DE2430763A1

DE2430763A1 - Fraeswerkzeug

Info

Publication number: DE2430763A1
Application number: DE19742430763
Authority: DE
Inventors: Harold William Ferchland
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1973-06-27
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1975-01-23
Also published as: DE2430763B2; GB1451129A; CA1003198A; JPS5038189A; AU7007674A

Description

PATENTANWÄLTE ZHJU /OO

MAN ITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOV

G 3036 26. JUNI 197*

GENERAL MOTORS CORPORATION Detroit, Michigan, USA

Präswerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Präswerkzeug, das für das Fräsen gebogener Nuten geeignet ist.

Bei der maschinellen, insbesondere spanabhebenden Herstellung von Nuten ist ein wesentlicher, zu.berücksichtigender Paktor die Beziehung der Nut-Tiefe zur Nut-Breite. Zum Beispiel

DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD D ί P L. - I N G . W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÜNCHEN 22, ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÜNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 42 11, TELEX OS - 29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25, TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÜNCHEN 77062-805

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Bestimmt das Tiefe-Breite-Verhältnis, ob ein Präser mit zylindrischem Ende und/oder eine kreisförmige, fläche, also scheibenförmige Frässäge oder Fräswerkzeug den notwendigen Schneidvorgang durchführen können, wobei die Schneidwerkzeuge von dem zuerst erwähnten Typ bei grosser werdendem Verhältnis weniger geeignet sind. Wenn weiterhin die Nut gebogen ist, so wird die Auswahl der zur Verfügung stehenden Werkzeuge noch mehr eingeschränkt, da ein kreisförmiger, flacher Fräser die Nutbreite beim Eintritt in und beim Austritt aus dem Material überschneidet.

Aus der FR-PS 1 425 829 ( Montanwerke Walter A.G. ) ist ein Fräswerkzeug bekannt, das um eine Achse drehbar ist, um eine gebogene Nut mit zwei parallelen Seiten mit. unterschiedlichen Krümmungsradien relativ zu einer gemeinsamen Mittellinie zu fräsen, wobei der Fräser radial vorstehende, auf dem Umfang angeordnete Zähne mit peapherischen, auf einer konischen Oberfläche liegenden Schneidkanten hat, deren Scheitel durch die Achse geschnitten wird, wobei weiterhin jede Umfangs-Schneidkante axial angeordnete Enden aufweist, die von dem Scheitel in Abständen angeordnet sind, die gleich den unterschiedlichen Radien der Nut?selten sind, wobei jeder Zahn schließlich radial verlaufend$

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Kant en4»nt hält, die die Enden der Umfangs-Schneidkanteii kreuzen.

Der Erfindung liegt u.a. die Aufgabe zugrunde, ein Präswerkzeug der angegebenen Gattung zu schaffen, das sich mit wesentlich geringeren Kosten herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur die jeweiligen Seiten der Zähne, die dem Scheilel am nächsten liegen, längs ihrer hinteren Flanken relativ zu den radial verlaufenden Kanten auf den jeweiligen Seiten mit Ausnehmungen versehen bzw. durch Entfernen des Werkstoffs hinterdreht sind.

Die Reibung zwischen den Zähneu und dem Werkstück während des Schneidvorgangs wird dadurch nicht wesentlich erhöht, daß mit Ausnehmungen versehene Planken nur auf den Seiten der Zähne vorgesehen werden, die dem Scheitel der Umfangs-Schneidkanten am nächsten liegen. Weiterhin ist ein Fräswerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Flanken nur auf einer Seite eines jeden Zahns mit Ausnehmungen versehen sind, leichter herzustellen und sehr viel weniger kostspielig als ein Schneidwerkzeug , bei dem die Flanken auf beiden Seiten eines jeden Zahns mit Ausnehmungen versehen sind.

