專利名稱：磁力驅(qū)動(dòng)的砂輪軸組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸輪磨削機(jī)砂輪的驅(qū)動(dòng)裝置，用該凸輪磨削機(jī)可以磨削出具有凹腹的凸輪。
具有凹面輪廓凸輪的磨削屬于現(xiàn)有的技術(shù)領(lǐng)域，其中所用砂輪的半徑要比凸輪凹入?yún)^(qū)的曲率半徑小。DE4426453C1特別公開了一種利用三個(gè)砂輪在凸輪軸上磨削出具有凹腹凸輪的機(jī)床。該機(jī)床包括一個(gè)橫放在其床身上的滑座，該滑座相對(duì)于被磨削的凸輪軸來說朝著其徑向方向，且在該滑座上安裝有兩根砂輪軸，其中一根軸上有一個(gè)粗磨砂輪，另一根有一個(gè)精磨砂輪。這兩根砂輪軸以其中軸線相互交叉成一個(gè)角度或相互平行的方式安裝在一個(gè)共用的主軸箱內(nèi)。主軸箱以一條垂直于凸輪軸而運(yùn)行的軸為中心軸。一個(gè)第三砂輪安裝在精磨砂輪所在的軸上并鄰近精磨砂輪，該第三砂輪的直徑大致相當(dāng)于凸輪軸上被磨削凸輪凹腹半徑的兩倍。該現(xiàn)有技術(shù)沒有包含有關(guān)砂輪軸驅(qū)動(dòng)類型的任何更為詳細(xì)的信息。
一種根據(jù)自動(dòng)分段控制原理而制造的磨床以前在DE4137924C2中已詳細(xì)地進(jìn)行過描述。該磨床包括一個(gè)第一磨削滑座，該滑座沿著與凸輪軸中心線長(zhǎng)度方向相垂直的方向移動(dòng)并裝有一個(gè)大直徑的第一砂輪。一個(gè)第二滑座安裝在第一滑座上并裝有一個(gè)第二砂輪，該第二砂輪的直徑比凸輪上被磨出的凹腹的曲率半徑要小。該現(xiàn)有技術(shù)也沒有包含有關(guān)砂輪軸驅(qū)動(dòng)更廣泛的信息。
DE19635687公開了一種凸輪軸磨削機(jī)，其中砂輪軸組件是通過流體動(dòng)壓或流體靜壓的方式安裝的。
最后，磨床的砂輪軸無論是通過一個(gè)高頻砂輪軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)還是由一個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)，該磨床都屬于現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域。然而，砂輪軸用一個(gè)高頻電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)有其缺點(diǎn)，即由于高頻電機(jī)的尺寸，對(duì)于凸輪軸的長(zhǎng)度高頻電機(jī)只容許凸輪軸一個(gè)有限的尺寸，對(duì)于基圓的半徑高頻電機(jī)只允許凸輪間距的一個(gè)有限的尺寸。另一方面，砂輪軸由皮帶傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)也有其缺點(diǎn)即預(yù)先確定的皮帶輪只能傳遞有限的輸出功率，并且當(dāng)目前還是不可缺少的皮帶以恰當(dāng)?shù)慕嵌葍A斜時(shí)，由于它的預(yù)拉伸，會(huì)施加給其鄰近軸承大的徑向力。
本發(fā)明的目的是提供一種砂輪驅(qū)動(dòng)裝置，利用該驅(qū)動(dòng)裝置可以消除利用高頻電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)和利用皮帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)帶來的缺點(diǎn)。另外，該驅(qū)動(dòng)裝置能夠以不同的直徑比和長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)，所以能夠在一個(gè)寬的范圍內(nèi)傳遞輸出功率和速度。
這些問題利用本發(fā)明權(quán)利要求1的特征可以得到解決。
從屬權(quán)利權(quán)利要求2到7的特征從設(shè)計(jì)的角度發(fā)展了根據(jù)本發(fā)明的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)明目的是以這樣的一個(gè)方式實(shí)現(xiàn)的，即利用一個(gè)砂輪軸電機(jī)傳遞輸出功率和轉(zhuǎn)矩的砂輪軸組件的驅(qū)動(dòng)以磁力方式來實(shí)現(xiàn)。為了這個(gè)目的所提供的是一個(gè)同驅(qū)動(dòng)電機(jī)相聯(lián)接的傳動(dòng)輪。在該傳動(dòng)輪的圓周上排列著等間距的永磁鐵環(huán)，嚙合在這些永磁鐵環(huán)之間間隙內(nèi)的是砂輪軸組件上以等間距方式排列的永磁鐵環(huán)。