wheel supports on the previously described grinding machine permits effective and precise grinding of the workpieces to be ground.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schleifen von Nockensätzen, die jeweils zumindest drei, insbesondere vier oder fünf Nocken aufweisen, die an einer Werkstückaufnahme angeordnet sind und mit einer Schleifmaschine entsprechend den vorherigen Ausführungen bearbeitet werden.Another object of the present invention is a method for grinding cam sets, each having at least three, in particular four or five cams, which are arranged on a workpiece holder and processed with a grinding machine according to the previous embodiments.
Dieses Verfahren enthält erfindungsgemäß folgende Schritte:
- a) Selbstständiges Einspannen eines ersten Nockensatzes zwischen dem ersten Werkstückspindelstock und dem zugehörigen Setzstock der ersten Werkstückhaltevorrichtung mit anschließender Rotation des ersten Nockensatzes um die Spindelachse des ersten Werkstückspindelstocks,
- b) Ausrichten der zumindest einen Schleifspindel, so dass jede Schleifscheibe der ersten Schleifscheibenhalterung längs der z-Achse mit je einer Nocke des ersten Nockensatzes auf einer Höhe zu liegen kommt, mit nachfolgendem Schleifen der Nocken des ersten Nockensatzes,
- c) selbstständiges Ablegen, insbesondere gleichzeitig zu Schritt b), eines gegebenenfalls bereits vorhandenen geschliffenen zweiten Nockensatzes aus der zweiten Werkstückhaltevorrichtung und selbstständiges Einspannen eines dritten Nockensatzes zwischen dem zweiten Werkstückspindelstock und dem zugehörigen Setzstock der zweiten Werkstückhaltevorrichtung mit anschließender Rotation des dritten Nockensatzes um die Spindelachse des zweiten Werkstückspindelstocks,
- d) Ausrichten der zumindest einen Schleifspindel, so dass jede Schleifscheibe der zweiten Schleifscheibenhalterung längs der z-Achse mit je einer Nocke des dritten Nockensatzes auf einer Höhe zu liegen kommt, mit nachfolgendem Schleifen der Nocken des dritten Nockensatzes und
- e) selbstständiges Ablegen, insbesondere gleichzeitig zu Schritt d), des ersten Nockensatzes aus der ersten Werkstückhaltevorrichtung und Wiederholen der Schritte a) bis e).
- a) independent clamping of a first cam set between the first workpiece headstock and the associated buttstock of the first workpiece holding device with subsequent rotation of the first cam set about the spindle axis of the first workpiece headstock,
- b) aligning the at least one grinding spindle so that each grinding wheel of the first grinding wheel holder comes to lie along the z-axis with one cam of the first cam set at a height, with subsequent grinding of the cams of the first cam set,
- c) independent depositing, in particular simultaneously to step b), an optionally existing ground second cam set from the second workpiece holding device and independent clamping a third cam set between the second workpiece headstock and the associated setter of the second workpiece holding device with subsequent rotation of the third cam set about the spindle axis of the second workpiece headstock,
- d) aligning the at least one grinding spindle, so that each grinding wheel of the second grinding wheel holder comes to lie along the z-axis, each with a cam of the third cam set at a height, with subsequent grinding of the cam of the third cam set and
- e) independent depositing, in particular at the same time to step d), the first cam set from the first workpiece holding device and repeating the steps a) to e).
Dieses Verfahren gestattet es, die Nebenzeiten zwischen dem effektiven Schleifvorgängen auf ein Minimum zu reduzieren, welche lediglich noch aus dem Ausrichten der Schleifspindel von der ersten zur zweiten (bzw. umgekehrt) Werkstückhaltevorrichtung bestehen. Eine Nebenzeit zum Auswechseln eines bereits geschliffenen Nockensatzes gegen einen zu schleifenden Nockensatz, was mehrere Sekunden in Anspruch nehmen kann, entfällt somit. Das Ergebnis ist eine erhöhte Produktionsrate und folglich geringere Produktionskosten.This method makes it possible to minimize the non-productive times between the effective grinding operations, which merely consists of aligning the grinding spindle from the first to the second (or vice versa) workpiece holding device. An idle time to replace an already ground cam set against a cam set to be ground, which can take several seconds, thus eliminating. The result is an increased production rate and consequently lower production costs.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combination but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Seitenansicht einer Schleifmaschine entspre- chend der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht der Maschine aus
Fig. 1 mit Blickrichtung entlang der x-Achse, - Fig. 3
- eine Draufsicht der Maschine der
Fig. 1 und2 , wobei die Papierebene parallel zu der x-z-Ebene ist, - Fig. 4
- eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht der Schleifmaschine aus den
Fig. 1 bis 3 im Bereich einer Werkstückhaltevorrichtung und der dazu ausgerichteten Schleifscheiben, - Fig. 5
- eine perspektivische Detailansicht einer Werkstückaufnahme für die erfindungsgemäße Schleifmaschine der
Fig. 1 ,bis 4 - Fig. 6
- eine erfindungsgemäße Schleifscheibenhalterung in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung von eingespannten Werkstücken und dazu ausgerichteten Schleifscheiben, und
- Fig. 8
- eine schematische stark vergrößerte ausschnittsweise Darstellung ei- nes Kontaktbereichs zwischen einem zu bearbeitenden Werkstück und einer daran anliegenden Schleifscheibe.