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^Die am Schluß zusammengestellten Ansprüche sollen den Umfang des Schutzbegehrens definieren. Im folgenden wird zunächst die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden , schematischen Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Rotors in einer als Kreiskolbenmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine, wobei der Rotor seitliche Abdichtungsnuten aufweist, die durch ein Fräswerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung gefräst werden können;

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht eines Fräswerkzeuges zum Fräsen der seitlichen Abdichtungsnuten in dem Rotor nach Fig. 1;

Figur 3 eine vereinfachte, radiale Schnittansicht des Fräswerkzeugs nach Fig. 2, wobei seine Beziehung zu dem als Werkstück dienenden Rotor während des Präsens einer seitlichen Abdichtungsnut dargestellt ist;

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Figur 4 eine Ansicht eines der Schneidzähne längs Linie 4-4 von Fig. 3 j

Figur 5 eine Ansicht des Schneidzahnes längs Linie 5 - 5 in Fig. 4 j

Figur 6 eine Ansicht einex- Werkzeugmaschinenanordnung, bei der Fräswerkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden , um gleichzeitig Paare von seitlichen Abdichtungsriuten in gegenüberliegenden Seiten eines Rotors herzustellen;

Figur 7 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschinenanordnung nach Fig. 6;

Figur 8 eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Werkzeugmaschinenanordnung, -die der in Fig. 6 gezeigten ähnelt, wobei Fräswerkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um gleichzeitig Paare von seitlichen Abdichtungsnuten in gegenüberliegenden Seiten eines Rotors herzustellen;

Figur 9 eine Ansicht einer Seite des Fräswerkzeugs nach Fig. 8 längs Linie 9 - 9 in Fig. 8;

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Figur 10 eine Ansicht der anderen Seite des Fräswerkzeugs nach Fig. 8 längs Linie Io - Io in Fig. 8 j und

Figur 11 eine Ansicht der Zähne des Fräswerkzeugs nach Fig. 8 längs Linie 11 - 11 in Fig. 9.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert werden soll, ist das Fräswerkzeug nach der vorliegenden Erfindung insbesondere für das Fräsen von seitlichen Abdichtungsnuten 10 geeignet, die auf jeder ebenen Seite 12 eines im allgemeinen dreieckförmigen Rotors lk eines herkömmlich Kreiskolbenmotors , der auch als " Wankelmotor " bezeichnet wird, vorgesehen sind. Die Nuten 10 nehmen Seit en-Abdichtungen , wie z.B. Dichtleisten , ( nicht dargestellt ) auf, die gegen die inneren Stirnwände des Motorgehäuses abdichten. An jedem Scheitel- bzw· Eckpunkt des Rotors schneiden die seitlichen Abdichtungsnuten 10 ein zylindrisches Loch l6, das ein zylindrisches Knopfdichtungsteil ( nicht dargestellt), wie z.B. einen Dichtbolzen, aufnimmt, wobei dieses Teil mit einer der Stirnwände des Motors in Berührung steht und eine abdichtende Verbindung zwischen benachbarten Seiten abdichtung und einer Eckpunkt-Abdichtung ( nicht dargestellt ) schafft, die in einer quer zu jedem Rotor Eckpunkt verlaufenden Nut l8 gehaltert wird; diese

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Anordnung von Abdichtungen für Kreislcolbenmotoren ist bekannt.

Jede Seiten-Abdichtungsnut 10 und benachbarte Rotorfläche 20 hat einen konstanten Krümmungsradius von einem gemeinsamen Mittelpunkt, der in Fig. 1 bei 22 dargestellt ist. Danach hat die Rotorfläche 20 einen Radius R_po» während eine radial nach innen liegende Wand 24 und eine radial nach außen liegende Wand 26 der Nut 10 Radien R„l bzw. Rg haben, wobei die Differenz in diesen beiden Nut-Radien die Breite der Abdichtnut 10 ist, die mit W bezeichnet; wird. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist jede Nut 10 im radialen Querschnitt rechteckig geformt, wobei die einander gegenüberliegenden Nutseiten 24 und 26 und auch die benachbarte Rotorfläche 20 senkrecht zu der Rotorseite 12 und parallel zu einer Mittellinie 27 sind, die den gemeinsamen Mittelpunkt 22 schneidet und parallel zu der Rotorachse 28 ist. Der flache oder ebene Böden 29 der Nut ist senkrecht zu den Nutenseiten 24 und 26 und parallel zu der Rotorseite 12, wobei die Tiefe der Nut als D bezeichnet ist.

