DE918910C

DE918910C - Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstuecken mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt

Info

Publication number: DE918910C
Application number: DESCH8115A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dombrowski; Dipl-Ing Dr Walter Heinzelmann; Karl Schuh
Original assignee: Karl Schmidt GmbH
Current assignee: Karl Schmidt GmbH
Priority date: 1951-11-24
Filing date: 1951-11-24
Publication date: 1954-10-07

Description

Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die zur Bearbeitung von Werkstücken dient, die einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen.
Derartige Formdrehvorrichtungen für spanabhebende Bearbeitung für Drehbänke sind bekannt und in mannigfacher Weise durchgebildet. Es ist ferner auch nicht mehr neu, ein Profillineal zu benutzen, das einen auf einem Langdrehschlitten senkrecht zur Werkstückachse verschiebbar geführten Werkzeughalter steuert. Mittels eines solchen Profillineals gelingt es, der Oberfläche des Werkstückes in ihrer Längsrichtung eine ganz bestimmte, dem Profil des Lineals entsprechende Form zu geben.
Die Erfindung macht wohl auch von einer solchen Maßnahme Gebrauch, doch begnügt sie sich nicht damit, das Werkstück auf der Oberflächenlängsrichtung nach einem vorgeschriebenen Profil zu bearbeiten, sondern verbindet gleichzeitig damit noch die Erzeugung einer Bewegung senkrecht zur Längsachse des Werkstückes, um auch die Querschnittsform abweichend von der Kreisform verschieden über die ganze Werkstückslänge zu gestalten.
Es ist an sich nicht mehr neu, bei einer Formdrehbank zum Drehen unrunder Werkstücke, insbesondere Walzblöcke, ein Leitlineal fest anzuordnen und das Werkzeug entsprechend der Kurve des Lineals zu bewegen, wobei das Werkzeug außerdem noch unabhäilgig von dem feststehenden Profillineal in radialer Richtung Schwingungen ausführt. Eine derartige Vorrichtung ist in ihrem Aufbau jedoch recht vielgliedrig. Durch die zahlreichen Zwischenglieder, die für die Übertragung der radialen Schwingungen auf das Werkzeug vorgesehen sein müssen, kann eine genaue fehlerfreie Bearbeitung nicht gewährleistet werden. Außerdem hat eine solche Vorrichtung auch noch den Nachteil, daß eine Änderung in der Schwingungsweite der radialen Bewegung über die Längserstreckung des Werkstückes nicht herbeiführbar ist.
Es ist in der Fachwelt ferner bekanntgeworden, an einer Drehbank eine Vorrichtung zum elliptischen Drehen von Werkstücken vorzusehen, wobei das Werkzeug nur eine rotierende Bewegung ausführt, während das fest aufgespannte stillstehende Werkstück nur in axialer Richtung vorgeschoben wird. Um eine elliptische Bewegung zu erzeugen, muß die Achse des Werkstückes gegenüber der Rotationsachse des umlaufenden Werkzeuges einen bestimmten Winkel bilden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß zwei Leitkurven Verwendung finden, die beide in axialer Richtung verschiebbar sind bzw. abgetastet werden können. Derartige Vorrichtungen sind jedoch in der Praxis nicht bekanntgeworden, weil vermutlich der Aufbau der Maschine infolge der hohen Anforderungen, die an die Genauigkeit und das Zusammenwirken der einzelnen Glieder für die Verstelleinrichtung zur Durchführung der Axialbewegung des Werkstückes gestellt werden müssen, große Schwierigkeiten bereitet. Außerdem kann die bekannte Vorrichtung nur Anwendung finden, wenn es sich darum handelt, Werkstücke kleinerer Abmessung zu bearbeiten. Sie muß jedoch bei der Herstellung größerer Werkstücke, wie z. B. der Anfertigung von Großkolben von über i m Länge, infolge der erforderlichen Genauigkeit ausscheiden.
Wesentlich einfacher als die bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen und vor allen Dingen wesentlich genauer arbeitend und auch einfacher in ihrer Handhabung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher das Profillineal, das das Werkzeug entsprechend dem Längsprofil in axialer Richtung steuert, durch einen von der Drehspindel abgeleiteten Antrieb in Schwingungen versetzt wird, die dem Werkzeug die zusätzliche Querbewegung (Radialbewegung) erteilen.
