DE2139322A1 - Method and grinding machine for grinding a workpiece in the shape of a cam - Google Patents
Method and grinding machine for grinding a workpiece in the shape of a camInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
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THS FjSWALL ENGINEERING COMPANY LIMITED, Old Fletton, Peterborough, EnglandTHS FjSWALL ENGINEERING COMPANY LIMITED, Old Fletton, Peterborough, England
Verfahren und Schleifmaschine zum Schleifen eines Werkstückes in die form eines Nockens.Method and grinding machine for grinding a workpiece in the form of a cam.
Me Erfindung betrifft Nockenschleifmaschinen speziell von der Art, bei der Nocken auf Nockenwellen geschliffen v/erden. Me invention relates specifically to cam grinders the type in which cams are ground on camshafts.
Bei Schleifmaschinen dieses Typs wird das Werkstück, das in die Form einer Nocke geschliffen werden soll, an einem Tisch befestigt, der eine Drehung des Werkstückes gestattet und der sich selbst gegen eine Schleifscheibe und von dieser weg bewegen läßt. Der Tisch kann z.B. an einem Drehbolzen befestigt sein. Seine Bewegung wird normaler Weise von einem Modellnocken gesteuert, der ein Profil besitzt, das gleich dem angestrebten Profil des Werkstückes ist oder jedenfalls in einer engen Beziehung dazu steht, so daß bei Drehung des Werkstückes der auf dieses durch die Schleifscheibe ausgeübte Druck in Übereinstimmung mit dem angestrebten Profil periodisch zu- und abnimmt. Dieser Schleifvor^ang erteilt dem Werkstück schließlich im allgemeinen · eine unrunde Nockenform^In grinding machines of this type, the workpiece that is to be ground in the shape of a cam is on a Fixed table which allows rotation of the workpiece and which itself against and off a grinding wheel this lets move away. For example, the table can be attached to a pivot pin. His movement becomes normal controlled by a model cam which has a profile that is the same as the desired profile of the workpiece or in any case is in a close relationship to it, so that when the workpiece is rotated, it is affected by the grinding wheel exerted pressure increases and decreases periodically in accordance with the desired profile. This grinding process finally, generally gives the workpiece a non-circular cam shape
Bei den bekannten Maschinen dieser Art liegt indessen der Berührungspunkt zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück nicht immer auf der Verbindungslinie zwischen denIn the known machines of this type, however, is the Point of contact between the grinding wheel and the workpiece not always on the line connecting the
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Drehachsen von Schleifscheibe und Werkstück«, Wird das Werkstück mit einer gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit angetrieben, dann bewegt sich der Berührungspunkt zwischen Schleifscheibe und Werkstück nicht mit gleichförmiger Geschwindigkeit entlang dem Umfang des Werkstückes. An gewissen Stellen bewegt sich der Berührungspunkt schneller, an anderen langsamer, wobei die erstgenannten Stellen ganz allgemein an den Flanken und die letztgenannten Stellen an den Teilen rund um die Spitze des Nocicens liegen.Axes of rotation of grinding wheel and workpiece «, becomes the workpiece driven at a uniform angular velocity, then the point of contact moves between Grinding wheel and workpiece not at a uniform speed along the circumference of the workpiece. At certain points the point of contact moves faster others more slowly, with the first-mentioned points generally on the flanks and the last-mentioned points the parts around the tip of the nocicen.