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Gemäß einer allgemeinen Faustregel stellt die spanabhebende ( Fräsen ) Herstellung einer geraden Nut mix einem Tiefe-Breite-Verhältnis , das größer als 2:1 ist, im wesentlichen ein Problem der Werkzeugbestückung dar, da versucht werden muß, ein Schneidwerkzeug von ausreichender Festigkeit herzustellenj die dabei auftretende Schwierigkeit wird noch im Falle von gebogenen oder gekrümmten Nuten vergrößert, da diese Nuten die Umfangslänge eines Drehwerkzeugs begrenzen und damit auch den Wirkungsgrad des Werkzeugs einschränken. Ein weiteres Problem tritt dann auf, wenn eine oder mehrere der Oberflächen der Nut sehr glatt sein müssen· Z.B. sollte bei einem tatsächlichen. Leistungsbeschrieb für die Nut der Seitenabdichtung eines Kreiskolbenmotors die Nut auf eine Tiefe D von ungefähr *t,3l8 mm ( o,17 Zoll ) und eine Breite W von ungefähr I,ol6 ram ( o,o4 Zoll ) spanabhebend gearbeitet, insbesondere gefräst, werden, so daß sich ein Tiefe-Breite-Verhältnis von ungefähr k i 1 ergibt, über dieses sehr hohe Tiefe-Breite-Verhältnis hinaus sollte die Nut einen Radius von ungefähr 228,6 mm ( 9,ο Zoll ) haben, wobei das erforderliche Oberflächengefüge bzw. die Oberflächentextur der Seitenwand besser als 0,762, χ 10 _mm( 30 micro Zoll ) sein sollte. Es hat sich herausgestellt, daß die herkömmlichen Fräswerkzeuge , wie z.B. die Werkzeuge vom zylindrischen oder vom flachen , kreisförmigen,

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also scheibenförmigen Typ, die die Bearbeitung in einem Bogen durchführen, nicht alle gestellten Anforderungen erfüllen konnten, da sie entweder keine Nuten mit den spezifizierten Merkmalen herstellen oder aber nicht die kurze Bearbeitungszeit und den Wirkungsgrad bzw. die Leistung des Werkzeuges erreichen konnten, wie es in der Praxis für die Fabrikation hoher Stückzahlen erforderlich ist.

Mit einem kreisförmigen Fräswerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, gebogene Nuten mit einem hohen Breite/Tiefe-Verhältnis, das z.B. größer als 2 ; 1 sein kann, zu fräsen. In den Figuren 2 bis 5 ist ein kreisförmiges Fräswerkzeug 30 dargestellt, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und in der Lage ist, die.seitlichen Abdichtungsnuten in dem Rotor lA mit den oben angegebenen Merkmalen bzw. Werten spanabhebend herzustellen. Der kreisförmige Fräser 30, der auch als Frässäge oder Drehsäge bezeichnet werden kann, ist um eine zentrale Achse in die durch den Pfeil in Fig. 2 angedeutete Richtung drehbar und weist eine Vielzahl von Zähnen 32 auf, die auf dem Umfang im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind. Jeder der Schneid-oder Fräszähne 32 hat eine Spitze mit einer vorderen, auf dem Umfang angeordneten Schneidkante 36 und mit einem hinteren. , hinterdrehten Abschnitt 37,

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bei dem durch Wegnahme des Materials eine Art Ausnehmung entsteht. Alle Umfangs-Schneidkant en 36 der Zähne sind so ausgebildet, daß äle auf einer konischen Oberfläche liegen, deren Scheitel 38 durch die Fräserachse 31 geschnitten wird, wie in Fig. 3 zu erkennen ist. Die Enden 39 und 40 einer jeden Umfangs-Schneidkante 36 sind von der Nutachse jeweils in Abständen angeordnet, die gleich den Radien R„. und R„/- der einander gegenübeiüegenden Seitenwände 24 bzw. 26 der Nut sind; damit haben die Umfangs-Schneidkanten 36 eine Länge, die gleich der durch die Bearbeitung herzustellenden Breite If ist. Jeder Fräszahn 32 weist weiterhin auf gegenüberliegenden,axialen Seiten parallele Seiten-Schneidkanten 42 und 44 auf, die von den Enden 39 und 40 der Umfangs-Schneidkanten um eine Strecke radial nach innen verlaufen, die wenigstens größer als die Nuttiefe D ist. Die Seiten-Schneidkanten 42 und 44 haben hintere, hinterdrehte Flanken 46 bzw. 48, die ebenfalls durch Wegnahme des Werkstoffs eine Art Ausnehmung bilden; diese Flanken können entweder gebogen oder gerade sein, wie im folgenden erläutert werden wird.

