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Schälmaschine Schälmaschinen, bei denen das in Richtung seiner Längsachse
bewegte, gegen Verdrehen gesicherte Werkstück durch umlaufende Schälwerkzeuge bearbeitet
und sowohl durch unmittelbar vor als auch durch unmittelbar hinter den Schälwerkzeugen
angeordnete Führungsmittel geführt und zentriert wird, sind in den verschiedensten
Gestaltungen bekannt. Besonders bewährt haben sich sogenannte »atmende« Führungen,
die das Werkstück nicht nur zentrieren, sondern auch in schwingungstechnischem Sinne
als eine Art Einspannung des Werkstückes beiderseits der Schälwerkzeuge wirken.
Da diese in Ringkörpern angeordneten, über Schrägflächen gekoppelten und unter Wirkung
von Federn stehenden Führungsmittel sehr nahe an die Schälwerkzeuge herangeführt
werden können, ist man in der Lage, dafür zu sorgen, daß sich die Spanschuppen-
bzw. Schnittkraftfrequenz nicht störend bemerkbar macht, denn durch diese unmittelbar
vor und unmittelbar hinter den Schälwerkzeugen angeordneten Führungsmittel wird
die Eigenfrequenz des Werkstückes zwischen den Führungsmitteln erheblich erhöht.
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Wirken diese Führungsmittel mit Backen auf das zu schälende Werkstück
ein, dann läßt sich ein Optimum erreichen, was das Erhöhen der Eigenfrequenz des
Werkstücks betrifft, denn die Einwirkstellen von Backen können in die nächste Nähe
der Schälwerkzeuge gelegt werden. Hinzu kommt, daß die Backen ohne Schwierigkeiten
so ausgebildet werden können, daß sie das Werkstück unmittelbar vor und unmittelbar
hinter den Schälwerkzeugen fast vollständig umfassen.
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Wirken diese Führungsmittel über Rollen auf das zu schälende Werkstück
ein, dann ist der Abstand der Einwirkstellen der Rollen von den Schälwerkzeugen
zwangläufig größer, und es ist praktisch nicht möglich, dafür zu sorgen, daß die
Rollen das Werkstück fast vollständig umfassen.
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In bezug auf das Zentrieren von Werkstücken arbeiten die Backenführungen
im wesentlichen genauso wie die Rollenführungen, in bezug auf das Dämpfen von Schwingungen
unterscheiden sich jedoch beide Gruppen wesentlich voneinander. Sind Rollen vorgesehen,
dann können ausreichend hohe Kräfte auf das Werkstück ausgeübt werden, um ein einwandfreies
Zentrieren zu erzielen, ohne daß ein Fressen zu befürchten ist. Ein Fressen läßt
sich jedoch dann nicht immer vermeiden, wenn die Führungsmittel über Backen auf
das jeweilige Werkstück einwirken. Mit Rollen aufweisenden »atmenden« Führungen
können Dreh- und Biegeschwingungen in ausreichendem Maße, Längsschwingungen jedoch
nicht gedämpft werden, während man mit über Bakken auf das Werkstück einwirkenden
»atmenden« Führungen sowohl Dreh- und Biegeschwingungen als auch Längsschwingungen
einwandfrei dämpfen kann, soweit auch Längsschwingungen auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schälmaschinen der vorstehend
gekennzeichneten Art, die »atmende« Führungen aufweisen, so zu gestalten, daß die
zum Hindurchführen des Werkstücks durch den Schälwerkzeuge aufweisenden umlaufenden
Kopf der Schälmaschine erforderlichen Vorschubkräfte verringert werden können, ohne
daß die Zentrierwirkung, das Erhöhen der Eigenfrequenz des Werkstücks zwischen den
Führungsmitteln und das Dämpfen auftretender Schwingungen darunter leiden. Zur Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, an Stelle je eines Führungsmittels
zwei hintereinander angeordnete vorzusehen, von denen das eine als selbstzentrierende,
atmende Rollenführung, das andere als atmende, das zu schälende Material möglichst
vollständig umschließende Backenführung ausgebildet ist. Die atmenden, mit Rollen
ausgestatteten Führungsmittel dienen also lediglich dem Zentrieren, die Rollen können
so stark gegen das Werkstück angepreßt werden, wie dies zum einwandfreien Zentrieren
erforderlich ist. Die Backen der mit Backen ausgestatteten Führungsmittel brauchen
nicht mehr so stark gegen das Werkstück angepreßt zu werden, weil man schon mit
verhältnismäßig geringen Kräften in der Lage ist, Schwingungsknoten zu bilden und
die auftretenden Schwingungen zu dämpfen.