傳動(dòng)輪和砂輪軸轉(zhuǎn)子上的永磁鐵環(huán)以一個(gè)相對(duì)另一個(gè)不接觸的方式排列。在每種情況下，在中心線方向上給出的空隙是，例如0.05到0.4mm。在該例中，傳動(dòng)輪上的磁鐵環(huán)嚙合在砂輪軸轉(zhuǎn)子上等間距的磁鐵環(huán)所形成的間隙內(nèi)，反之亦然。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在傳動(dòng)輪的圓周寬度上設(shè)置有等間距的凹槽，這些凹槽以徑向環(huán)繞的方式排列并且在它們的側(cè)平面上鑲有小的永磁鐵。鑒于傳動(dòng)輪上鑲有永磁鐵凹槽的寬度，在砂輪軸轉(zhuǎn)子的圓周寬度上提供了同這些間隙相配的凹槽并且在它們的側(cè)平面上也同樣鑲有永磁鐵。這種設(shè)計(jì)同時(shí)也考慮了這樣的事實(shí)即凹槽上鑲有永磁鐵的環(huán)形側(cè)平面在力矩傳遞時(shí)一個(gè)同另一個(gè)是不接觸的，例如它們一個(gè)同另一個(gè)相距一定的距離。在該設(shè)計(jì)中，中心線方向的空隙也是，例如0.05到0.4mm。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)輪的中心軸彼此正對(duì)并同砂輪軸轉(zhuǎn)子的中心軸平行放置。砂輪軸轉(zhuǎn)子的中心軸依次最佳地放置在一個(gè)水平和一個(gè)豎直的并同凸輪軸的中心軸平行的平面內(nèi)。
帶有傳動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和砂輪軸轉(zhuǎn)子分別放置在一個(gè)箱體內(nèi)，這些箱體通過螺栓彼此相聯(lián)。這兩個(gè)彼此相連的箱體同沿軸X方向能移動(dòng)的砂輪軸軸頭箱相固定。砂輪位于砂輪軸轉(zhuǎn)子的一個(gè)自由端。砂輪軸轉(zhuǎn)子的兩個(gè)末端部位安裝在無間隙預(yù)裝的滾動(dòng)支承裝配件內(nèi)，砂輪軸轉(zhuǎn)子上砂輪所在的一端為一個(gè)固定支承組件而相反的一端為一個(gè)浮動(dòng)支承組件。
完整的砂輪軸組件包括一個(gè)設(shè)計(jì)成薄壁的箱體，所以相對(duì)于鄰近凸輪軸上的凸輪而言仍有充足的空間；因?yàn)榭紤]到凸輪軸上彼此靠近的凸輪在凸輪軸上的角度位置不同，相對(duì)于凸輪的基圓半徑而言這些凸輪有一個(gè)增大了的回轉(zhuǎn)半徑。
這個(gè)朝著凸輪軸被罩在箱體內(nèi)并同箱體相固定的完整砂輪軸組件完全可以用另外的砂輪軸組件代替。在這種方式下，由于進(jìn)給線沒有達(dá)到軸承和砂輪軸組件，所以就可以利用不同尺寸的砂輪軸組件，如尺寸段，以滿足不同的需求。這其中包含的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于磨削中不同的需求，特別是對(duì)于砂輪的的直徑，不同的砂輪軸組件能夠通過簡(jiǎn)單的置換得到更換。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要解決的磨削問題，由此使用相應(yīng)不同的合適的砂輪軸組件，傳動(dòng)輪和砂輪軸轉(zhuǎn)子的直徑比決定了傳動(dòng)比。如果砂輪軸轉(zhuǎn)子的直徑增大，能夠傳遞的轉(zhuǎn)矩也增加，因?yàn)槭褂幂^大的砂輪就必須得有一個(gè)較大的轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)

圖1至圖4，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。附圖所示為圖1為同驅(qū)動(dòng)電機(jī)相聯(lián)接的傳動(dòng)輪長(zhǎng)度方向的一個(gè)局部截面圖，同時(shí)有一個(gè)同傳動(dòng)輪平行安裝以便在圓周上同傳動(dòng)輪嚙合的砂輪軸轉(zhuǎn)子和一個(gè)同樣與傳動(dòng)輪平行安裝的凸輪軸；圖2為根據(jù)圖1的設(shè)計(jì)并有一個(gè)在軸X方向上工作的砂輪軸頭箱；圖3為根據(jù)圖2中截面B-B剖開的放大剖面圖；和圖4為一個(gè)砂輪軸組件設(shè)計(jì)長(zhǎng)度方向上的一個(gè)局部截面圖，該砂輪軸組件裝在滾動(dòng)軸承上并有一個(gè)用于磁力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