Bei der Aus führungs form des erfindungsgemäßen Fräsers mit gebogenen Seiten- Schneidkanten sind die Schneidkanten 42 und 44 so ausgebildet, daß sie kugelförmige

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Oberflachen definieren, die einen gemeinsamen Mittelpunkt haben, der von der Fräserachse 31 und den Radien R^2 und R^ geschnitten wird, die die Enden 39 und der Schneidkanten schneiden, so daß sie etwas größer als die Radien R„^ bzw. Rg der Seitenwände der Nut sind. Mit dieser Krümmung der Seiten-Schneidkanten kann der Fräser als kugelförmiges Fräswerkzeug bezeichnet werden. Als Alternative hierzu sind bei der Ausführungsform des Fräswerkzeugs mit geraden Seiten-Schneidkanten die Seiten-Schneidkanten kz und kk so ausgebildet, daß sie auf konischen Oberflächen mit axial im Abstand zueinander angeordneten Scheite.-In auf der Fräserachse 31 liegen, wobei der Kegelwinkel so bestimmt ist, daß diese gerade Seiten-Schrieidkanten senkrecht zu den Umfangs-Schneidkanten 36 sind. Mit dieser Form der Seiten-Schneidkanten kann der Fräser als kegelförmiges Fräswerkzeug.bezeichnet werden.

Zur spanabhebenden Herstellung einer Nut wird die Fräserachse 31 so angeordnet, daß sie die Mittellinie 27 der Nut schneidet, und gemäß der Darstellung in Fig. 3 um einen Winkel β in Bezug auf eine Linie geneigt, die die Fräserachse 31 schneidet und senkrecht zu beiden Seiten-Schneidkanten kz und kk an

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Punkten ist, die sich in einem Abstand, der der Hälfte der Nuttiefe, d.h. D/2, entspricht, von der Umfangs-Schneidkante 36 befinden. Bei dem Winkel θ sind die Umfangs-Schneidkam.en 36, während sie die zu bearbeitende Oberfläche passieren, dazu parallel, während die Seiten-Schneidkanten 42 und kk während des Durchgangs senkrecht zur Oberfläche sind. Das Fräswerkzeug 30 wird dann in das Rotor-Werkstück in eine Richtung, die senkrecht zur Oberfläche ist, bis auf die erforderliche Tiefe eingeführt, während es zur Durchführung seiner Drehbewegung angetrieben wird. Dann wird das Werkstück um die Mittellinie 27 der Nut gedreht, während der Winkel θ beibehalten, wird, worauf die durch die Drehbewegung entstehende Schneidwirkung der Schneidkanten 36 die Länge der Nut ausfräst. Da die Schneidkanten 36 auf eineflkonischeu Oberfläche liegen, müssen diese Kanten aufgrund ihrer Anordnung der Krümmung der Nut folgen, während im Vergleich hiermix ein Präser, dessen Schneidkanten auf einer zylindrischen Oberfläche liegen, aufgrund dieser Anordnung immer einer geraden Bahn und nicht der Krümmung der Nut folgen würde. Damit führt das Fräswerkzeug 30 eine gutspanabhebende Herstellung der gebogenen Nut durch, wobei es aufgrund seiner Form und Anordnung in optimaler Weise den Krümmungn folgt und somit eine sehr gute Spurführungswirkung zeigt.

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Wird die Nut mix einem konisch geformten Präser gemäß der vorliegenden Erfindung gefräst, so sind die beiden Nutenseiten 2h und 2b senkrecht zur Rotorseite und zum Boden der Nut; wird die Nut jedoch mit einem kugelförmig ausgebildeten Fräswerkzeug gemäß der Erfindung gefräst, so wird die radial außenliegende Nutwand 3° in ähnlicher Weise wie bei dem kegelförmigen Präswerkzeug senkrecht geschnitten, während die radial innen liegende Nutwand 24 in der unteren Hälfte aufgrund der konvexen Krümmung auf dieser Präserseite, wobei eine gegeaiseitige Beeinflussung mic dem Fräsen einer senkrechten Wand erfolgt, etwas unterschnilteü wird. Die andere Seite des kugelförmigen Fräsers ist in Bezug auf die Nutwand 26 konvex und beeinflusst deshalb nicht das vollständige, gerad· Fräsen dieser Seite. Die Gasdrücke in dem Kreiskolbenmotor bewirken immer, daß die Seitenabdichtung gegen die radial außen liegende Seitenwand 26 gezwungen wird, so daß ein leichtes Unterscheiden auf der entgegengesetzten Seitenwand, das sich bei der Ausführungsform mix kugelförmigem Fräser ergibt, für diesen Verwendungszweck akzeptiert werden kann. Selbstverständlich wird die Anzahl der Schneid-bzw. Fräszähne von der Art des zu bearbeitenden Materials und seinem Zustand zum Zeitpunkt der Bearbeitung abhängen, Darüberhinaus kann das Fräswerkzeug aus einem Schnell-