Dazu kommt, daß bei hoher Umfangsgeschwindigkeit (doio die Geschwindigkeit des Berührungspunktes entlang dem Umfang des Werkstückes] die Schleifscheibe nicht soviel Material vom Werkstück abzutragen vermag wie bei einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit. Da die Umfangsgeschwindigkeit bei der Bewegung des Berührungspunktes entlang einer Flanke des iiockenprofiles höher ist als bei der Bewegung rund um einen konzentrischen G-rundkreis, tatsächlich aber von der Flanke mehr Material abgetragen werden sollte als vom G-rundkreis, entstehen beim normalen Schleifen Fehler. Diese Fehler können zwar durch Ausfunken berichtigt werden, doch stellt dies einen zeitraubenden Vorgang dar„In addition, at high peripheral speed (doio die Speed of the point of contact along the circumference of the workpiece] the grinding wheel does not have as much material Able to remove from the workpiece as with a lower peripheral speed. Since the peripheral speed is the movement of the point of contact along a flank of the cam profile is higher than when moving around one concentric G-circle, but actually from the flank If more material should be removed than from the round circle, errors occur during normal grinding. These errors can can be corrected by sparking, but this is a time-consuming process "
Die vorliegende Erfindung hat eine Schleifvorrichtung zum Gegenstand, bei der Schwankungen der Umfangsgeschwindigkeit selbsttätig verringert werden. Dies geschieht durch eine zyklische Veränderung der Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes in Übereinstimmung mit dem Profil des Nockens, der hergestellt werden sollo Im allgemeinen bedeutet dies eine Verringerung der Winkelgeschwindigkeit, wo die Umfangsgeschwindigkeit sonst hoch wäre und eine Zunahme der Winkelgeschwindigkeit, wo die Umfangsgeschwindigkeit sonst niedrig wäre ο Im wesentlichen wird die Winkelgeschwindigkeit durch einen Mechanismus geregelt, der ein Signal oder einenThe subject of the present invention is a grinding device in which fluctuations in the peripheral speed are automatically reduced. This is done by cyclically changing the angular speed of the workpiece in accordance with the profile of the cam that is to be produced o In general this means reducing the angular speed where the peripheral speed would otherwise be high and increasing the angular speed where the peripheral speed would otherwise be low ο Essentially, the angular velocity is regulated by a mechanism that generates a signal or a
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Parameter bereitstellt, der hoch ist, wenn die Winkelgeschwindigkeit höher sein sollte, um einer zu geringen Umfangsgeschwindigkeit entgegenzuwirken, und niedrig, wenn die Winkelgeschwindigkeit niedriger sein sollte, um einer zu hohen Umfangsgeschwindigkeit entgegenzuwirken«, Der Arbeitszyklus des Mechanismus ist mit der Drehung des Werkstückes synchronisiert.Provides parameter that is high when the angular velocity should be higher in order to counteract a circumferential speed that is too low, and low, if the angular speed should be lower in order to counteract an excessive peripheral speed. «The working cycle of the mechanism is with the rotation of the workpiece synchronized.
Im Prinzip wird das Signal oder der Parameter zur Regelung der Änderungen der Winkelgeschwindigkeit durch die Bewegungen des Tisches bestimmt und kann von dein Modellnocken abgeleitet sein, der die Bewegung des Tisches steuert, oder, falls zweckmäßig, von einem Steuernoeken, der ein Profil besitzt, das von dem des Modellnockens abgeleitet ist. Diese letztere Möglichkeit ist praktisch, wo entlang einer Nockenwelle eine Anzahl von Werkstücken iait gleichen Profilen geschliffen werden soll, jedoch im Winkel gegeneinander versetzt.In principle, the signal or the parameter is used to regulate the changes in angular velocity due to the movements of the table and can be derived from your model cam who controls the movement of the table, or, if appropriate, from a control oken, who controls a profile which is derived from that of the model cam. These The latter option is practical where a number of workpieces ia with the same profiles along a camshaft should be ground, but offset from one another at an angle.
In einer bevorzugten Ausführungsform der ürfindung wird das Werkstück mittels einer Spindel gedreht, die von einem ersten Had angetrieben wird, das eine Riemenscheibe sein kamio Dieses Rad wird seinerseits von einem langgestreckten Treib— teil, etwa einem Riemen, angetrieben, das über das Rad läuft. Der xreibteil kann von einem zweiten Rad angetrieben werden, das mit konstanter Geschwindigkeit von einem Motor gedreht wird ο Der Treibteil kann über ein drittes Rad laufen, das nahe am treibenden Rad liegt und frei drehbar an einem beweglichen Teil angeordnet ist, das einen drehbaren Ziockenfolger trägt, welcher auf einem Steuernocken läuft. V/ahlweise kann das zweite Rad auch auf einem beweglichen Teil angeordnet sein, das einen Steuernocken trägt, welcher an einem fest gelagerten iiockenfolger anliegt«In a preferred embodiment of the invention, the Workpiece rotated by means of a spindle that is driven by a first had, which is a pulley kamio This wheel is in turn driven by an elongated drive part, such as a belt, which runs over the wheel. The friction part can be driven by a second wheel, that rotated at constant speed by a motor ο The driving part can run over a third wheel, which is close to the driving wheel and freely rotatable on one movable part is arranged, which is a rotatable Ziockenfolder carries, which runs on a control cam. The second wheel can also be arranged on a movable part that carries a control cam that rests on a fixed cam follower "