圖1為砂輪軸組件7長(zhǎng)度方向的一個(gè)局部截面圖，它的每個(gè)端部裝在滾動(dòng)軸承內(nèi)并有一個(gè)磁力驅(qū)動(dòng)的砂輪軸轉(zhuǎn)子4，在轉(zhuǎn)子的圓周上，排列著等間距的環(huán)形永磁鐵23。在傳動(dòng)輪3的圓周表面上排列著等間距的環(huán)形永磁鐵22，其嚙合在永磁鐵23所形成的余隙空間內(nèi)并有微小縫隙。傳動(dòng)輪3與一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)順序聯(lián)接，例如該驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以是一個(gè)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)傳動(dòng)輪3運(yùn)行時(shí)，永磁鐵22和永磁鐵23相互嚙合，因此可以實(shí)現(xiàn)磁力矩向砂輪軸轉(zhuǎn)子4的傳遞。傳動(dòng)輪3通過螺栓2和驅(qū)動(dòng)電機(jī)1相聯(lián)接。以這樣的安排，從傳動(dòng)輪3與砂輪軸轉(zhuǎn)子4的直徑比可以得到傳動(dòng)比。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)輪3的外圓周表面上有徑向設(shè)計(jì)的環(huán)形凹槽30，這些凹槽是以徑向環(huán)繞的方式在傳動(dòng)輪3的輪體上加工而成并且在其側(cè)平面上鑲有小的永磁鐵22。砂輪軸轉(zhuǎn)子4上也有徑向設(shè)計(jì)的環(huán)形凹槽29，這些凹槽也是通過加工制成并且在其側(cè)平面上鑲有小的永磁鐵23。凹槽29和30在整個(gè)圓周的寬度上等間距地以這樣的方式排列，即在裝配時(shí)，鑲有永磁鐵22和23的凹槽要確保一種使它們之間以一種不接觸方式嚙合的排列。在這種方式下，傳動(dòng)輪3的轉(zhuǎn)矩就通過磁力傳遞給砂輪軸轉(zhuǎn)子4。
在砂輪軸轉(zhuǎn)子4的一個(gè)自由端上裝有一個(gè)砂輪25，該砂輪用螺栓26固定在砂輪軸轉(zhuǎn)子4的端部。從砂輪25起，在軸線方向緊接著設(shè)置一套固定支承件5，例如可以是一個(gè)無縫隙預(yù)裝的滾動(dòng)支承裝配件并被安裝在箱體7內(nèi)對(duì)著砂輪的部位。在砂輪軸轉(zhuǎn)子4相反的另一端設(shè)置的是一個(gè)浮動(dòng)支承件6，例如同樣可以是一個(gè)無縫隙預(yù)裝的滾動(dòng)支承裝配件并同樣被安裝在箱體7內(nèi)同砂輪相反的部位。等間距的環(huán)形永磁鐵23排列在固定支承件5和浮動(dòng)支承件6之間的砂輪軸轉(zhuǎn)子4的圓周表面上。所給的凸輪軸9同電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置平行，該裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1，傳動(dòng)輪3，帶有砂輪軸轉(zhuǎn)子4的砂輪軸組件7并且通過環(huán)形永磁鐵22，23處于嚙合狀態(tài)。
圖2所示為用螺栓2同驅(qū)動(dòng)電機(jī)1相固定的傳動(dòng)輪3。此外，還標(biāo)示出了傳動(dòng)輪3和驅(qū)動(dòng)電機(jī)1用的箱體，該箱體利用一個(gè)在計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制(CNC)下移動(dòng)的軸X同砂輪軸頭箱12相結(jié)合。而且，這個(gè)圖示強(qiáng)調(diào)了有指示符C的截面B-B的視圖，如圖3和圖4中所示。傳動(dòng)輪3利用螺栓2同驅(qū)動(dòng)電機(jī)1以對(duì)正的方式相固定以順應(yīng)中心軸線13。在其一側(cè)的端部裝有一個(gè)砂輪25的砂輪軸轉(zhuǎn)子4同中心軸線13平行放置，如其中心軸線14所顯示的一樣。
圖3為根據(jù)圖2中截面B-B的剖面圖。相應(yīng)地，提供了箱體7的一個(gè)半殼體，這個(gè)半殼體在直徑上同砂輪軸轉(zhuǎn)子4相適應(yīng)并延伸至砂輪軸轉(zhuǎn)子4的整個(gè)長(zhǎng)度上，并且它兩側(cè)的固定凸緣能夠插入罩蓋驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和傳動(dòng)輪3的箱體8上的相應(yīng)孔口內(nèi)。箱體7和箱體8用螺栓17聯(lián)接。箱體7的外部殼體上有一個(gè)薄壁區(qū)27。固定支承件5和浮動(dòng)支承件6又分別安裝在一個(gè)第二半殼體7內(nèi)。中心軸線14與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1和傳動(dòng)輪3的共同中心軸線13平行。從凸輪軸9的一個(gè)相關(guān)連的截面圖中，我們可以看到截面圖中所顯示的一個(gè)有相對(duì)凹腹區(qū)20和21的凸輪。另外，如圖1所示的截面A-A包含在圖3中。
