DE1034505B

DE1034505B - Werkzeugmaschine zum Bearbeiten, z. B. zum Schleifen zylindrischer und konischer Bohrungen von insbesondere feststehenden Werkstuecken

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Publication number: DE1034505B
Application number: DED20860A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-07-12
Filing date: 1955-07-12
Publication date: 1958-07-17
Also published as: GB834016A; BE549128A; FR1152792A; CH345557A; US2929300A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten, z. B. zum Schleifen zylindrischer und konischer Bohrungen von insbesondere feststehenden Werkstücken. Die Maschine hat eine drehangetriebene Hauptspindel, die mit einem radial verstellbaren Werkzeugträger, z. B. einer rotierenden Schleifspindel, ausgestattet ist, wobei das insbesondere auch während des Arbeitsvorganges sowie kontinuierlich durchführbare Verstellen des Werkzeugträgers durch Längsverschieben einer parallel zur Hauptspindelachse angeordneten Schubstange sowie über ein mit dem Werkzeugträger umlaufendes Verstellglied erfolgt.

Bei einer bekannten. Werkzeugmaschine dieser Art, bei der an einer heb- und senkbaren Hauptspindel eine rotierende Schleifspindel, als planetenartig umlaufender Werkzeugträger angeordnet ist, wird der Abstand der Schleifspindel von der Hauptspimdelachse automatisch in Abhängigkeit von der Hubbewegung der Hauptspindel verstellt, so daß geneigte Mantelflächen von Rotationskörpern, insbesondere Wandungen von kegeligen Löchern, bearbeitet werden können. Maßgebend für die Abstandsverstellung entsprechend dem gewünschten Verlauf der Lochwandungsmantellinien ist dabei ein an einem feststehenden Maschinenteil angeordnetes Lineal. Das Lineal kann hinsichtlich Entfernung und Winkellage zur Hauptspindelachse eingestellt werden. Die gewählte Linealeinstellung beeinflußt bei einer Vertikalbewegung des Hauptspindelträgers und damit des Werkzeuges über ein. unter Federlaist stehendes Zwischengetriebe die radiale Verstellung des Werkzeugträgers. Das Zwischengetriebe besteht im wesentlichen aus einer am Lineal geführten Tastrolle, einem Winkelhebel, einer Schubstange sowie einem zwischen der Schubstange und dem Werkzeugträger angeordneten Verstellglied in Gestalt eines Winkelhebels.

Bei der geschilderten, bekannten Anordnung beeinträchtigt das Spiel des Winkelhebels in seiner Lagerung und an den Stellen, an denen er in die Steuerstange und in den Werkzeugträger eingreift, die Genauigkeit der Verstellung des Werkzeugträgers. Ist ein größerer Verstellbereich erforderlich, so muß der Winkelhiebel und als Folge davon auch der zur Aufnahme des zu verstellenden Werkzeugträgers bestimmte Hauptspindelkopf vergrößert werden, damit die Verstellwinkel des Winkelhebels nicht zu groß werden; bei zu großen VersteHwinkeln weichen nämlich in den Endbeneiehen die Richtungen der Winkelhebelbewegung und der Verschiebung des Werkzeugträgers voneinander so stark ab, daß die Teile sich verklemmen können·. ...

Eine andere bekannte, als Bohrkopf ausgeführte Vorrichtung, · bei der ebenfalls der Werkzeughalter

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten,

z.B. zum Schleifen zylindrischer und

konischer Bohrungen von insbesondere

feststehenden Werkstücken

Anmelder:

Dr.-Ing. Hans Deckel,

München 25, Waakirchner Str. 7-13,

und Dipl.-Ing. Friedrich Wilhelm Deckel,

Zug (Schweiz)

Vertreter: Dr. jur. H. Lersch, Rechtsanwalt,
München 22, Maximüianstr. 35

quer zu einer Hauptachse verstellbar ist, besitzt mehrere Schneckengetriebe, die über ein Zahnritzel auf eine am Werkzeughalter quer zur Spindelachse befestigte Zahnstange einwirken, wobei der Antrieb der Schneckengetriebe durch Festhalten von Schaltringen von der Bohrkopfdrehung abgeleitet wird.

