DE2335575C3 - Copy grinder - Google Patents
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Description
Bei einer bekannten Kopierschleifmaschine der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art (US-PS 36 63 188) rotieren Schablone und Werkstück um die Kopierrolle und das Werkzeug, dessen Achse lediglich zum Zustellen verschieblich ist. Hierbei greift die Kopierrolle an einer Innenfläche der Schablone an. Bei dieser bekannten Kopierschleifmaschine wird die Zustellkraft der Schleifscheibe über die der Kopierrolle gegenüberliegenden, federnd abgestützten Führungsrollen aufgenommen, so daß sich ein insgesamt unerwünschtermaßen als vchwinj; /ngsanfällig anzusehendes System ergibt, we'ches die am Werkstück erzielbare Maß- und Formgenauigii Yit beeinträchtigen kann.In a known copy grinding machine of the type mentioned in the preamble of the main claim (US-PS 36 63 188), the template and the workpiece rotate around the copier roller and the tool, its axis only is displaceable for delivery. Here, the copier roller engages an inner surface of the stencil. at In this known copy grinding machine, the feed force of the grinding wheel is greater than that of the copy roller opposite, resiliently supported guide rollers added, so that a total undesirably as vchwinj; / ngs-prone to look at System results, which impair the dimensional and form accuracy that can be achieved on the workpiece can.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, die Schwingungsanfälligkeit der gattungsgemäßen Kopierschleifmaschine zu beseitigen, so daß ein hochgenaues <o Schleifen von Innenflächen, insbesondere der Kammerflächen eines Wankelmotors, ermöglicht ist.The invention is therefore based on the object of reducing the susceptibility of the generic copy grinding machine to vibrations to eliminate, so that a highly precise <o grinding of inner surfaces, especially the chamber surfaces a rotary engine, is made possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die von der Kopierrolle abgetastete Fläche die Außenfläche der Schablone ist. «5To solve this problem it is provided according to the invention that the scanned by the copying roller Area is the outer surface of the stencil. «5
Bei der Erfindung sind die Schablone und das Werkstück ortsfest angeordnet. Dadurch, daß die Kopierrolle an der Außenfläche der Schablone abläuft, während die Schleifscheibe an der Innenfläche des Werkstückes angreift, wird die Zustellkraft der Schleif- M scheibe über die Kopierrolte an der ortsfesten Schablone abgestützt, ohne die Führungsrollen bzw. ihre federnde Abstützung zu beaufschlagen. Hierdurch wird die angestrebte Unanfälligkeit gegen Schwingungen erreicht. 5<>In the invention, the template and the workpiece are arranged in a stationary manner. The fact that the copier roll runs on the outer surface of the template while the grinding wheel engages the inner surface of the workpiece means that the feed force of the grinding wheel is supported by the copier roll on the stationary template without acting on the guide rollers or their resilient support. This achieves the desired immunity to vibrations. 5 < >
Es ist zwar auch schon eine Kopierschleifmaschine zum Bearbeiten von von der Kreisform abweichenden Flächen mit geraden und parallelen Mantellinien bekannt (FR-PS 12 27 965), bei der die über die Schleifscheibe aufgebrachte Zustellkraft erfindungs- w> gleich von der Schablone über die Kopierrolle aufgenommen wird, doch handelt es sich in diesem Fall um ein an seiner Außenfläche zu bearbeitendes Werkstück, so daß von daher dieser Stand der Technik nicht ohne zusätzliches konstruktives Umdenken auf die ·'"> vorliegende Erfindung zu übertragen war.It is indeed already a copy grinder for processing those deviating from the circular shape Areas with straight and parallel surface lines known (FR-PS 12 27 965), in which the over the In accordance with the invention, the feed force applied to the grinding wheel is applied directly from the template via the copier roller is picked up, but in this case it is one to be machined on its outer surface Workpiece, so that this prior art can therefore not be used without additional constructive rethinking of the · '"> the present invention was to be assigned.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schemaiischcr Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näherThe invention is explained in more detail below with the aid of schematic drawings of an exemplary embodiment
erläutert. Es zeigtexplained. It shows
Fig. I einen vereinfacht dargestellten Längsschnitt durch eine Kopierschleifmaschine nach der Erfindung undFig. I shows a simplified longitudinal section through a copy grinding machine according to the invention and
F i g. 2 die Zuordnung des Werkstücks, der Schablone, der Schleifscheibe und der Kopiervorrichtung bei der Kopierschleifmaschine nach F i g. I im Grundriß.F i g. 2 the assignment of the workpiece, the template, the grinding wheel and the copier in the Copy grinding machine according to FIG. I in plan.