最后，圖4為傳動(dòng)輪3整個(gè)圓周寬度一側(cè)上的等間距的環(huán)形永磁鐵22和環(huán)形永磁鐵23處于嚙合狀態(tài)時(shí)的一個(gè)局部截面圖，永磁鐵23從砂輪軸轉(zhuǎn)子4的圓周表面徑向突出并被排列起來以嚙合在傳動(dòng)輪3上的永磁鐵22之間。另外，圖中還顯示了通過在傳動(dòng)輪3的表面區(qū)域加工制成的凹槽是以等間距的方式徑向設(shè)計(jì)提供的，在這些凹槽的側(cè)平面上鑲有小的永磁鐵22。因此凹槽30被永磁鐵22在兩側(cè)以環(huán)形的方式覆蓋，或是后者是黏附地結(jié)合在所說的凹槽上。以相似的方式，砂輪軸轉(zhuǎn)子4上也提供有等間距的加工凹槽29，同樣在其側(cè)平面上鑲有小的永磁鐵23，或是后者黏附地結(jié)合在凹槽上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這些側(cè)平面可以是有黏附地結(jié)合在其上面的永磁鐵22和23也可以是用永磁的燒結(jié)金屬合金覆蓋上。
權(quán)利要求
1.一種凸輪磨削機(jī)上砂輪的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于電動(dòng)機(jī)上設(shè)置有一個(gè)傳動(dòng)輪，該傳動(dòng)輪上設(shè)置有等間距的環(huán)形凹槽，在這些環(huán)形凹槽的徑向表面上裝配有永磁鐵，砂輪軸轉(zhuǎn)子上設(shè)置有等間距的環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽的徑向表面上裝配有永磁鐵，傳動(dòng)輪和轉(zhuǎn)子上的這些裝配有永磁鐵的環(huán)形凹槽之間相互嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)輪有一個(gè)箱體，在該箱體內(nèi)，在砂輪軸轉(zhuǎn)子安裝的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)同砂輪軸長(zhǎng)度和直徑相一致的開口，砂輪軸轉(zhuǎn)子有一個(gè)截開的箱體，砂輪軸轉(zhuǎn)子通過其兩端被安裝在截開的箱體內(nèi)，截開的箱體能夠以適當(dāng)拆換的方式安裝在驅(qū)動(dòng)箱體的開口上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述砂輪軸轉(zhuǎn)子的一端裝有一個(gè)砂輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述砂輪軸轉(zhuǎn)子安裝在截開的箱體內(nèi)并且砂輪所在的一端安裝在一個(gè)固定支承件內(nèi)，另一端安裝在一個(gè)浮動(dòng)的支承件內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述固定支承件和浮動(dòng)支承件在每個(gè)例子中都設(shè)計(jì)成無間隙預(yù)裝的滾動(dòng)軸承裝配件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述砂輪軸轉(zhuǎn)子有一個(gè)軸頭，利用一個(gè)固定件可將砂輪固定在該軸頭上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述砂輪軸組件設(shè)計(jì)成一個(gè)能以不同尺寸進(jìn)行更換的可換砂輪軸組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凸輪磨削機(jī)砂輪的驅(qū)動(dòng)裝置,其中提供了一個(gè)帶有傳動(dòng)輪(3)的電動(dòng)機(jī),所述傳動(dòng)輪(3)上設(shè)置有等間距的環(huán)形凹槽(30)并且在這些環(huán)形凹槽(30)的徑向表面上裝配有永磁鐵(22)。提供了一個(gè)設(shè)置有等間距環(huán)形凹槽(29)的砂輪軸轉(zhuǎn)子(4),在這些環(huán)形凹槽(29)的徑向表面上裝配有永磁鐵(23),其中傳動(dòng)輪(3)上裝配有永磁鐵(22)的環(huán)形凹槽(30)和轉(zhuǎn)子(4)相互嚙合。
文檔編號(hào)B24B41/04GK1311726SQ99809081
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)日期1999年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月23日
發(fā)明者埃爾溫·容克爾, 于爾根·林德納 申請(qǐng)人:埃爾溫·容克爾機(jī)械制造有限公司