Eine andere Maschine der in Rede stehenden Gattung verwendet zum radialen Verstellen der Schleifspindel eine Schlittenanordnung, die in einer Geradführung der Hohlspindel geführt ist.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß das ' die Schubstange mit dem. Werkzeugträger verbindende Verstellglied als Kurvenscheibe auegebildet ist, deren obere und untere Begrenzungsflächen senkrecht zur Hauptachse liegen und die um diese Achse gegenüber dem Werkzeugträger verdrehbar ist, wobei der Werkzeugträger unmittelbar an der steuernden Umfangsfläche der Kurvenscheibe anliegt. Die Querverstellung des Werkzeugträgers wird durch Verdrehen der Kurvenscheibe bewirkt. -

Der Vorteil der Erfindung liegt in ihrer Spielfreiheit, in der platzsparenden Form des Steuerteiles und darin, daß mit einfachen Mitteln ein großer Ver-Stellbereich des Werkzeugträgers verwirklicht werden kann.

Hier ist allerdings zu bemerken, daß es beispielsweise bei Hinterstecheinrichtungen bekannt ist, den Drehstahl — ganz ähnlich wie hier — durch eine

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Die Mantelfläche der Kurvenscheibe 20 zeigt im Schnitt (Fig. 3) die Form zweier spiegelbildlich angeordneter, sich über je 180° erstreckender Abschnitte von archimedischen Spiralen. Die Kurvenscheibe 20 5- ist ein Teil einer Büchse 22., die in der Büchse 9 drehbar gelagert ist. Tn die Büchse 22 greift das mit Keilnuten 23 versehene Ende einer Spindel 24a ein, die gleichachsig zur Bohrung der Kurvenscheibe 20 und axial in ihr verschiebbar angeordnet ist. Die Spindel

Exzenter-, d. h. Kurvenanordnung, radial zu verstellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-■ dung hat die steuernde Umfangsfläche der Kurvenscheibe in zur Kurvenecheibenachse senkrechtem Schnitt die Form _einer_ archimedischen Spirale, so daß mit gleichen Verdrehungswinkeln der Kurvenscheibe, gleiche Verstellwege des Werkzeugträgers erzielt werden. Die Kurvenseheiben-Schnittfigur kann

von einer geschlossenen Kurve begrenzt sein, die sich io 24"a weist ein Steilgewinde 24 auf, das in eine Mutter aus zwei spiegelbildlich symmetrischen Teilen archi- 25 eingreift, die in die Büchse 9 fest eingesetzt ist. medisdher Spiralen zusammensetzt. Wenn die Spindel 24a- axial verschoben- wird, führt Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus sie eine Drehbewegung gegenüber der Büchse 9 aus, der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten wobei sie die Büchse 22 und mit ihr die Kurven-Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Patent- 15 scheibe 20 gegenüber dem auf der Schlittenführung 10 ansprächen. Es zeigt verschiebbar geführten Werkzeugträger 11 verdreht. Fig. 1 eine Schleifmaschine in Seitenansicht, . In die Ringnut eines Flansches am oberen Ende der Fig. 2 den Schleifkopf der Maschine gemäß Fig. 1 Spindel 24 α greif en gleitend Zapfen 28 eines an diein senkrechtem Schnitt, sem Teil gabelförmigen Winkelnebels 27 ein, der mit Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2, 20 dem Bolzen 29 am oberenTeil der Lagerhülse 4 ge-Fig, 4 und 5 eine Ansicht eines im Schleifkopf lagert ist. An seinem anderen Arm 27α (Fig. 4) trägt gelagerten Steuerlineals in zwei verschiedenen der Winkelhebel 27 eine Rolle 30, die an einem im Stellungen, ' Schleifkopf 2 ortsfest gelagerten Steuerlineal 31 an-Fig. 6 und 7 verschiedene Arbeitsbeispiele. liegt. Der Sicherung des ständigen Kontaktes zwischen Am Maschinenständer 1 ist-ein Auf spanntisch 1 c 25 Rolle 30 und Lineal 31 dient eine Feder 50, welche für das zu bearbeitende Werkstück in bekannter die Spindel 24 a umschließt und einerseits gegen einen Weise horizontal und vertikal verstellbar angeordnet. Flansch 50 α derselben drückt, während sich ihr an-Der Oberteil der Maschine besteht aus eimern Bock 1 α, deres Ende an der Mutter 25 abstützt, der in Richtung des Aufspanntisches waagerecht ver- Das Steuerlineal 31 kann auf einer Platte 32 in verschiebbar und auf dem einstellbar ein Gehäuse Ib 30 schiedene Neigungen zur. Richtung der Axialverschiebefestigt ist, das einen Schleifkopf 2 trägt. Aus dem bung der Lagerhülse 4 und des Werkzeugträgers 11 Schleifkopf tritt unten eine Hülse9 aus, deren Achse eingestellt und mittels Ritzel 33 verschoben werden;