Der Steuernocken wird synchron mit einem Modellnocken angetrieben, der die Relativbewegung zwischen dem 'lisch undThe control cam is driven synchronously with a model cam, which is the relative movement between the 'lish and
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der Schleifscheibe steuerte Der Steuernocken und das bewegliche Teil, das ein Arm sein kann, bilden eine Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, eine zusätzliche örtliche Längsbewegung des Treibteiles rund um das Rad, das die Spindel des Werkstückes antreibt, hervorzurufen, wenn eine Änderung der. Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes erforderlich ist«, Der Steuernocken hat ein solches Profil, daß die zusätzliche örtliche Längsbewegung des Treibteiles rund um das erste Rad so lange anhält, als die Änderung der.Geschwindigkeit erforderlich ist0 Sein Umriß ist daher eine Ableitung des Umrisses des ModellnockensoThe control cam and the movable part, which can be an arm, form a device that is designed to cause an additional local longitudinal movement of the drive part around the wheel that drives the spindle of the workpiece, if a change in the. Angular velocity of the workpiece is required, "Control cam has a profile such that the additional local longitudinal movement of the Leafs rope around stops at the first wheel as long as is necessary as the change der.Geschwindigkeit 0 Its outline is therefore a derivative of the outline of Modellnockenso
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellteIn the drawings are exemplary embodiments of the invention shown
Fig.1 zeigt schematisch eine bekannte Form einer Nockenschleifma&chine, und dieFig. 1 shows schematically a known form of a cam grinding machine, and the
Fig.2,5 und 4 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, die in Modifikationen der Maschine nach Fig.1 bestehen.Fig.2,5 and 4 show embodiments of the invention, the consist in modifications of the machine according to Fig.1.
Figoi zeigt in schematisch vereinfachter Weise eine Nockenschleifmasehine mit■einer Schleifscheibe 1, einem Werkstück 2, das auf einer Drehspindel 3 um eine Achse drehbar angeordnet ist, die parallel" zur Drehachse der Schleifscheibe 1 liegt, sowie einen Tisch 4, der die Drehspindel 3 trägt, welche von einem nicht gezeigten Motor gedreht wirdo Der Tisch 4 läßt sich in Richtung zur Schleifscheibe 1 hin- und herbewegen. Dazu ist er auf einem Bolzen 5 schwenkbar gelagert. Die Bewegung des Werkstückes 2 wird von 'einem Modellnocken 6 gesteuert, der zur gleichachsigen Drehung mit dem Werkstück 2 ebenfalls auf der Drehspindel 3 gelagert ist. An dem sich synchron mit dem Werkstück 2 drehenden Modellnocken 6 liegt ein drehbarer Nockenfolger 7 an, der auf einem fest angeordneten Träger 8 sitzt« Die Schleifseheibe 1 wird gedreht und ist mittels eines Antriebs 9, der einFigoi shows a cam grinding machine in a schematically simplified manner with ■ a grinding wheel 1, a workpiece 2, which is arranged on a rotating spindle 3 so as to be rotatable about an axis which is parallel to the axis of rotation of the grinding wheel 1, and a table 4 which carries the rotating spindle 3 which is rotated by a motor not shown Table 4 can be back and forth in the direction of the grinding wheel 1 move here. For this purpose it is pivotably mounted on a bolt 5. The movement of the workpiece 2 is controlled by 'a model cam 6, the coaxial rotation with the Workpiece 2 is also mounted on the rotating spindle 3. On the model cam rotating synchronously with workpiece 2 6 there is a rotatable cam follower 7, which sits on a fixed support 8 «the grinding wheel 1 is rotated and is by means of a drive 9, which is a
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— j - j
Gestänge 10 betätigt, zum Yferkstück 2 hin- und von diesem wegbewegbar·Linkage 10 actuated, to and from Yferkstück 2 movable away
Figo2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung, die zusammen mit der Maschine gemäß Pig·1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet. Eine Riemenscheibe 11, die das zuvor erwähnte erste Rad bildet, ist auf einer Spindel 3 befestigt, die identisch ist mit der Spindel, die das Werkstück trägt, Um die Riemenscheibe 11 erstreckt sich ein endloses Treibteil in Gestalt eines Treibriemens 12, der über eine Riemenscheibe 13 und eine weitere Riemenscheibe 18 läuft, die das oben erwähnte zweite Rad bildet· Die Riemenscheibe 13 ist am einen Ende eines Dreharmes 14- befestigt, dessen anderes Ende schwenkbar an einem Träger 15 liegt. Der Dreharm 14 wird von einer Feder 6 gegen einen festen Anschlag gedrückt. Von der Riemenscheibe 11 erstreckt sich der Treib« riemen 12 über eine kleine Riemenscheibe 17, die das dritte Rad nahe der Riemenscheibe 11 bildet, und dann über die Riemenscheibe 18 zurück zu der Riemenscheibe 13· Die Riemenscheibe 17 ist an einem beweglichen Teil befestigt, der ein Gleitscheiber sein kann, im vorliegenden