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drehstahl hergestellt werden, oder aber die zum Schneiden verwendeten Bereiche der Präszähne können aus Karbid bestehen; die jeweilige Auswahl des Materials hängt davon ab, welches am besten zur Bearbeitung des speziellen Werkstoffes geeignet ist.

Ein weiterer Vorteil des Fräswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung liegt in der Herstellung von den seitlichen Abdichtungsnuten, bei denen es vermieden werden soll, daß die Dichtnut die Wand für das Loch des Dichtbolzens an der anderen Seite schneidet, da diese Überschneidung in nachteiliger Weise die Abdichtung an diesen Stellen beeinflusst. Der Durchmesser des Fräsers gemäß der vorliegendem. Erfindung kann klein genug ausgelegt werden, so daß nicht die Löcher für die Dichtbolzen am Beginn und am Ende eines Schneiddurchgangs überbrückt werden. Z.B. haben bei den oben erwähnten, tatsächlichen Spezifikationen für die seitliche Abdichtung, bei denen die Nut eine Tiefe von ungefähr. 4,318 mm ( o,17 Zoll ) und eine Breite von ungefähr I,ol6 mm ( o,o4 Zoll ) aufweist, die vorgesehenen Löcher für die Abdichtungsbolzen für diesen Aufbau einen Durchmesser von ungef**ähr 11,176 mm ( ο,44 Zoll ). Ein Fräser gemäß der vorliegenden Erfindung miL einem Radius von ungefähr 9»9o6 mm ( o,39 Zoll ) führt in befriedigender Weise die Ausfräsung der Nut längs ihrer gesamtem Länge von einem Loch für den Dichtbolzen zu dem

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anderen durch, überbrückt jedoch nicht die größeren Dichtbolzen-Löcher an den Nutenenden und schneidet deshalb nicht in die Wand der Dichtbolzen-Löcher gegenüber der Stelle, wo die Nut damit schneidet.

In den Fig_# 6 und 7 ist eine Fräsmaschinen-Anordnung 50 dargestellt, bei der Fräswerkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Maschine ist allgemein von dem Typ» der auch als " Karuselldrehmaschine " bezeichnet wird; Sie hat eine Plattform 51ι die einen Drehtisch 52 zur Drehung um eine Spindel 53 haitert. Der Drehtisch 52 haltert wiederum eine Spannvorrichtung5^ zur Dreh-oder Schwenkbewegung um eine Spindel 55· Ein Rot or-Werks tück lk, dessen seitliche Abdichtungs-Nuten gefräst werden sollen, wird in die Spannvorrichtung $k eingespannt und relativ zu ihr durch einen Zapfen oder Bolzen 5° in dem Mittelloch des Rotors und durch einen Stift 58 in dem Dichtbolzen-Loch, das den herzustellenden Nuten gegenüberliegt, fixiert, wobei sowohl der Bolzen 56 als auch der Stift 58 in Löcher in der Spannvorrichtung 54 passen. Ist der Rotor l4 auf diese Weise in die richtige Stellung gebracht, so wird er durch geeignete Einrichtung ix dieser Position sich-er und stationär befestigt* In diese« Fall soll nicht eine, sondern zwei parallele seitliche Abdichtungsnuten