- Fig. 1
- 3 a perspective side view of a grinding machine according to the present invention,
- Fig. 2
- a side view of the machine
Fig. 1 looking along the x-axis, - Fig. 3
- a top view of the machine
Fig. 1 and2 wherein the paper plane is parallel to the xz plane, - Fig. 4
- a fragmentary perspective view of the grinding machine from the
Fig. 1 to 3 in the area of a workpiece holding device and the grinding wheels aligned therewith, - Fig. 5
- a detailed perspective view of a workpiece holder for the grinding machine of the invention
Fig. 1 to 4 . - Fig. 6
- a grinding wheel holder according to the invention in a perspective view,
- Fig. 7
- a schematic representation of clamped workpieces and aligned grinding wheels, and
- Fig. 8
- a schematic greatly enlarged fragmentary view of a contact area between a workpiece to be machined and a grinding wheel adjacent thereto.
Eine in den
Die Werkstückhaltevorrichtungen 14 und 16 bestehen jeweils aus einem Werkstückspindelstock 22, 24 und einem dazugehörigen Setzstock 26, 28. Zwischen Werkstückspindelstock 22 und Setzstock 26 bzw. 24 und 28 ist eine Werkstückaufnahme 30 bzw. 32 angeordnet, die hier jeweils durch einen Spanndorn 31 bzw. 33 gebildet wird. Dies ist insbesondere in der Detailansicht von
Im Folgenden soll anhand der
Die Werkstückaufnahme 30 bzw. der Spanndorn 31 besteht aus einem Anschlussstück 34 und einem stabförmigen Träger 36. An diesem stabförmigen Träger 36 sind Werkstücke 37, hier Nocken 38, der Reihe nach angeordnet. Hierzu sind im Sinne der Erfindung zumindest drei, insbesondere aber vier oder fünf Nocken 38 auf dem stabförmigen Träger 36 angeordnet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel in
Am vom Anschlussstück 34 gegenüberliegenden Trägerende 42 des stabförmigen Trägers 36 verbleibt hinter der letzten Nocke 38"" ein kurzer freistehender Rest 43 des stabförmigen Trägers 36, mit dem dieser auf der vom Werkstückspindelstock 22 gegenüberliegenden Seite in einer Trägeraufnahme 44 des Setzstocks 26 angeordnet ist.At the opposite end of the connecting
Nachfolgend soll nun näher der Aufbau und die Anordnung der Schleifscheiben 18 und 20 erläutert werden, zunächst im Zusammenhang mit den
Die Schleifscheiben 18, 20 sind jeweils der Reihe nach an Schleifscheibenhalterungen 46, 48 angeordnet. Diese wiederum sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils an Schleifspindeln 50 und 52 angeordnet, wobei auch eine Anordnung der beiden Schleifscheibenhalterungen 18 und 20 an eine hier nicht näher gezeigte einzelne Schleifspindel mit gegenüberliegenden Anschlussmöglichkeiten eine erfindungsgemäße Ausführungsform bildet. Die Schleifspindel 50, 52 stellt den jeweiligen Antrieb für die Schleifscheibenhalterung 46, 48 und damit verbunden auch für die Schleifscheiben 18, 20 dar.The grinding
Um entsprechend zu den zu schleifenden Werkstücken, hier den Nocken 38, zu gelangen, sind die Schleifspindeln 50, 52 auf einem gemeinsamen Schlitten 54 angeordnet. Dieser Schlitten 54 ist selber auf dem Maschinenbett 12 angeordnet und auf diesem sowohl in Richtung der x- als auch der z-Achse verfahrbar, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.In order to arrive in accordance with the workpieces to be ground, here the
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Schleifmaschine 10 sind die Schleifspindeln 50 und 52 mit Bezug auf das Maschinenbett 12 bzw. auf die x-z-Ebene übereinander angeordnet, wie am besten den
Der detaillierte Aufbau der Schleifscheibenhalterungen 46, 48 ist neben den
In den