Fall indessen als Schwenkhebel 21 ausgebildet ist, dessen anderes Ende einen drehbaren Nbckenfolger 20 trägt· Dieser liegt an einem Steuernocken 19 an* der zur gemeinsamen Drehung mit der Riemenscheibe 18 angebracht ist. Der Schwenkhebel 21 liegt mit seinem Drehpunkt an einem Träger 22· Der Steuernocken 19 ist so angeordnet, daß er sich zusammen mit dem Modellnocken dreht, der die Bewegung des Tisches 4 steuerte Die Drehphase des Steuernockens kann derjenigen des Modellnokkens geringfügig vorauseilen· Ein Motor 23 dreht die Riemenscheibe 18 mit konstanter Geschwindigkeit,Figo2 shows an embodiment of a device that together with the machine according to Pig · 1 forms an embodiment of the invention. A pulley 11 that did the previous one The first wheel mentioned above is mounted on a spindle 3 which is identical to the spindle that holds the workpiece carries, to the pulley 11 extends an endless drive part in the form of a drive belt 12, which over a Pulley 13 and another pulley 18 running, which forms the above-mentioned second wheel · The pulley 13 is attached to one end of a rotating arm 14, the other end of which is pivotable on a carrier 15. The swivel arm 14 is pressed by a spring 6 against a fixed stop. The drive extends from the pulley 11 belt 12 over a small pulley 17, which forms the third wheel near the pulley 11, and then over the Pulley 18 back to the pulley 13 · The pulley 17 is attached to a movable part, which can be a sliding plate, but in the present case is designed as a pivot lever 21, the other end of which carries a rotatable follower 20 · This rests on a Control cam 19 to the for common rotation with the Pulley 18 is attached. The pivot lever 21 lies with its fulcrum on a carrier 22 · The control cam 19 is arranged to rotate together with the model cam that controlled the movement of the table 4 The phase of rotation of the control cam can be that of the model cam advance slightly A motor 23 rotates the pulley 18 at a constant speed,
VTetth der Uockenfolger 20 auf einem Stück mit konstantem' Radius läuft, dreht sich die antreibende Riemenscheibe 11 auf der Drehspindel 3 mit gleichförmiger Geschwindigkeit· Wenn der Steuernockeri den Nookenfolger so verschiebt, daßVTetth the Uockenfollower 20 on one piece with constant ' Radius runs, the driving pulley 11 rotates on the turning spindle 3 at a constant speed If the tax ocher shifts the Nookenfollower so that
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eine Verschiebung der Riemenscheibe 17 in Richtung der Bewegung des Treibriemens 12 entsteht, wird die angetriebene Riemenscheibe beschleunigt» Erfolgt die Verschiebung de3 JüTockenfolgers in der entgegengesetzten Richtung, dann wird die Bewegung des Treibriemens verzögert.a displacement of the pulley 17 in the direction of movement of the drive belt 12 occurs, the driven Pulley accelerates »If the JüTockenfollower is shifted in the opposite direction, then the movement of the drive belt is delayed.
Pig·5 zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei jedoch ein Steuernocken 19a, der dem Steuernocken 19 entspricht, auf der Drehspindel 3 befestigt ist und die Konfiguration von Nok~ kenfolger und Rimensoheibe eine Umkehrung erfahren hat; der " Mockenfolger 20a liegt am Steuernocken 19a. an und die Riemenscheibe 17a am anderen Ende des Schwenkhebels 21 liegt zwischen den Riemenscheiben 11 und 18 am Treibriemen 12·Pig * 5 shows a similar arrangement, but with a control cam 19a, which corresponds to the control cam 19, is attached to the rotary spindle 3 and the configuration of Nok ~ Follower and Rimensoheibe has experienced a reversal; the "Mock follower 20a rests on control cam 19a. And the belt pulley 17a at the other end of the pivot lever 21 lies between the pulleys 11 and 18 on the drive belt 12
Fig.4 zeigt eine weitere alternative Ausführung3form, bei der eine Riemenscheibe 18b_, die der Riemenscheibe 18 entspricht, ihrerseits selbst auf einem Schwenkarm 24 angeordnet ist, der um einen Träger 25 gedreht werden kann· Der Steuernocken 19b ist ebenso v/ie im Falle der Ausführung nach Fig.2 auf derselben Achse drehbar gelagert v/ie die Riemenscheibe 18b_. Jedoch liegt der Steuernocken 19.b an einem drehbaren Mbckenfolger 26 an, der fest angeordnet ist, nämk lieh an einem festen Träger 27. Bei dieser Anordnung bewegt die Drehung des Steuernockens die Riemenscheibe 18b derart, daß eine Änderung in der Bewegung des Treibriemens 12 um die Riemensoheibe 11 in der gleichen Weise erfolgt wie dies die Riemenscheiben 17 und 17a bei den in Bezug auf Figo2 oder 3 beschriebenen Maschinen tun.Fig. 4 shows a further alternative embodiment 3 form in the one pulley 18b_, which corresponds to the pulley 18, itself is arranged on a swivel arm 24 which can be rotated about a carrier 25 · The Control cam 19b is also v / ie in the case of the embodiment according to FIG. 2 rotatably mounted on the same axis v / ie the belt pulley 18b_. However, the control cam 19.b is on one rotatable follower 26, which is fixedly arranged, namely borrowed from a fixed support 27. Moved in this arrangement the rotation of the control cam drives the pulley 18b such that a change in the movement of the drive belt 12 around the belt pulley 11 takes place in the same way as the pulleys 17 and 17a in the case of FIGS Figo2 or 3 machines described do.