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Zweckmäßig ist es, wie sich aus Vorstehendem ergibt, die mit Backen
ausgestatteten Führungen dem Schälwerkzeug am nächsten anzuordnen, weil dadurch
die Einspannlänge des Werkstücks im Schälbereich - wie bekannt - geringer ist als
dann, wenn mit Rollen ausgestattete Führungen den Schälwerkzeugen am nächsten liegen.
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Dadurch, daß jede der bekannten atmenden Führungen durch eine mit
Backen und durch eine mit Rollen versehene Führung ersetzt wird und die mit
Rollen
versehenen Führungen das Zentrieren des Werkstücks bewirken, brauchen die mit Backen
ausgestatteten Führungen nicht mehr mit einem ihnen zugeordneten Stützkörper gekoppelt
zu sein, es genügt, daß dafür gesorgt wird, daß diese Backen ständig am Werkstück
anliegen, weil ja die mit Backen versehenen Führungen jetzt nicht mehr die Aufgabe
des Zentrierens haben, In. Gegenüberstellung zu einer bekannten Anordnung von Führungsmitteln
unmittelbar vor und hinter dem Messerkopf wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
schematisch erläutert. Es zeigt - _ F i g.1 einen Teilquerschnitt durch eine bekannte
Schälmaschine mit umlaufendem Messerkopf und unmittelbar vor und unmittelbar hinter
dem Messerkopf angeordneten zentrisch atmenden Führungen, F i g. 2 einen Teilquerschnitt
durch eine Schälmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildeten Führungsmitteln, F i
g. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2.
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F i g.1 zeigt, daß der Messer 1 tragende Kopf 2 über eine Hohlwelle
3 und eine Riemenscheibe 4 über einen Riementrieb angetrieben wird. Der Lagerung
der Hohlwelle 3 dienen Lager 5 und 6. Innerhalb der Hohlwelle ist das hinter dem
Messerkopf angeordnete Führungsmittel vorgesehen, das aus einem ringförmigen Stützkörper
7 und über Schrägflächen mit dem Stützkörper 7 gekoppelten, durch eine Druckfeder
8 belasteten Backen 9 besteht, wobei die Vorspannung der Feder 8 durch einen Schraubteil
10 einstellbar ist. Unmittelbar vor dem Messerkopf ist ein dem Führungsmittel
7, 8, 9 entsprechendes Führungsmittel 11,
12,13 . -angeordnet, wobei
die Vorspannung der Druckfeder 12 durch einen Schraubteil 14 einstellbar ist. Nicht.
dargestellt sind die dem Hindurchbewegen des Werkstücks 15 durch den Messerkopf
1, 2 dienenden Mittel, wie Spannwagen, angetriebene Rollen 0d. dgl.
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Im Fall des Ausführungsbeispieles der Erfindung gemäß F i g. 2 ist
der die Messer 16 tragende Kopf 17 nicht über eine Hohlwelle, sondern am Umfang
durch Lager 18 und 19 im Gehäuse der eigentlichen Schälmaschine gelagert, er wird
durch ein in Richtung des Pfeiles 20 fließendes Medium, vorzugsweise eine Emulsion,
die gleichzeitig dem Kühlen -der Schälwerkzeuge dient, dadurch angetrieben,
daß das Medium über - zweckmäßigerweise verstellbare -Leitschaufeln 21 am Umfang
des Kopfes 17 angeordnete Turbinenschaufeln 22 beaufschlagt.
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Das in F i g. 2 wiedergegebene, gemäß der Erfindung gestaltete Ausführungsbeispiel
weist sowohl vor als auch hinter dem Messerkopf je zwei Führungsmittel auf, die
je im wesentlichen aus zwei Spannbacken 23, 24 bzw. 25, 26 bestehen. Mindestens
die Rollen aufweisenden, vor und hinter dem Kopf 17 angeordneten Führungsmittel
sind, wie in F i g. 3 strichpunktier angedeutet, mit einer symmetrischen prismatischen
Ausnehmung 27 versehen, deren als Einspannflächen dienende Flächen 28,29
beispielsweise unter einem Winkel von 60° gegeneinander geneigt sind. Die Fläche
29 ist so weit verlängert, daß sie nicht ganz bis zu der der Führung der Spannbacke
23 dienenden Fläche 30 reicht. Die zweite Spannbacke 25 weist außer einer quer zur
Vorschubrichtung der Spannbacke 23 - dargestellt durch den Pfeil 31 - liegenden,
ebenfalls durch eine strichpunktierte Linie dargestellten Einspannfläche 32 eine
schräg zur Bewegungsrichtung der Spannbacke 23 liegende Fläche 33 auf, die an einer
parallel zur Fläche 33 liegenden Fläche 34 eines fest angeordneten Teiles 35 anliegt.