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in jede Seite des Rotors l4 geschnitten werden. Für diesen Bearbeitungsvorgang sind drei Stationen der Fräsmaschine vorgesehen, die jeweils ein Paar von Fräswerkzeugen 30 gemäß der vorliegenden Erfindung haben, die auf Wellen 60 von mit Motorantrieb versehenen Spindeln 62 angebracht sind, die so angeordnet sind, daß exe sich auf jeder Seite des Rotors auf Schatten 64 befinden. Bei dieser Anordnung drehen sich die Fräser auf den gegenüberliegenden Seiteu des Rotors in entgegengesetzten Richtungen in geeigneter Beziehung zur Vorschubrichtung, wobei ihre Schnittrichtungen dementsprechend angepasst sind, d.h. sie sind so ausgelegt, daß sie in entgegengesetzten Richtungen schneiden. Die Schlitten 64 werden auf einem Schlittenträger 66 gehaltert, so daß sie die Fräser auf das Werkstück zu und von ihm weg bewegen können. Darüberhinaus sind die Achsen der Spindel 62 schwenkbar, um die Fräswerkzeuge in dem richtigen Winkel relativ zu dem Werkstück in Stellung zu bringen. Diese Neigung wird relativ zu der Seite des Rotors, die bearbeitet werden soll, gemessen, wobei der Winkelursprungspunkt mit der Mittellinie der Nuten zusammentrifft, die so angeordnet ist, daß sie mit der Achse derSpindel 55 zusammentrifft, um die die Spannvorrichtung 54 schwenken kann; durch diese Winkeleinstellung sind die wirkenden Umfangs-Schneidkanten der Fräser parallel zu der Rotorseite und die wirkenden

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Selten. -Schneidkanten senkrecht dazu·

Im folgenden soll nun ein typischer Ablauf der einzelnen Verfahrensschritte beschrieben werden. Die drehbare Spannvorrichtung 5^ wird mit einem Rotor lk beschickt, wenn sich der Tisch 52 in der Beschickungsstellung befindet, wie sie in Pig· 7 dargestellt ist_# Der Tisch wird dann durch geeignete Einrichtungen zu einer ersten Bearbeitungsstelle gedreht oder schrittweise vorwärts bewegt, wo sich eine der Fräswerkzeug-Anordnungen 50 befindet. An dieser Stelle ist eins der Dichtbolzen-Löcher l6 in jeder Rotorseite mit den Präswerkzeugen 30 ausgerichtet· Beide Sätze von Fräsern werden angetrieben, um sich in entgegengesetzte Richtungen zu drehen; sie werden gleichzeitig durch geeignete Einrichtungen mit großer Geschwindigkeit in einen bestimmten Abstand von der Rotor-Oberfläche vorwärts bewegt, und von diesem Punkte an werden die Fräser mit verringerter Geschwindigkeit bis zur erforderlichen Nuttiefe in den Rotor eingeführt. Wenn die Fräser die volle Tiefe erreicht haben, wird die Spannvorrichtung 5^ durch geeignete Einrichtungen um die Spindel ^3 geschwenkt, wobei die Schwenkung der Spannvorrichtung 5^ und damit die Länge des Schnitts so lange fortgesetzt wird, bis das Dichtbolzen-Loch an dem sich nähernden Scheitel oder

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erreicht ist. B-eim Erreichen dieses anderen Dichtbolzen-Xochs werden die Fräser aus der Nut zurückgezogen, und der Tisch 52 wird schrittweise vorwärts bewegt, um den Rotor, bei dem gerade ein Satz von Nuten durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt worden ist, an einer zweiten Bearbeitungsstelle 50 anzuordnen, wo sich eine weitere Fräsmaschinen-Anordnung befindet. Wenn sich der Tisch 52 schrittweise zu der zweiten Bearbeitungsstelle vorwärts bewegt, wird die Spannvorrichtung 5^ in ihre· Ausgangsstellung zurückgebracht, während der Rotor l4 schrittweise um seine Achse relativ zu der Spannvorrichtung 5^ durch geeignete Einrichtungen vorwärts bewegt wird, um deu Rotor für die Herstellung eines weiteren Satzes von Nuten an der zweiten Bearbeitungsstelle auf die gleiche Weise, wie es an der ersten Bearbeitungsstelle durchgeführt wurde, anzuordnen· Der Tisch 52 wird dann zu einer dritten Bearbeitungsstelle 50 weitergeschaltet, während die Spannvorrichtung 5k und der Rotor 15 zum Fräsen des dritten Satzes von

sich Nuten durch die dritte Fräsmaschinen-Anordnung/vorwärts

ι bewegen. Damit kann die Genauigkeit der Radien der Nuten auf beiden Rotorseiten sowie ihre Konzentrizität bzw. ihr Rundlauf auf sehr geringen und engen Toleranzen gehalten werden, da der gesamte Fräsvorgang relativ