Die Ausrichtung der einzelnen Schleifscheiben 18' bis 18"" untereinander ist so, dass zwischen zwei benachbarten Scheiben, also zwischen 18' und 18", 18" und 18"' bzw. 18"' und 18"" ein Abstand 60 vorliegt. Diese Abstände 60 liegen in einem praktischen Ausführungsbeispiel etwa im Größenbereich von 4 mm.The alignment of the individual grinding wheels 18 'to 18 "" with one another is such that there is a
Wie insbesondere im Zusammenhang mit
Aus
In dieser Schnittansicht von
Der Vorteil dieser Ausgestaltung der Schleifscheiben 18 mit der dachförmigen Vertiefung 64 liegt darin, dass die Gratbildung an den zu schleifenden Nocken 38 an ihren normalerweise rechtwinkligen Kanten 72, 74, hier als unterbrochene Linien dargestellt, vermieden wird.The advantage of this embodiment of the grinding
Zwischen den Enden 62 und 66 der Schleifscheibe 18 entsteht durch den Versatz somit ein Abstand 76. Dieser Abstand 76 ist in der Regel im Submillimeterbereich angeordnet und beträgt bevorzugt 0,2 mm.Between the
Das Schleifmaterial 63 der Schleifscheiben 18, wie sie vorhergehend beschrieben wurden, ist ein entsprechend möglichst langlebiges Material, das zum Bearbeiten von Nocken 38 geeignet ist. Bevorzugt weist das Schleifmaterial 63 CBN (kubisches Bornitrit) auf.The
Um die Schleifscheiben 18 in regelmäßigen Abständen von Schleifresten, Schleifmaterialresten und Ungenauigkeiten zu beseitigen, weist die Schleifmaschine 10 in der hier gezeigten Ausgestaltungsform ferner Abrichter 78 und 80 auf. Diese sind insbesondere im Zusammenhang mit den
Im Folgenden soll nun näher auf die Anordnung der einzelnen zuvor beschriebenen Elemente auf dem Maschinenbett 12 eingegangen werden. Hierzu sei insbesondere auf die
Wie entsprechend in den
Die Schleifspindeln 50 und 52 sind ferner zueinander so angeordnet, dass die an ihnen angeordneten Schleifscheibenhalterungen 46 und 48 voneinander weg in entgegengesetzte Richtungen entlang der z-Achse zeigen.The grinding
Zueinander sind die Werkstückhaltevorrichtungen 14 und 16 so ausgerichtet, dass die Setzstöcke 26 und 28 zwischen den Werkstückspindelstöcken 22 und 24 angeordnet sind. Insgesamt sind die Werkstückhaltevorrichtungen 14 und 16 dabei mit Bezug auf die Ansicht der
Wie insbesondere aus
Der Schlitten 54 mit den Schleifspindeln 50 und 52 ist in Bezug auf die z-Achse zwischen den Werkstückhaltevorrichtungen 14 und 16 angeordnet. Er ist ferner zwischen den Werkstückhaltevorrichtungen 14 und 16 entlang der z-Achse verfahrbar. Wie zuvor bereits ausgeführt, sind auf dem Schlitten 54 die Schleifspindeln 50 und 52 mit den Schleifscheibenhalterungen 46, 48 und somit auch den Schleifscheiben 18 und 20 jeweils in unterschiedlichen Abständen zu dem Maschinenbett angeordnet. Mit Bezug auf die Darstellung von
Ergänzend hierzu ist in
Insbesondere der Darstellung von
Anders ausgedrückt haben die jeweiligen Längsachsen 82 und 86 bzw. 84 und 88 der Werkstückhaltevorrichtung 14 und Schleifscheibenhalterung 46 bzw. Werkstückhaltevorrichtung 16 und Schleifscheibenhalterung 48 den gleichen gemeinsamen Abstand über dem Maschinenbett 12.In other words, the respective
Dies hat zur Folge, dass die Spindelachse 90 der Schleifspindel 50 mit der Spindelachse 94 des Werkstückspindelstocks 22 zueinander parallel ausgerichtet ist und diese eine Ebene bilden, die im Wesentlichen parallel zur x-z-Ebene ist. Ferner ist auch die Spindelachse 92 der Schleifspindel 52 parallel zur Spindelachse 96 des Werkstückspindelstocks 24 ausgerichtet, so dass diese ebenfalls eine Ebene bilden, die im Wesentlichen parallel zur x-z-Ebene ist. In diesem Zusammenhang ist mit "im Wesentlichen parallel" gemeint, dass die entsprechenden Ebenen zueinander einen von 0° abweichenden, geringen Winkel, beispielsweise im Bereich von 0 bis 10° einnehmen können, bevorzugt aber genau parallel zueinander angeordnet sind.As a result, the
