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Verfahren und Maschine zum Herstellen von Gegenständen bestimmten Gewichtes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung von Gegenständen bestimmten Gewichtes und ist insbesondere zur Herstellung von Kolben für Verbrennungskraftmaschinen verwendbar. Bei diesen ist es von ausschlaggebender Wichtigkeit, dass die gegenläufigen Kolben der heute üblichen mehrzylindrigen Maschinen genau gleiches Gewicht haben, so dass sich deren Massenwirkungen ausgleichen. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist nun darin gelegen, dass bei der Bearbeitung der Kolben od. dgl. das Gewicht der vom Werkstück abgetrennten Späne zum Abstellen der Maschine benutzt wird, sobald das Gewicht der Späne das vorher festgestellte Übergewicht erreicht hat.
Bei der Maschine zur Durchführung des Verfahrens werden die während der Bearbeitung des Werkstückes abfallenden Späne in einem Trichter gesammelt, der mit dem Waagebalken ein Wägevorrichtung verbunden ist, von welchem Balken aus bei Erreichen des vorhin bestimmten Spänegewichtes (d. i. das Übergewicht des Rohwerkstückes) die Wirkung des Werkzeuges auf das Werkstück auf elektrischem Wege unterbrochen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäss der Erfindung veranschaulich. Fig. 1 und 2 zeigen die Maschine in Vorderansicht und in Seitenansicht, Fig. 3 stellt schaubildlich und schematisch das Getriebe der Maschine dar. Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Werkstückklemmvorriehtung und die ein umlaufendes Schneidwerkzeug tragende Welle, Fig. 5 zeigt die Teile zum Abstellen der Vorschubbewegung des Werkzeuges im Schnitt.
Im Gehäuse 10 mit den Türen 11 sind die Getriebe der Maschine sowie ein Elektromotor 15 untergebracht. Oben auf dem Gehäuse sitzt eine Waage 12, auf deren Balken 13
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Der Motor 15, der mittels eines Riemens 17 eine Welle 16 antreibt, die über Kegelräder 18 und 19, die das Schneidwerkzeug 52 tragende Welle 20 treibt, sitzt im untern Teil des Gehäuses 10. Auf der Welle 16 sitzt eine Schnecke 21, die in das Schneckenrad 22 am untern Ende einer senkrechten Welle 23 eingreift. Am obern Ende der Welle 23 ist eine Schnecke 24 befestigt, die in ein Schneckenrad 25 eingreift, welches an einer sich infolge der Übersetzungen zwischen dem Motor und der Welle 27 langsam drehenden Hülse 26 auf einer Querwelle 27 befestigt ist. Die Drehzahl der Welle 20 ist etwa die gleiche wie jene der Welle 16.
Am Gehäuse 10 ist das schräge Lager 28 vorgesehen (Fig. 4), in welchem in beiden Richtungen axial beweglich die Hülse 29 mit einer zahnstangenförmigen Verzahnung 30 geführt ist, welche das Zahnrad 31 eingreift. Dieses sitzt auf der Welle 27, so dass durch deren Drehung die Hülse 29 im Lager 28 schräg auf-und abbewegt wird. In der Hülse 29 ist in zwei Kugellagern 32 und 33 die Welle 20 gelagert. Die Kugellager sitzen zwischen dem Bund 34 der Welle 20, einer Hülse 35 und den Gegenmuttern 36. Der untere Teil der Welle 20 ist bei 37 genutet und greift in Rippen der nach aufwärts verlängerten, in Kugel lagern 39 und 40 drehbaren Nabe 38 des Kegelrades 19 ein.
Am obern Ende des Gehäuses 10 ist ein Träger 41 mit einer 13ohrung 42 8 befestigt, welche gleichachsig mit dem Lager, 88
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liegt. Am obern Ende der Bohrung 42 befindet sich eine Führung 43 für das zu bearbeitende Werkstück, hier ein Kolben 47, in dessen Inneres der obere Teil der Welle 20 treten kann.
Am Träger 41 ist ein Hebel 44 mit der Verlängerung 46 durch den Bolzen 45 drehbar befestigt, so dass der Kolben 47 gegen die Führung 43 gepresst werden kann. Am äussern Ende des Hebels 44 befindet sich ein Gegengewicht 48, welches den Teil 46 vom Kolben wegzieht. Im Träger 41 ist drehbar eine Querwelle 49 mit einem Daumen 50 gelagert, der mit dem Arm 44 derart zusammenwirkt, dass letzterer bei Drehung der Welle 49 durch den Handgriff 51 gehoben und der Kolben geklemmt wird. Am obern Ende der Welle 20 ist das Schneidwerkzeug 52 befestigt, welches das Innere des Kolbens 47 beim Hin-und Herbewegen der Welle 20 bearbeitet. Unter dem Träger 41 sind ein Trichter 53 und ein Führungsblech 54 angebracht.