Die Kopierschleifmaschine nach Fig. I weist im wesentlichen eine Bodenplatte 1 und einen höhenverstellbaren Werkstücktisch 2 zur Aufnahme des zu schleifenden Werkstücks 3 auf. Oberhalb des Werkstücks 3 ist ein Lagergehäuse 4 angebracht, in dem eine Lagerplatte 5 drehbar und seitlich verstellbar geführt ist. Für die Schleifbearbeitung des Werkstücks 3 ist an der Unterseite der Lagerplatte 5 ein in seiner Gesamtheit mit 6 bezeichneter Schleifspindelstock befestigt. An der Oberseite des Lagergehäuses 4 ist eine Schablone 7 fest angeordnet. An der Oberseite der Lagerplatte 5 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 8 bezeichnete Kopiereinrichtung angebracht. Diest weist eine angetriebene Kopierrolle 9 auf, die an der abzutastenden AußenflächeThe copy grinding machine according to FIG. I essentially has a base plate 1 and a height-adjustable one Workpiece table 2 for receiving the workpiece 3 to be ground. Above the workpiece 3 a bearing housing 4 is attached, in which a bearing plate 5 is rotatably guided and laterally adjustable. For the grinding of the workpiece 3 is on the underside of the bearing plate 5 in its entirety with 6 designated grinding headstock attached. A template 7 is fixed to the top of the bearing housing 4 arranged. At the top of the bearing plate 5 is a copier designated in its entirety by 8 appropriate. Diest has a driven copy roller 9, which is on the outer surface to be scanned
10 der Schablone 7 angreift und dabei um die Schablone 7 herumfährt. Dadurch, daß die Kopiereinrichtung 8 an der Lagerplatte 5 angeordnet ist, erzeugt ihre Bewegung um die Schablone 7 herum eine entsprechende Bewegung des Schleifspindelstocks 6 relativ zum Werkstück 3.10 engages the template 7 and thereby moves around the template 7. By the fact that the copier 8 on the bearing plate 5 is arranged, its movement around the template 7 generates a corresponding one Movement of the grinding headstock 6 relative to the workpiece 3.
Die Außenfläche JO der Schablone 7 ist entsprechend der am Werkstück 3 zu bearbeitenden Innenfläche 11 ausgebildet, die hier die trochoidenformige Innenfläche eines Wankelmotorgehäuses ist. Die Gestalt der Schablone 7 gehl um deutlichster, aus Fi g. 2 hervor. In dieser Figur ist auch die Beziehung zwischen der abzutastenden Außenfläche 10 und der Innenfläche 11 des Werkstücks 3 dargestellt. Die Schablone 7 liegt unmittelbar über dem Werkstück, so daß ihre Außenfläche 10 von oben gesehen mit der InnenflächeThe outer surface JO of the template 7 is corresponding the inner surface 11 to be machined on the workpiece 3, which here is the trochoid-shaped inner surface of a rotary engine housing is. The shape of the template 7 is much clearer, from FIG. 2 emerges. In This figure also shows the relationship between the outer surface 10 to be scanned and the inner surface 11 of the workpiece 3 shown. The template 7 is immediately above the workpiece, so that their Outer surface 10 seen from above with the inner surface
11 zusammenfällt.11 coincides.