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zu einer gemeinsamen Achse, nämlich der der SpinfeL 55, erfolgt. Darüberhinaus sind drei Geräte 70 zur Untersuchung der Nuten an ersten,zweiten und dritten Nutüberprüfungsstellen vorgesehen, die längs des Umfangs im Abstand um die Plattform 51 angeordnet sind_t Diese Inspektionsgeräte können von irgendeinem geeignetem Typ sein, der die Nuten auf Breite und Tiefe des Einschnittes sowie Gefüge bzw. Textur der Oberfläche überprüfen kann, wobei der sich drehende Tisch 52 und die Spannvorrichtung 5^ den Rotor ik weiterschalten und damit schrittweise vorwärts bewegen, wie es auch bei den Bearbeitungsvorgängeii der Fall war, um die Nuten in einer bestimmten Beziehung zu diesen Prüfgeräten zur Durchführung der Inspektion anzuordnen. Nach dem Passieren der letzten Überprüfungsstelle bewegt sich der Tisch 52 zu einer Ausspannposition weiter, um die Bearbei^ungs-und Inspektions-Zyklen für alle seitlichen Abdichtungsnuten in dem Hotor zu beenden.

Es hat sich herausgestellt, daß die durch Aufejrnnder arbeiten zwischen den Schneidzähnen und dem Werkstück entstehend· Reibung nicht wesentlich erhöht wird, während gleichzeitig die Herstellungskosten für den Präser dadurch stark verringert werden können, daß

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mit Aussparungen versehene Flanken auf einer bestimmten Seite eines jeden Schneidzahnes, wie er in den Fig. 8 bis 11 gezeigt ist, vorgesehen sindj dabei bezeichnen gleiche Bezugs zeichen, mit, Ausnahme der gestrichelten, Teile, die den in den Fig. 1 bis dargestellten entsprechen. An diesem Punkt soll noch daran erinnert werden, daß bei den herkömmlichen Fräsern die Umfangs-Schneidkanten der Zähne die Nutform erzeugen, während die beiden Seitenkanten der Zähne zur Reinigung dienen und auch zur Erhöhung der Stabilität im Zusammenwirken mit den Nutwändeii eine Führungswirkung ozeugen. In Fig. 8 ist eine mit mehreren Werkzeugen versehene Anordnung, wie sie oben beschrieben und in getrennten Einzelheiten in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellt ist, gezeigt; das Fräswerkzeug 30· gemäß der Erfindung hat Zähne 32· mit Umfangs-Schneidkanten 3ο¹ sowie parallele Seiten, die entweder kugelförmige oder konische Oberflächen sind, und Seitenkanten 42* und 44' haben, die die Enden 39' und 40» der Umfangs-Schneidkanten schneiden, wie oben erwähnt wurde. Dabei sind jedoch mit Ausnehmungen versehene ^Flanken 48· nur auf der Nutseite mit kleinem Radius eines jeden Zahns vorgesehen, die die Seitenkanten 44· hat, die gegen die Seite 26" mit kleinem Radius der Nut reiben, wobei diese Seite

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des Fräszahns dem Scheitel der Urafangs-Schneidkanten 36· am nächsten ist. Wie in den Fig. 8_t 9 und 11 dargestellt ist, sind die anderen Seiten der Zähne mit den Seitenkanten 42' nicht mit Ausnehmungen versehen. Die mit Ausnehmungen versehenen Flanken 48·, die im Querschnitt konkav sind, wie sich besonders gut in Fig. 11 erkennen läßt, sind normalerweise einzeln geschliffen; sie verringern die Reibung zwischen dieser Seite eines jeden Fräs-bzw. Schneidzahns und der radial außen liegenden Nutseite 26', während die nicht mit Ausnehmungen versehene andere Seite eines jeden, Zahns radial innerhalb der Umfangs-Schneidkanten 36' einen natürlichen Zwischenraum mit der radial innenliegenden Nutseite 24· mit großem Durchmesser hat. - Dieser freie Raum ist in Fig. 8 in vergrößertem Maßstab dargestellt und ergibt sich unabhängig davon immer, ob diese Fräserseite eine kugelförmige oder eine konische Oberfläche hat. Bei dem Fräswerkzeug 30· schneiden die Umfangs-Schneidkanten 36· der Zähne in den Rotor ein, um die Nutform auf die gleiche Weise zu erzeugen, wie es oben erläutert wurde j nur die Nutseiten mit kleinem Radius der Fräserzähne mit den mit Ausnehmungen versehenen Flanken 40· dienen jedoch dazu, gegen die Nutseite 26 mit kleinem Radius zu führen. Die mit dieser einen Seite eines jeden Zahns