Die Abbildung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Auf einem Drehbankbett i ist in bekannter Weise ein Spindelstock 2 mit Spindelflansch 3 sowie ein Reitstock .4 mit seiner Spitze 5 aufgesetzt. Zwischen dem Spindelflansch 3 und der Reitstockspitze 5 ist das Werkstück 6, beispielsweise ein Großkolben für Brennkraft- oder Dieselmaschinen, eingespannt. Auf dem Längssupport 7 befindet sich die Schwingachse 8 eines Schwinghebels 9, der an seinem oberen Ende das Werkzeug io mit seiner Verstellschraube i i trägt. An seinem unteren Ende ist am Schwinghebel 9 ein Gleitstein 12 befestigt, der bei der Arbeitsbewegung des Längssupportes 7 an einem Profillineal 13 entlang gleitet. Der Schwinghebel 9 weist ein sehr geringes Massenträgheitsmoment auf. Er ist dementsprechend leicht gebaut und besteht beispielsweise aus dünnem Blech. Der Gleitstein 12 wird mittels einer Feder 14 stets kraftschlüssig gegen die Kurve des Lineals 13 gedrückt. Die Kurve des Profillineals 13 ist in dem Übersetzungsverhältnis des Schwinghebels entsprechend dem Verlauf der Außenform des zu bearbeitenden Werkstückes (Kolbens) geformt. Mit Hilfe des Profillineals 13 können somit zylindrische, konische, konvex, konkav oder allgemein kurvenförmig gekrümmte Umfangsformen erzeugt werden. Die Kurve des Profillineals 13 ist so gestaltet, daß sie die Abweichungen von der genauen Zylinderform im vergrößerten Maßstab aufweist, während der zur Übertragung der Abweichungen dienende Schwinghebel 9 im reziproken Verhältnis dieses Maßstabes geteilt ist.
Um dem Werkstück einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt zu geben, wird das Profillineal 13 in von der Werkstückspindel3 abhängige Schwingungen versetzt. Um diese Schwingungen auszuführen, ist die Vorrichtung wie folgt weiter ausgebildet. Der das Profillineal 13 tragende Teil ist in mehreren Blattfedern bzw. Blattfederpaketen 15 aufgehängt. Um ein Verschieben des Linealträgers in der Längsrichtung zu vermeiden, wird er mittels eines Bolzens 16 in einem Haltestück 17 festgehalten.
Zur Erzeugung der Schwingbewegung ist eine Welle 21 in Abhängigkeit von der Werkzeugspindel 3 mittels der Kettenräder 18 und 20 über eine Kette i9 angetrieben. Die Kettenräder i8 und 2o haben Zähnezahlen im Verhältnis 2 : i, so daß sich die Welle 21 doppelt so schnell dreht wie die Werkzeugspindel 3. Auf der Welle 2i werden ferner zwei mit gleichen Zähnezahlen ausgeführte Kegelräderpaare 22 und 23 bzw. 24 und 25, zwei vertikal zur Werkzeugspindel verlaufende Wellen 26 und 27 in Bewegung gesetzt. Sie haben somit die gleiche Drehzahl wie die Welle 2l und die doppelte wie die Werkzeugspindel 3. An ihren unteren Enden tragen die Wellen 26 und 27 Exzenter 28 und 29, deren verstellbare Zapfen 30 und 31 spielfrei in Schlitze 32 und 33 des Linealträgers eingreifen. Wenn sich die Spindel 3 mit dem Werkstück 6 dreht, vollführt somit das Profil-Lineal 13 zwei Doppelschwingungen pro Werkstücksumdrehung. Die Gesamtschwingung ist eine reine Sinus-Schwingung.
Für Werkstücke, die nur nach der Kurve des Profillineals 13 bearbeitet werden sollen, wird die Ovaldreheinrichtung abgeschaltet. Zu diesem Zweck befindet sich zwischen dem Kettenrad 20 und der Welle 21 eine aus Primärseite und Sekundärseite bestehende Klauenkupplung, die mittels eines Hebels 36 aus- und eingerückt werden kann. Sie muß so beschaffen sein, daß sie nur in einer bestimmten Stellung einrückbar ist. Bei ausgeschalteter Schwingbewegung wird der Linealträger durch einen nicht dargestellten Indexbolzen in einer bestimmten Lage festgehalten.