Das Profil des Steuernockens ist von demjenigen des Modellnockens abgeleitet und soll die Umfangsgeschwindigkeit des Berührungspunktes zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe konstant halten·The profile of the control cam is the same as that of the model cam derived and should be the peripheral speed of the point of contact between the workpiece and the grinding wheel keep constant
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Claims (1)
eines Nockens unter Drehung'"des-'Werkstückes in Kontakt
mit einer Schleifscheibe und unter zyklischer Änderung
des auf das Werkstück durch die Schleifscheibe ausgeübten Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel-ge- ·, schwindigkeit des Werkstückes derart zyklisch verändert wirdj daß die Schwankungen der Geschwindigkeit, mit der sich der Berührungspunkt zwischen dem Werkstück und
der Schleifscheibe auf dem Umfang des Werkstückes bewegt (Umfangsgeschwindigkeit) vermindert werden«.M.jProcedure for grinding a workpiece into the form
of a cam in contact with the rotation of the workpiece
with a grinding wheel and under cyclical change
of the pressure exerted on the workpiece by the grinding wheel, characterized in that the angular speed of the workpiece is changed cyclically in such a way that the fluctuations in the speed at which the point of contact between the workpiece and
of the grinding wheel on the circumference of the workpiece (circumferential speed) can be reduced «.
Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schleifscheibe
(1), einen zu dieser hin- und von dieser wegbewegbaren' Tisch (4), Mittel (6) zur Steuerung der Tischbewegung
in Übereinstimmung mit dem angestrebten Nockenprofil
des Werkstückes (2), eine Drehspindel (3)"für-das Werkstück (2), ein erstes Rad (11) zum Antrieb der Drehspindel (3)·, ein endloses Treibteil (12), das um das erste Rad (11) herumläuft, ein zweites Rad (18), um das
das Treibteil (12) ebenfalls herumläuft, und durch Vorrichtungsteile (19,20,21) zur Erzeugung einer zusätzlichen örtlichen Längsbewegung des Treibteils (12) um das erste Rad (11 )o 2. Camming machine to perform the procedure according to
Claim 1, characterized by a grinding wheel
(1), a table (4) which can be moved to and away from this, means (6) for controlling the table movement
in accordance with the desired cam profile
of the workpiece (2), a rotating spindle (3) "for the workpiece (2), a first wheel (11) for driving the rotating spindle (3) ·, an endless drive part (12) that rotates around the first wheel (11) runs around, a second wheel (18) around which
the drive part (12) also runs around, and through device parts (19, 20, 21) for generating an additional local longitudinal movement of the drive part (12) around the first wheel (11) or the like
das Treibteil (12) über ein drittes Rad (17) läuft, das nahe dem ersten Rad (11) frei drehbar auf einem beweglichen Teil (21) angeordnet ist, das einen Uookenfolger (20) trägt, der auf einem Steuernöcken (19) läuft, welcher in Übereinstimmung mit der Bewegung des Tisches
(4) umläuftβMachine according to claim 2, characterized in that
the drive part (12) runs over a third wheel (17) which is arranged near the first wheel (11) so as to be freely rotatable on a movable part (21) which carries a Uookenfolder (20) which runs on a control block (19) which in accordance with the movement of the table
(4) circulates β
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1971
- 1971-04-19 GB GB1350610D patent/GB1350610A/en not_active Expired
- 1971-08-05 DE DE19712139322 patent/DE2139322A1/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHW | Rejection |