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erreichte Stabilität hat sich bei Untersuchungen als ausreichend herausgestellt, und auch der Zustand bzw. die Qualität der Oberfläche erfüllt die Anforderungen, wie sie an die seitlichem. Abdichtungsnuteu für Kreiskolbenmotor e gestellt werden. Solche Nuten sind z.B. mit Fräswerkzeugen 30· bei den erforderlichen Toleranzen in einer Breite von I,ol6 mm bis I,o4l4 mm ( o,o4 Zoll bis o,o4l Zoll ) , einer Tiefe von 4,2672 mm bis 4,394 2 mm ( o,l68 bis o,173 Zoll ) und einer Oberflächen-Textur bzw. einem Oberflächen-Gefüge von 3 ORMS auf beiden Nutselten geschnitten worden, wobei solche Toleranzen im allgemeinen bei einem Fräsdurchgang ohne einen, zweiten Schleifschritt nicht erreicht werden.

- Patentansprüche -

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Claims

* 23 - Patentansprüche "Ύ : ; "■■■■".-

1. iUtn eine Achse drehbares Fräswerkzeug zum Fräsen einer gebogenen Nut mit zwei parallelen Seiten mit unterschiedlichen Krümmungsradien relativ zu einer gemeinsamen Mittellinie, wobei das Fräswerkzeug radial vorstehende, auf dem Umfang im Abstand zueinander angeordnete Zähne mit auf einer konischen Oberfläche liegenden Umfangs-Schneidkant en hat, deren Scheitel durch die Achse geschnitten wird, wobei jede Umfangs-Schneidkante axial im Abstand zueinander angeordnete Enden aufweist, die von dem Scheitel in Abständen angeordnet sind, die gleich den unterschiedlichen Radien der Nutselten sind, und wobei jeder Zahn weiterhin radial verlaufende Kanten hat, die die Enden der Umfangs-Schneidkant en kreuzen, dadurch gekennzeichnet , daß nur die jeweiligen Seiten ( 44· ) der Zähne ( 32 ' ), die dem Scheitel am nächsten sind, längs ihrer hinteren Flanken (48· ) relativ zu den radial verlaufenden Kanten ( 42« ) auf den jeweiligen Seiten ( 44' ) mit Ausnehmungen versehen sind·

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2. Fräswerkzeug nach Ansprucli 1, dadurch gekennzeichnet , daß die seitlichen Schnittkanten { 36 * ) gebogen sind und Oberflächen in. Form eines Kugelteils mit einem gemeinsamen Mittelpunkt auf der Drehachse und Radien definieren, die die Enden der Schneidkanten ( 36¹ ) schneiden.

3· Verfahren zum gleichzeitigen Fräsen gebogener Nuten in gegenüberliegenden Seiten eines Werkstücks unter Verwendung eines Fräswerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 oder 2_t wobei die Nuten eine gemeinsame Mittellinie und jeweils einen Boden und zwei parallele, zu dem Boden senkrechte Seiten haben, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils ein Fräswerkzeug drehbar auf jeder Seite des Werkstücks ( l4 ) mit einer solchen Anordnung der Drehachsen der Fräswerkzeuge gehaltert ist, daß die Umfangs- Schneidkanten der Fräswerkzeuge parallelen Xontakt mit den Seiten des Werkstücks ( l4 ) haben, daß die Fräswerkzeuge in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, daß die Fräswerkzeuge relativ zu dem Werkstück ( lk )

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parallel zu der gemeinsamen Mittellinie der Nuten bewegt werden, während ihre Winkelbeziehung beibehalten wird, bis die Umfangs- Schneidkanten der Fräswerkzeuge in den gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks ( l4) auf die gewünschte Tiefe schneiden, und daß dann das Werkstück ( lA ) um die gemeinsame Mittellinie der Nuten ( 10 ) gedreht wird, um gleichzeitig das Fräsen der Längen der Nuten durchzuführen·

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