In
Dies ist dadurch möglich, dass der Setzstock 26 bzw. der Setzstock 28 eine geringe Erstreckung in Richtung der z-Achse aufweist, wie es z.B. bei einem hier nicht gezeigten Reitstock der Fall wäre. So ist z.B. in
Im Folgenden soll kurz das Verfahren beschrieben werden, welches ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Hierzu sei insbesondere auf die
In einem ersten Schritt des Verfahrens zum Schleifen von Nockensätzen mit einer Schleifmaschine 10, wie es Bestandteil dieser Erfindung ist, wird ein erster Nockensatz 104 in die Werkstückhaltevorrichtung 14 selbstständig eingespannt. Der Einspannvorgang ist in den Figuren nicht näher gezeigt. Dieser Nockensatz 104 ist dann zwischen Werkstückspindelstock 22 und Setzstock 26 eingespannt und wird anschließend in Rotation um die Spindelachse 94 des Werkstückspindelstocks 22 versetzt.In a first step of the method for grinding cam sets with a grinding
Danach wird die Schleifspindel 50 entlang der z- und x-Achse ausgerichtet. Dies geschieht so, dass je eine Nocke 38 des Nockensatzes 104 und je eine Schleifscheibe 18 der Schleifscheibenhalterung 46 an der Schleifspindel 50 mit Bezug auf die z-Achse auf einer Höhe liegt. Ferner werden die entsprechenden Schleifscheiben 18 und Nocken 38 durch Verfahren der Schleifspindel 50 in Richtung der x-Achse dann so in Kontakt gebracht, dass ein Schleifen möglich ist. Dieser Zustand ist z.B. in den
Als nächster Schritt wird, bevorzugt aber gleichzeitig zu dem zuvor beschriebenen Ausricht- und Schleifvorgang, ein ggf. in der Werkstückhaltevorrichtung 16 eingespannter Nockensatz 106 selbstständig abgelegt. Dieser Nockensatz 106 entstammt in der Regel einem vorherigen Schleifvorgang und enthält somit geschliffene Nocken 38.As the next step, but preferably at the same time as the alignment and grinding process described above, a
Anschließend wird im selben Schritt ein anderer, hier nicht näher gezeigter Nockensatz 106' mit ungeschliffenen Nocken 38 selbstständig in die Werkstückhaltevorrichtung 16 eingespannt. Dieser Nockensatz 106' befindet sich danach entsprechend den zuvor beschriebenen Verfahrensschritten zwischen Werkstückspindelstock 24 und Setzstock 28 eingespannt und wird im Folgenden durch den Werkstückspindelstock 24 in Rotation um dessen Spindelachse 96 versetzt.Subsequently, in the same step, another cam set 106 ', not shown here in detail, with untwisted
Sobald der in der Zwischenzeit laufende Schleifvorgang am Nockensatz 104 abgeschlossen ist, wird die Schleifspindel 52 mit der Schleifscheibenhalterung 48 und den Schleifscheiben 20 zu dem Nockensatz 106' ausgerichtet. Dazu wird die Schleifspindel 50 zunächst in Richtung der x-Achse so bewegt, dass die Schleifscheiben 18 von den Nocken 38 des Nockensatzes 104 beabstandet werden. Anschließend erfolgt eine Ausrichtung der Schleifscheiben 20 zu den Nocken 38 des Nockensatzes 106', so dass diese in Bezug auf die z-Achse auf einer Höhe zu liegen kommen, wie es für den Verfahrensschritt mit dem Nockensatz 104 zuvor bereits beschrieben wurde. Nach Bewegen der Schleifspindel 52 mit den Schleifscheiben 20 in Richtung der x-Achse in eine Position entsprechend analog zu
Der nächste Verfahrensschritt, der vorzugsweise gleichzeitig zu dem zuvor beschriebenen Ausricht- und Schleifschritt stattfindet, weist das selbstständige Ablegen des gerade geschliffenen Nockensatzes 104 aus der Werkstückhaltevorrichtung 14 auf.The next method step, which preferably takes place at the same time as the alignment and grinding step described above, involves independently depositing the just ground cam set 104 from the workpiece holding device 14.