Die Kopierrolle 9 liegt an der Außenfläche 10 in einem Berührungspunkt 12 an. ihre Drehachse liegt in einer Ebene P-I, die im Berührungspunkt 12 senkrecht zur Außenfläche 10 verläuft. Die Kopierrolls 9 ist am Ende einer Spindel 13 angeordnet, die ihrerseits in einem Schieber 14 drehbar aufgenommen ist. Das andere Ende der Spindel 13 durchdringt den Schieber 14 und trägt eine Riemenscheibe 15, die von einem Antriebsriemen 16 umschlungen ist. Der Antriebsriemen 16 umschlingt eine an der Abtriebswcllc eines Antriebsmotor 18 befestigte Riemenscheibe 17. Der Antriebsmotor 18 ist mit einer Halterung 19 am Schieber 14 befestigt, welcher selbst in einem Schiebergehäuse 20 in einer zur Ebene P— 1 parallelen Richtung verschieblich aufgenommen ist.The copier roller 9 rests on the outer surface 10 at a contact point 12. its axis of rotation lies in a plane PI which, at the point of contact 12, runs perpendicular to the outer surface 10. The copier roll 9 is arranged at the end of a spindle 13, which in turn is rotatably received in a slide 14. The other end of the spindle 13 penetrates the slide 14 and carries a belt pulley 15 around which a drive belt 16 is wrapped. The drive belt 16 loops around a belt pulley 17 fastened to the output shaft of a drive motor 18. The drive motor 18 is fastened with a bracket 19 to the slide 14, which is itself slidably received in a slide housing 20 in a direction parallel to plane P1.
Zur Kopiereinrichtung 8 gehört eine Führungsvorrichtung 21 mit zwei Führungsrollen 22 und 23, die an Führungsflächen 24 und 25 der Innenfläche der Schablone 7 anliegen. Die Drehachsen der Führungsrollen 22, 23 liegen in einer zur Ebene P—t normalen Ebene P—2. Die Führungsrollen 22,23 sind in Richtung gegen die Kopierrollc 9 gedrängt, um eine in der Ebene P—t wirksame und durch den Berührungspunkt 12 hindurch gerichtete resultierende Kraft zu erzeugen.A guide device 21 with two guide rollers 22 and 23, which rest on guide surfaces 24 and 25 of the inner surface of the template 7, belongs to the copier device 8. The axes of rotation of the guide rollers 22, 23 lie in a plane P-2 normal to the plane P-t. The guide rollers 22, 23 are urged in the direction of the copier roller 9 in order to generate a resultant force which is effective in the plane P-t and is directed through the contact point 12.
Auf dem Schieber 14 ist linear in der gleichen Richtung jedoch unabhängig dazu verschiebbar ein /weiter Schieber 26 geführt. An der Unterseite des zweiten Schiebers 26 ist eine Halterung 27 angebracht, in welcher die Führungsrollcn 22 und 23 drehbar gelagert sind. Die Führungsrollcn 22 und 23 sindOn the slide 14 is linearly displaceable in the same direction, however, independently of it / further slide 26 out. A holder 27 is attached to the underside of the second slide 26, in which the guide rollers 22 and 23 are rotatably mounted. The guide rollers 22 and 23 are
höhenverset/.ι zueinander angeordnet und greifen einzeln nn der oberen bzw. unteren Führungsflüche 24 bzw. 25 der Innenfläche der Schablone 7 an. Wie in F i g. 2 zu erkennen, sind die Führungsrollen 22,23 auch in seitlicher Richtung gegeneinander versetzt und mit gleich großem Abstand von der Ebene P— 1 angeordnet.Vertically offset / .ι arranged to one another and attack individually nn the upper and lower guide surfaces 24 and 25 of the inner surface of the template 7. As in Fig. 2, the guide rollers 22, 23 are also offset from one another in the lateral direction and are arranged at the same distance from the plane P1 .