I d die Hauptachse bildet. Die Hülse 9 bildet mit letzteres kämmt mit einer Verzahnung 34, die auf der einer Schlittenführung 10 die rotierende Hauptspindel verschiebbar gelagerten Trägerstange 35 der Platte 32 für einen als Schlitten ausgebildeten Werkzeugträger 35 angebracht ist. Die Schräglage des Steuerlineals 31

II mit der Schleifspindel 36. und damit die Verstellung des Werkzeugträgers kann Der Schleifkopf 2 ist (Fig. 2) um die Achse einer an einer (nicht dargestellten) Einstellskala abgelesen

waagerechten Welle 3 schwenkbar und feststellbar an- werden. Sie gibt ein Maß für die Konizität der zu begeordnet. Die Welle 3 ist im Gehäuse Ib gelagert. Im arbeitenden Löcher, während die Verschiebung des Kopf 2 ist drehfest und längs verschieblich eine als 40 Steuerlineals 31 in Richtung der Stange 35 den Hauptspindel träger dienende Lagerhülse 4 vorgesehen. Durchmesser der Löcher beeinflußt. Die Lagerhülse.4 ist bei 5 als Zahnstange ausgebildet Ist die steuernde Fläche der Kurvenscheibe 20 und wird bei Drehung der Welle 3 über Schrauben- nach einer archimedischen Spirale ausgebildet, so erräder 6 und 8 gehoben und gesenkt. In der Lager- gibt .sich ein linearer Zusammenhang zwischen der hülse 4 ist die Büchse 9 drehbar gelagert, die an ihrem 45 Querverschiebung des Werkzeugträgers und der Ausunteren Teil die Schlittenführung 10 für den als lenkung des Winkelhebels 27 durch das Steuerlineal Schlitten ausgebildeten Werkzeugtrager.il trägt.

Auf das obere Ende der Büchse 9 ist ein Antriebsrad 12 aufgesetzt, das mit einem in der Lagerhülse 4

gelagerten Zahnrad 13 kämmt. Das Zahnrad 13 ist 50 sehen der Auslenkung des Winkelhebels durch das

mit einer Keilwelle 14 starr verbunden, die in einem Steuerlineal und der Verschiebung des Werkzeug-Nabenteil eines im Kopf 2 gelagerten Kegelrades 15
verschiebbar ist. Das Kegelrad 15 steht mit einem auf
der Welle 3 drehbaren Kegelrad 16 im Eingriff. Die-

31. Die Kurvenscheibe 20 kann statt als archimedische Spirale auch als Exzenter ausgebildet sein; in diesem Falle besteht ein sinusförmiger Zusammenhang zwi-

tragers.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß der Werkzeugträger 11 sowohl eine Umlaufbewegung um die

ses wiederum ist mit einem Zahnrad 17 starr verbun- 55 Achse 1 d (durch Teil 9) als auch eine Auf- und Abden, das seinen Antrieb von einem Zahnrad 18 der bewegung (durch Teil 4) ausführt. Beim Heben, und Welle 19 erhält. Die Welle 19. wird vom (nicht dargestellten) Antriebsmotor der Maschine angetrieben.