Der Teil 35 kann mit dem die Fläche 30 enthaltenden Führungsteil für die Spannbacke
23 eine Baueinheit bilden. Solche zentrisch spannenden Mittel sind bekannt. Soll
in diesem Fall eine in der Schälmaschine zu bearbeitende Stange durch die Spannbacken
23 und 24 festgelegt werden, so wird die Spannbacke 23 auf das Werkstück zu bewegt,
wodurch sich auch die Spannbacke 24, da sie mit ihrer Fläche 36 an der in der gleichen
Ebene wie die Fläche 29 liegenden Fläche 37 anliegt, bewegt und beide Spannbacken
das Werkstück nach dem Anliegen an ihm festlegen. Die gedachte Einspannachse ist
mit E bezeichnet. Durch diese Gestaltung wird erreicht, daß auch beim Einspannen
von zu schälenden Werkstücken, die verschiedene Durchmesser aufweisen, jeweils die
Achse des eingespannten Werkstücks genau in der gleichen Fluchtlinie der Einspannachse
E der Spannvorrichtung liegt, die damit einwandfrei zentriert. Selbstverständlich
kann an Stelle des Ausnehmungswinkels von 60° auch ein anderer Winkel, z. B. von
90, 120° usw., gewählt werden. Dann müssen natürlich auch die Winkel zwischen den
anderen Flächen geändert werden.
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Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind die Spannbacken 24 auswechselbar
in Spannbackenteilen 24' angeordnet. Aus dieser Figur ist weiterhin ersichtlich,
daß die weiter außen liegenden Führungsmittel Rollen 38 enthalten, die gegenüber
den Spannbacken 25 und 26 gelagert sind, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Jede
der Rollen 38 weist - zumindest soweit es sich um das vor dem Kopf 17 angeordnete
Führungsmittel handelt - Umfangsrillen 39 auf, die einen verschiedenen Durchmesser
haben können, um die Anlagefläche gegenüber dem Werkstück 40 zu vergrößern. Die
Erzeugende der Umfangsflächen der dem hinter dem Kopf 17 vorgesehenen Führungsmittel
zugeordneten Rollen 38 sollte eine gekrümmte Linie, beispielsweise Kreislinie, sein,
da ja durch diese Rollen das geschälte Werkstück zentriert wird.
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Das Bewegen, d. h. Schließen und Öffnen der Spannbacken, kann - wie
im Ausführungsbeispiel angenommen - hydraulisch dadurch bewirkt werden, daß eine
Flüssigkeit, beispielsweise Öl, wechselweise auf Kolben 41 zur Einwirkung gebracht
wird, die mit den Spannbacken in Verbindung stehen. Werden also die vor dem Kopf
17 angeordneten Führungsmittel durch Anheben der Führungsbacken 23 und 25 geöffnet,
dann läßt sich ein Werkstück quer zur Drehachse des Messerkopfes 17 so einführen,
daß sein zuerst bearbeitetes Ende unmittelbar vor den Schälwerkzeugen zu liegen
kommt. Werden die Backen 23,25 dann in entgegengesetzter Richtung bewegt,
dann wird das Werkstück zentriert und in schwingungstechnischem Sinne gesehen eingespannt,
und es bedarf nur noch des Einschaltens der das Werkstück bewegenden Transportmittel,
um mit dem Schälen zu beginnen. Sowie das Werkstück mit seinem anderen Ende den
Kopf 17 verlassen hat, kann es durch Öffnen der Backen 23,25 der hinter dem
Messerkopf liegenden Führungsmittel quer zu seiner Bewegungsrichtung während des
Bearbeitens abgeführt werden. Es wird also auch die Verweilzeit jedes Werkstücks
in der Schälmaschine verringert,
was zur Erhöhung der Arbeitsleistung
der Schälmaschine führt.
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Wenngleich die vor und hinter dem Messerkopf angeordneten, mit Backen
versehenen Führungsmittel in gleicher Weise gestaltet sein können, kann man sie
auch, insbesondere was die Gestaltung der Backen anbelangt, voneinander abweichend
gestalten, wie dies in F i g. 2 angenommen ist, um der besonderen Form des Messerkopfes
17 Rechnung zu tragen. Selbstverständlich ist darauf zu achten, daß die anfallenden
Späne einwandfrei abgeführt werden können. Die Richtung, in der die Späne abgeführt
werden, ist durch den Pfeil 42 angedeutet.
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Selbstverständlich können die Führungsmittel auch eine andere Gestalt
aufweisen, wenn sie nur die eingangs erwähnten Bedingungen erfüllen.