Per zweite Schieber 26 ist von einem Tellerfederpaket 33, das sich gegen eine Platte 28 abstützt nach rechts belastet, um die Führungsrollen 22, 23 gegen die Führungsflächen 24, 25 an der Innenfläche der iu Schablone 7 zu drängen.Per second slide 26 is a disk spring package 33, which is supported against a plate 28 to the right loaded to the guide rollers 22, 23 against the guide surfaces 24, 25 on the inner surface of the iu Push stencil 7.
Infolge des zwischen den beiden Schiebern 14 und 26 angeoidr.eten Tellerfederpakets 33 sind die KopierrolleAs a result of the disk spring assembly 33, which is angled between the two slides 14 and 26, the copier rolls are
9 am Schulten 14 gegen die Außenfläche 10 und die Führungsrollen 22 und 23 in entgegengesetzter Richtung gegen die Führungsflächen 24 und 25 an der Innenfläche der Schablone 7 gedrängt. Die Anpreßkraft, mit der die Kopierrolle 9 und die Führungsrollen 22, 23 gegen die Schablone 7 gedrängt werden ist durch Änderung der Federvorspannung veränderbar.9 at the shoulder 14 against the outer surface 10 and the guide rollers 22 and 23 in opposite directions Direction urged against the guide surfaces 24 and 25 on the inner surface of the template 7. The pressing force, with which the copying roller 9 and the guide rollers 22, 23 are urged against the template 7 is through Change of spring preload changeable.
Durch den vorbeschriebenen Aufbau der Kopiereinrichtung 8 wird die zur Beibehaltung der Drehachse der Führungsroüen 22, 23 in der Ebene P—l erforderliche resultierende Kraft erzeugt, sobald die Kopiereinrichiung 8 um die Schablone 7 herum bewegt wird. Da die Führungsrollen 22 und 23 mit gleich großen Abständen von der Ebene P—l angeordnet sind, überwinden sie wirkungsvoll Trägheitskräfte, die dazu neigen, die Kopiereinrichtung 8 zu schwenken und den Berührungspunkt 12 aus der Ebene P— 1 heraus zu versetzen. Durch JO den Antrieb der Kopierrolle 9 mit konstanter Geschwindigkeit mittels des Motors 18 erfolgt der Vorschub der Kopiereinrichtung 8 um die AußenflächeBy the above construction of the copier device 8 for maintaining the axis of rotation of Führungsroüen 22, required in the plane P-l 23 resulting force is generated as soon as the Kopiereinrichiung is moved to the template around 7. 8 Since the guide rollers 22 and 23 are equally spaced from the plane P1 , they effectively overcome inertial forces which tend to pivot the copier 8 and move the point of contact 12 out of the plane P1. By JO driving the copying roller 9 at a constant speed by means of the motor 18, the copying device 8 is advanced around the outer surface
10 herum mit konstanter Geschwindigkeit. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Außenfläche 10 sich relativ J5 zum Berührungspunkt 12 und durch diesen hindurch mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.10 around at constant speed. In this way it is achieved that the outer surface 10 is relatively J5 moved to the point of contact 12 and through this at a constant speed.