Daraufhin kann dann ein hier nicht näher gezeigter ungeschliffener Nockensatz 104' in die Werkstückhaltevorrichtung 14 selbstständig eingespannt werden, wie es bereits am Anfang dieses Verfahrens beschrieben wurde. Die nachfolgenden Schritte werden dann entsprechend der vorherigen Verfahrensbeschreibung identisch wiederholt.Then, a non-shown here in detail uncut cam set 104 'are independently clamped in the workpiece holding device 14, as already described at the beginning of this method. The subsequent steps are then repeated identically according to the previous method description.
Die hier erwähnten Schritte des selbstständigen Ablegens und Einspannens werden bevorzugt mit in diesem Zusammenhang nicht näher erläuterten oder gezeigten automatischen Vorrichtungen durchgeführt, wie sie aus dem Stand der Technik für diesen Zweck bekannt sind.The self-placement and clamping steps mentioned here are preferably carried out with automatic devices, not explained or shown in this connection, as known from the prior art for this purpose.
Wie man an diesem Verfahren erkennen kann, bestehen die Zeiten, in denen die Schleifscheiben 18 und 20 nicht aktiv sind, die sog. Nebenzeiten, lediglich in dem Ausrichtungsschritt der Schleifspindel 50 bzw. 52.As can be seen from this method, the times when the grinding
Dies, zusammen mit der Möglichkeit, Schleifspindeln mit größeren Spindelblockmaßen, also leistungsstärkere Schleifspindeln einsetzen zu können, erhöht die Produktivität der erfindungsgemäßen Schleifmaschine 10 bezüglich der geschliffenen Nocken pro Zeiteinheit im Vergleich zu den bisher bekannten Schleifmaschinen für Nocken um einen Faktor von bis zu 8.This, together with the ability to use grinding spindles with larger spindle block dimensions, ie more powerful grinding spindles, increases the productivity of the grinding
Es sei angemerkt, dass die Ausrichtung der gesamten Schleifmaschine bzw. einzelner Komponenten nicht nur wie in den Figuren gezeigt erfolgen kann, sondern auch anders erfolgen kann. Beispielsweise kann die gesamte Schleifmaschine um 90° verkippt angeordnet sein, so dass die Rotations- bzw. Längsachsen der Schleifscheiben und Werkstücke nicht, wie in den Figuren gezeigt, in horizontaler Richtung, sondern in vertikaler Richtung verlaufen.It should be noted that the alignment of the entire grinding machine or individual components can not only be carried out as shown in the figures, but can also be done differently. For example, the entire grinding machine can be tilted by 90 °, so that the rotational or longitudinal axes of the grinding wheels and workpieces do not extend in the horizontal direction, as in the figures, but in the vertical direction.
Claims (15)
wobei jeder Werkstückspindelstock (22, 24) und der dazugehörige Setzstock (26, 28) zum dazwischen liegenden Anordnen einer separaten Werkstückaufnahme (30, 32) mit zu schleifenden Werkstücken (37) ausgebildet sind.
wherein each workpiece headstock (22, 24) and the associated setter stick (26, 28) are arranged for interposing a separate workpiece holder (30, 32) with workpieces (37) to be ground.
die Schleifscheiben (18, 20) auf der Schleifscheibenhalterung voneinander beabstandet angeordnet sind und
eine Schleifscheibe zum Schleifen von einem von zumindest drei, insbesondere vier oder fünf auf einer Halterung (30, 32) angeordneten Werkstücken (37) dient.
the grinding wheels (18, 20) are arranged on the grinding wheel holder spaced from each other and
a grinding wheel for grinding of one of at least three, in particular four or five on a holder (30, 32) arranged workpieces (37) is used.
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Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR |
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17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20170405 |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20200219 |