Die durch das Werkzeug 52 vom Kolben 47 abgedrehten Späne werden durch den Trichter 53 in den darunter befindlichen Sammeltrichter 55 geleitet, der am äussern Ende eines Hebels 56 bei 57 drehbar angeordnet ist. Durch einen Zapfen wird eine Stange 69 mit dem Arm 56 verbunden, die nach aufwärts geht und an der Verlängerung 70 des Waagebalkens eus 13 befestigt ist. Durch eine Öffnung 58 am untern Ende des Trichters 55 werden die Abfallspäne entleert. Im Innern des Trichters 55 ist ein Ventil 59, welches während der Bearbeitung die Öffnung 58 abschliesst. Dieses Ventil befindet sich am obern Ende der Ventilstange 60, die im Träger 61 verschiebbar ist, welcher an der Aussenseite des Gehäuses 10 befestigt ist.
Unter der Öffnung 58 befindet sich eine schräge Rinne 62, welche die durch die Öffnung fallenden Späne in einen Behälter ableitet. Das untere Ende der Stange 60 ist mit einem Ansatz 63 versehen, welcher das Aussenende eines Armes 64 betätigt. Letzterer ist an der Welle 65 befestigt und diese im Träger 61 drehbar gelagert. Am andern Ende der Welle 65 befindet sich ein Arm 66, welcher die an der Aussenseite des Gehäuses 10 angeordnete Stange 67 auf-und abbewegt. Die Stange 67 wird oben in die Nähe der Welle 49 geführt. An dieser sitzt ein Daumen 68 derart, dass bei Betätigung des Handgriffes 51 zum Freigeben des Kolbens 47 der Daumen 68 die Stange 67 nach unten drückt, wodurch die Stange 60 gehoben und die im Trichter 55 angesammelten Späne durch die Rinne 62 abgeleitet werden.
Die Späne werden über dem Ventil 59 gesammelt, bis ihr Gewicht dem Gewicht 14 das Gleichgewicht hält. Dadurch wird von dem während der Bearbeitung angehobenen Waagehakenarm 13 ein Stromkreis unterbrochen, wodurch auf einem später beschriebenen Wege das Schneidwerkzeug aus dem Kolben heraus in seine unwirksame Ausgangslage gebracht wird. Der Arbeiter betätigt dann den Handgriff 51, wodurch der Kolben freigegeben wird, gleichzeitig wird dabei das Ventil 59 betätigt, so dass die Späne des Trichters 55 in die Rinne 62 fallen. Sobald die Späne aus dem Trichter entleert wurden, kehrt dieser in seine frühere Lage zurück, so dass der Waagebalkenarm 13 sich durch die Wirkung des Gewichtes 14 senkt. In die Maschine wird dann ein neuer Kolben eingesetzt und durch Zurückdrehen des Handgriffes 51 geklemmt.
Dadurch wird aber auch das Ventil 59 auf den Boden des Trichters 55 zurückgeführt, so dass die Abfallspäne des neuen Kolbens darin gesammelt werden können.
Vor dem Ingangsetzen der Maschine muss dann noch das Gewicht 14 auf dem Waagebalkenarm 13 entsprechend dem schon vorher durch Wägen genau bestimmten Übergewichte des neuen Kolbens eingestellt werden.
Für das Abstellen des Werkzeugvorschubes wird die Hülse 26 (Fig. 5) an einem Ende mit einem Vierkant 71 versehen, auf welchem verschiebbar ein Teil 72 einer Klauenkupplung sitzt. In eine Nut 73 des Teiles 72 greift das gabelförmige Ende des Ausrückers 74, der bei 80 drehbar gelagert ist. Am äussern Ende des waagrechten Armes 75 des Teiles 74 ist drehbar der Kolben 76 eines Solenoides angeordnet. Dieses besteht aus dem Gehäuse 77, der Wicklung 78 und dem am obern Teil des Gehäuses 77 befestigten festen Kern 79. Durch einen Handgriff 81 auf der Welle 80 kann der Arbeiter den Teil 72 an der Hülse 26 längsverschieben. Am andern Ende der Welle 27, neben dem Teile 72, ist der zweite Teil 8, 2 der Kupplung befestigt, der mittels der Klauen 83 in Klauen 84 des Teiles 72 eingreifen kann.