Wie aus Fi g. 2 zu erkennen, zeigen die obere 24 und untere Führungsfläche 25 der Schablone 7 unterschiedlichen Verlauf. Der exakte Verlauf jeder Führungsfläche 24, 25 ist dMrch die Außenfläche 10 bestimmt. Es ist deutlich zu erkennen, daß die Führungsflächen 24, 25 längs der Seitenabschnitte, die den konkaven Abschnitten der Außenfläche 10 gegenüberliegen, sich gegenseitig unterscheiden. Die Unterschiede in der Gestalt zwischen den Führungsflächen 24, 25 wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, rühren daher, daß zwei gegeneinander versetzte Führungsrollen verwendet werden. Die Führungsrolleri 22, 23 berühren zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Führungsflächen 24, 25 in verschiedenen Punkten. Handelt es sich bei der zu schleifenden Fläche um die trochoidenförmige Innenfläche eines Wankelmotorgelmuses, so weist die Fläche einen sich stetig verändernden Krümmungsradius auf. Da die Führungsrollen 22 und 23 gegeneinander versetzt sind, sind die « Führungsflächen 24 und 25 auf ganzer Umfangslänge in ihrer Gestalt verschieden. Die Unterschiede in der Gestalt sind gering und mit Ausnahme der unterschnit· tenen Seitenabschnitte in F i g. 2 nicht gezeigt.As shown in Fig. 2, the upper 24 and lower guide surface 25 of the template 7 show a different course. The exact course of each guiding surface 24, 25 is d M rch the outer surface 10 is determined. It can clearly be seen that the guide surfaces 24, 25 along the side sections which lie opposite the concave sections of the outer surface 10 differ from one another. The differences in shape between the guide surfaces 24, 25 as shown in Fig. 2 arise from the fact that two mutually offset guide rollers are used. The guide rollers 22, 23 touch the guide surfaces 24, 25 at various points at any point in time. If the surface to be ground is the trochoid-shaped inner surface of a Wankel motor gel, the surface has a constantly changing radius of curvature. Since the guide rollers 22 and 23 are offset from one another, the guide surfaces 24 and 25 are different in shape over their entire circumferential length. The differences in shape are slight and with the exception of the undercut side sections in FIG. 2 not shown.
Wie bereits erwähnt, ist die Kopiereinrichtung 8 an mi der Oberseite der Lagerplatte 5 montiert. Diese Anordnung ist mit einem Stüi/körper 34 erzielt, der an der Oberseite der Lagerplatte 5 befestigt ist und das Schiebergehäuse 20 trägt. Um die Bewegung dor Kopiereinrichtung 8 um die Schablone 7 herum zu ermöglichen, ist die Lagerplatte 5 um eine Achse drehbar, die parallel zur Ebene P—\ verläuft, und in einer zu dieser Achse normalen Richtung seitlich verschieblich angeordnet. Der Umfangsteil der Lagerplatte 5 liegt innerhalb des Lagergehäuses 4. Dem Lagergehäuse 4 ist zur Beaufschlagung der Ober- und Unterseiten der Lagerplatte 5 Hydraulikdruck zuführbar, um die Lagerplatte 5 im Lagergehäuse 4 schwimmend zu halten, d. h. das Lagergehäuse 4 und die Lagerplatte 5 bilden zusammen ein hydrostatisches Lager.As already mentioned, the copying device 8 is mounted on the upper side of the bearing plate 5. This arrangement is achieved with a piece / body 34 which is fastened to the top of the bearing plate 5 and which carries the slide housing 20. In order to enable the copier 8 to move around the template 7, the bearing plate 5 can be rotated about an axis which runs parallel to the plane P1 and is laterally displaceable in a direction normal to this axis. The peripheral part of the bearing plate 5 lies within the bearing housing 4. The bearing housing 4 can be supplied with hydraulic pressure to act on the upper and lower sides of the bearing plate 5 in order to keep the bearing plate 5 floating in the bearing housing 4, ie the bearing housing 4 and the bearing plate 5 form together hydrostatic bearing.
Erfindungsgemäß umfaßt der Schleifspindelstock 6 eine Schleifscheibe 36, deren Drehachse in der gleichen Ebene P—l wie die Drehachse der Kopierrolle 9 angeordnet ist. Dies ist deutlich aus F i g. 2 zu erkennen, in der auch gezeigt ist, daß die Umfangsfläche der Schleifscheibe 36 an der Innenfläche *.l des Werkstükkes 3 an einem Punk! angreit* der mit dem Berührungspunkt 12 zusammenfällt. Die Schleifscheibe 36 ist am Ende einer drehangetriebenen Spindel 37 befestigt, deren Motor und Spindelstock 6 an ei. er an der Unterseite der Lagerplatte 5 fest angeschlossenen Konsoie 38 befestigt ist.According to the invention 6 includes the wheelhead 36, a grinding wheel whose axis of rotation is disposed in the same plane P-l as the rotational axis of the copying roller. 9 This is clear from FIG. 2 can be seen, in which it is also shown that the peripheral surface of the grinding wheel 36 on the inner surface * .l of the workpiece 3 at a point! attack * which coincides with contact point 12. The grinding wheel 36 is attached to the end of a rotationally driven spindle 37, the motor and headstock 6 on egg. it is attached to the underside of the bearing plate 5, which is firmly attached to the console 38.