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt, so bewegt sich das Werkzeug längs der Oberfläche des Werkstückes, entsprechend der Anweisung, die durch die Kurve des Profillineals 13 vorgeschrieben ist, und führt außerdem die durch die Exzenter 28 und 29 bestimmte Querbewegung senkrecht zur Werkzeugspindelachse aus. Aus beiden Bewegungen ergibt sich eine resultierende, die für die beispielsweise kurvenförmige ovale Gestaltung eines Kolbens maßgebend ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet, Werkstücke in beliebiger Länge oval und gleichzeitig form zu bearbeiten, da eine Abhängigkeit von der begrenzten Breite der zur Herstellung eines Musterstückes benötigten Schleifscheibe nicht mehr besteht. Durch die Ersparung eines sich drehenden, dreidimensionalen Musterstückes, nach welchem das Werkstück durch Abtasten oder Kopieren hergestellt werden soll, können die Kosten für die Herstellung einer derartigen Werkzeugmaschine wesentlich herabgesetzt werden. Da ferner der Schwinghebel 9, der in einer Durchbrechung des Längssupportes 7 angeordnet ist, mit einem großen Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis ausgeführt werden kann, gelingt es, Ungenauigkeiten des Profillineals fast restlos zu unterdrücken. Sie können sich nur noch als kleine Bruchteile bei der Bearbeitung des Werkstückes auswirken.
Die Anordnung von zwei verstellbaren Exzentern 28 und 29 erlaubt weiterhin, Werkstücke mit verlaufender Ovalität herzustellen, indem z. B. der Exzenter 28 mittels des Zapfens 3o auf eine andere Exzentrizität eingestellt wird, als sie bei dem Exzenter 29 vorhanden ist. Es kann sogar einer der beiden Exzenter die Exzentrizität o oder sogar eine negative Exzentrizität aufweisen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie auf der Rückseite jeder Drehbank nachträglich angebaut werden kann. Schließlich gelingt es auch, noch andere Schwingungen als reine Sinusschwingungen zu erzeugen, wenn nämlich die beiden Exzenter durch Nockenscheiben ersetzt werden. Alsdann können beliebige Querschnittsformen dem Werkstück gegeben werden.
Die Verwendung von Nockenscheiben statt Exzentern macht nicht unbedingt ein übersetzungsverhältnis 2 : i zwischen Werkstückspindel und Schwingerwelle erforderlich, sondern gestattet, ein anderes Verhältnis, wie z. B. i : i oder i : 3, i :4 usw., zu wählen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Formbearbeiten eines Werkstückes mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, bei der das Längsprofil von einem Profillineal, die Unrundheit von einem von der Drehspindel abgeleiteten, zusätzliche Radialschwingungen erzeugenden Antrieb abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das den Drehstahl (To) entsprechend dem Längsprofil steuernde Profillineal (i3) durch den von der Drehspindel (2i) abgeleiteten Antrieb in Schwingungen versetzbar ist, die dem Drehstahl (To) die zusätzliche Radialbewegung erteilen.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb für das Profillineal (i3) Antriebswellen (26 und 27) dienen, die senkrecht zur Ebene des Profillineals angeordnet sind und Exzenter (28 und 29) bewegen, die ihre Bewegung über Zapfen (3o und 31) in Schlitzen (32 und 33) auf das Profillineal übertragen.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Exzenter (28 und 29) doppelt so groß ist wie die Umdrehungszahl der Werkstückspindel (3).
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Kurve des Profillineals (i3) ein Gleitstein (i2), der am unteren Ende eines Schwinghebels (9) befestigt ist, die Bewegung abnimmt.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Schwinghebels (9) das Werkzeug (To) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve des Profillineals (i3) die Abweichungen von der genauen Zylinderform vergrößert aufweist und der Schwinghebel (9) im reziproken Verhältnis des vergrößerten Maßstabes der Abweichungen geteilt ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von Nockenscheiben statt der Exzenter das Übersetzungsverhältnis zwischen Werkstückspindel (3) und Schwingerwelle (2i) von dem Wert 2 : i abweicht. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 31 102, 697 844; schweizerische Patentschriften Nr. Toi 661, 2i4 670, 222 3i0; USA.-Patentschrift Nr. 2 375 368.