Die Teile 72 und 82 werden durch eine Feder 85 auseinandergedrückt, jedoch entgegen der Wirkung dieser Feder von dem Solenoidkern 76 gekuppelt gehalten, sobald das Solenoid vom Strome durchflossen wird. Am Ende des Teiles 82 ist eine Nut 86 angeordnet, in welcher ein Ende der Schnur 87 befestigt wird. Die Schnur 87 wird um die Nut gewunden und trägt am freien Ende ein Gewicht 88, das die Welle 27 zu drehen sucht, so dass die Hülse 29 und die Welle 20 immer in die tiefste Lage zurückkehren müssen, sobald der Teil 72 ausser Eingriff mit dem Teil 82 kommt. Am Gehäuse 10 (Fig. 2) ist ein verstellbarer Anschlag 98 angeordnet, gegen welchen ein am äussern Ende der Welle 27 befestigter Ansatz 97 anschlägt, so dass. die tiefste Lage der Welle 20 eingestellt werden kann.
Am Fusse der Waage 12 und an diesem isoliert sind zwei schalenförmige mit Quecksilber gefüllte Teile 89 befestigt. Am \Vaagebalkenarm 13 ist ein U-förmiger Draht 90 angebracht, so dass
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in der tiefsten Lage des Armes durch den Draht die Verbindung zwischen dem Quecksilber in beiden Schalen geschaffen wird (Fig. 3). An eine der Schalen 89 wird die Leitung 91 angeschlossen, welche die Verbindung mit einer elektrischen Stromquelle herstellt. Zur andern Schale wird eine Leitung 92 von einer Klemme des Solenoides 77 geführt. An die andere Klemme des Solenoides 77 wird die Leitung 94 befestigt und zum Schalter 95, welcher nahe dem Handgriff 81 angeordnet ist, geführt und vom andern Ende des Schalters 95 eine Leitung 96 zur Stromquelle zurück. wodurch der Stromkreis geschlossen ist.
Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende : Vorerst wird der Kolben 47 in die Maschine geklemmt und dann das Gewicht 14 längs des Armes 13 verschoben, bis die Lage entsprechend dem Übergewicht des Kolbens erreicht ist. Der Arm fällt dann in die tiefste Stellung, so dass der Draht 90 den Stromkreis zwischen den Leitungen 91 und 92 schliesst. Der Arbeiter betätigt dann den Handgriff 81, wodurch die Klauen der Teile 72 und 82 in Eingriff kommen und, sofern der Motor 15 bereits angelassen ist, die Welle 27 langsam gedreht wird. Gleichzeitig wird vom Handgriff 81 der Schalter 95 betätigt. so dass der Strom durch das Solenoid 77 fliesst. Der Kolben 76 wird dadurch angezogen und im Solenoid gehalten, so dass der Arbeiter den Handgriff 81 freigeben kann.
Durch die Drehung der Welle 27 hebt das Zahnrad 31 die Hülse 29 nach aufwärts, so dass das Werkzeug 52 einen Teil aus dem Kolbeninneren herausdreht. Die hiebei erzeugten Späne fallen in den Trichter 55, bis sie dem Gewicht 14 das Gleichgewicht halten. Dann unterbricht der Draht 90 den Stromkreis zwischen den Leitungen 91 und 92 und dadurch den Stromkreis des Solenoides 77. Die Feder 85 öffnet die Klauenkupplung 72, 82, so dass der Teil 82 durch die Wirkung des nunmehr freigegebenen Gewichtes 88 die Hülse 29 und die Welle 20 mit dem Werkzeug in die tiefste Lage bringt.
Da auch der Handgriff 81 durch die Feder 85 betätigt wird, so l (ist sich auch der Schalter 95 aus. Wenn dann auch der Waagebalkenarm 13 in seine tiefste Lage zurückfällt, so bleibt doch der Stromkreis durch den Schalter 95 unterbrochen. Dann betätigt der Arbeiter den Griff 51, wodurch der Kolben 47 freigegeben und gleichzeitig das Ventil 59 im Trichter 55 gehoben wird, so dass die darin angesammelten Späne in die Rinne 62 fallen. Ein anderer Kolben wird dann in die Maschine eingesetzt, der Griff 51 gedreht und dadurch der Kolben in seiner Lage festgeklemmt usw.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen bestimmten Gewichtes, insbesondere von Kolben für Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das übergewichtige Werk- stück durch Abtrennen von Spänen mittels eines Werkzeuges bis auf sein normales Gewicht gebracht wird, indem die abgetrennten Späne ununterbrochen gewogen werden und die Wägevorrichtung durch ihren Ausschlag das Werkzeug selbsttätig abstellt, sobald das Gewicht der Späne eine vorher festgestellte Grösse erreicht hat.