Das Verstellen der Schleifscheibe 36 in der Ebene P— 1 und auf die zu schleifende Oberfläche dei Werkstückes 3 zu erfolgt mit einem Schrittmotor 41. Dieser Motor ist an dem Schiebergehäuse 20 angebracht und weist eine Abtriebsgewindespindeil 42 auf. Die Abtriebsgewindespindel 42 ist in eine Gewindebohrung in der Platte 28 eingeschraubt, welche ihrerseits am Schieber 14, der die Kopiereinrichtung 8 trägt, befestigt ist.The adjustment of the grinding wheel 36 in the plane P- 1 and towards the surface of the workpiece 3 to be ground takes place with a stepping motor 41. The output threaded spindle 42 is screwed into a threaded hole in the plate 28, which in turn is fastened to the slide 14, which carries the copying device 8.
Bei Betätigung des Schrittmotors 41 mit einer Drehrichtung der Abtriebsgewindespindel 42. bei der der Schieber 14 entsprechend F i g. 1 nach links gezogen wird, erfolgt eine Bewegung der Schleifscheibe 36 entsprechend Fig. 1 nach rechts. Ursache hierfür ist. daß die mit dem Schieber 14 fest verbundene Kopierrolle 9 aufgrund ihres Zusammenwirkens mit der ortsfesten Schablone 7 sich nicht nach links bewegen kann. Der Schrittmotor 41 ist jedoch am Schiebergehäuse 20 befestigt, und dieses ist an der schwimmenden Lagerplatte 5 abgestützt. Aufgrund dieser Anordnung und weil die Lagerplatte 5 im Innern des Lagergehäuses 4 frei beweglich ist, verschiebt sich die Lagerplatte 5 nach rechts. Da die Schleifscheibe 36 über die Konsole 38 fest an die Unterseite der Lagerplatte 5 angeschlossen ist. bewirkt diese Bewegung ihrerseits, daß· sich die Schleifscheibe 36 nach rechts in Schleifeingriff mit der zu schleifenden Innenfläche 11 am Werkstück 3 bewegt.Upon actuation of the stepping motor 41 with one direction of rotation of the output screw 42. in the the slide 14 according to FIG. 1 is pulled to the left, the grinding wheel 36 moves according to FIG. 1 to the right. The reason for this is. that with the slide 14 firmly connected Because of its interaction with the stationary template 7, the copying roller 9 does not move to the left can. However, the stepper motor 41 is attached to the valve housing 20, and this is on the floating Bearing plate 5 supported. Because of this arrangement and because the bearing plate 5 is inside the bearing housing 4 is freely movable, the bearing plate 5 moves to the right. Since the grinding wheel 36 via the console 38 is firmly connected to the underside of the bearing plate 5. this movement in turn causes the Grinding wheel 36 is moved to the right in grinding engagement with the inner surface 11 to be ground on workpiece 3.
Die von der am Werkstück 3 angreifenden Schleifscheibe 36 erzeugte Kraft ist der auf die Führungsrollen 22 und 23 wirkenden Federkraft entgegen gerichtet. Die Kopiervorrichtung neigt daher auch unter den während der Schleifvorgänge auftretenden höchsten Belastungen nicht dazu, sich ve ti Nocken zu lösen.That of the grinding wheel attacking the workpiece 3 36 force generated is that on the guide rollers 22 and 23 acting in the opposite direction. The copier is therefore prone to under the during The highest loads that occur during the grinding process do not cause the cams to loosen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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