Die Drehbewegung der Hauptspindel 9, 10 wird

Senken von Teil 4 wird der Winkelhebel 27 mit auf und ab bewegt, und seine Rolle 30 gleitet an dem Steuerlineal 31 (Fig. 4) entlang. Bei schräg gestellüber die Zahnräder 12, 13, 15 bis 18 vom Antrieb der 60 tem Leitlineal wird der Winkelhebel 27 um den Bolzen Maschine aus bewirkt. . 29 verschwenkt und dadurch über sein gabelförmiges

Zur Verstellung des Abstandes des Werkzeugträgers 11 von der Hauptachse 1 d, d. h. zur Einstellung des Radius der Umlaufbewegung des Werk-

Ende 28 und den Flansch 26 der Spindel 24 a eine zusätzliche Axialbewegung erteilt. Durch diese Zusatzbewegung wird die Spindel 24a in der Mutter 25 verzeugträgers, ist eine mit dem Werkzeugträger 11 um- 65 dreht, so daß sie eine Schraubböwegung ausführt. Von laufende Kurvenscheibe 20 vorgesehen, gegen deren dieser Schraubbewegung wird durch den genuteten Mantelfläche der Werkzeugträger 11 mit der Rolle 21 Teil 23 der Spindel 24 a nur die Drehbewegung auf durch die Kraft einer Zugfeder 38 angepreßt wird, die die Büchse 22 und die Kurvenscheibe 20 übertragen, bei 39 in der Schlittenführung 10 und bei 40 im was eine radiale Verschiebung des Werkzeugträgers Werkzeugträger 11 befestigt ist. 70 11 zur Folge hat. Die Größe der Verschiebung ist von

■der Neigung des Steuerlineals gegenüber der Hauptachse 1 d abhängig.

Infolge der geradlinigen Bewegung der Winkelhebellagerung 29 im Zusammenwirken, mit der kreisförmigen Schwingbewegung des Winkelhebels ergibt sich eine geringfügige Sinusverzerrung zwischen, dem Schwenkwinkel des Winkelhebels und dem der Kurvenscheibe. Diese Verzerrung kann durch eine von der Geraden abweichende Gestaltung der steuernden Kante des Steuerlineals 31 korrigiert werden.

Um wahlweise zylindrische, kegelige oder ballige Bohrungen herzustellen, können auswechselbare Steuerlineale mit verschieden geformten steuernden Kanten vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten, z. B. Schleifen zylindrischer und konischer Bohrungen von insbesondere feststehenden Werkstücken mit einer drehangetriebenen Hauptspindel, die mit einem radial verstellbaren Werkzeugträger, z. B. einer rotierenden Schleifspindel, ausgestattet ist, wobei das insbesondere auch während des Arbeite-Vorganges sowie kontinuierlich durchführbare Verstellen des Werkzeugträgers durch Längsverschieben einer parallel zur Hauptspindelachse angeordneten Schubstange sowie über ein mit dem Werkzeugträger umlaufendes Verstellglied erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied eine gegenüber dem Werkzeugträger (11) verdrehbare Kurvenscheibe (20) ist, die senkrecht zur Hauptspindelachse liegt und mit ihrer steuernden Umfangsfläche an einem Teil (21) des Werkzeugträgers (11) anliegt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuernde Umfangsfläche der Kurvenscheibe (20) die Form einer archimedischen Spirale hat.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (24 a·) zur Hauptspindel (9) gleichachsig angeordnet, ferner als in einem Muttergewinde (25) der Hauptspindel (9) geführte Gewindespindel mit Steilgewinde (24) ausgebildet und drehfest mit der Kurvenscheibe (11) verbunden ist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 bis 3 mit axial verschieblicher Hauptspindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (24») in an sich bekannter Weise durch Federkraft mit einem Arm (27) eines nicht-am Umlauf, jedoch an der Axialverschiebung der Hauptspindel (9) teilnehmenden Winkelhebels (27, 27 a) gekoppelt (26, 28) ist, dessen, anderer Arm (27 a) unter Zwischenschaltung einer Rolle (30) entlang eines an der Axialverschiebung der Hauptspindel (9) nicht teilnehmenden Steuerlineals (31) läuft, das in verschiedene Neigungen zur Richtung der Hauptspindelverschiebung einstellbar ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerlineal (31) parallel zu sich selbst in zur Hauptspindelachse senkrechter Richtung verschiebbar (34, 33) ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 917 829, 890 465,
521, 829 398, 455 937, 258 772, 206 764;
österreichische Patentschrift Nr. 174 784;
schweizerische Patentschrift Nr. 284 532;
britische Patentschriften Nr. 513 474, 401 540;
USA-Patentschrift Nr. 2 182 770.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 577/72 7.