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Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur spanabhebenden und schleifenden Bearbeitung der kreisringförmigen Dichtflächen von Schiebergehäusen, Schiebern u. dgl., mit einem Grundkörper, in welchem zwei auf Verdrehen in gleicher Richtung und Phase miteinander gekuppelte, von einer Welle angetriebene Kurbeln od. dgl. mit gleich langen Armen nebeneinander gelagert sind ; die Maschine verfügt über ein Werkzeug, das infolge des Antriebes durch die beiden Kurbeln eine kreisende Bewegung sowie gegebenenfalls auch eine Rotationsbewegung ausführt.
Es sind zur Bearbeitung der Dichtflächen von Ventilen Maschinen bekannt, bei denen sich das Ventilgehäuse dreht und das spanabhebende Werkzeug durch die Durchflussöffnung des Ventils eingeführt wird und sich auf der Dichtfläche mit der Vorschubgeschwindigkeit eben bewegt. Diese Bauart hat den Nachteil, dass die Befestigung des Ventilgehäuses auf der Maschine Schwierigkeiten verursacht und dass eine grosse Antriebsleistung notwendig ist, da eine grosse Masse in Bewegung gehalten werden muss ; anderseits ist das spanabhebende Werkzeug an einem langen und ungenügend widerstandsfähigen Arm befestigt, u. zw. wegen des verhältnismässig engen Hohlraumes, durch welchen es eingeführt ist ; das Werkzeug ist deshalb während des Abdreh- oder sonstiger Bearbeitungsvorgänge Erschütterungen unterworfen, welche die Güte der Bearbeitung nachteilig beeinflussen.
Solche Erschütterungen können nur dadurch vermieden werden, dass der das Werkzeug tragende Arm sehr stark ausgebildet wird, was aber wegen des engen zur Verfügung stehenden Raumes nur selten möglich ist.
Aus diesem Grunde haben die Maschinen und Vorrichtungen, welche die Dichtflächen durch den Hohlraum für den Schieber bearbeiten, eine bessere Aufnahme verzeichnet. Eine solche bekannte Maschine fräst mit Spezialfräsern die Dichtflächen des Gehäuses der Schieberventile ; sie ist indessen kompliziert, teuer und erreicht einen höheren Wirkungsgrad nur bei der Bearbeitung grosser Serien von Ventilen gleicher Abmessungen und aus dem gleichen Werkstoff.
Es sind mehrere tragbare Vorrichtungen bekannt, welche insbesondere zum Instandsetzen von parallelen Dichtflächen der Gehäuse von im allgemeinen an Rohrleitungen montierten Schieberventilen bestimmt sind ; sie umfassen einen auf dem Flansch des Hohlraumes gestützten äusseren Verbindungs-, Stütz- und Antriebsteil sowie einen in das Gehäuse herabgesenkten Bearbeitungskopf ; bei diesem liegt die Welle in der Achse der Durchflussöffnung. Die Welle ist mit einer Schleifscheibe, die die Gesamtfläche gleichzeitig bearbeitet, versehen.
Eine solche manuell oder mechanisch angetriebene Vorrichtung bearbeitet zugleich beide Dichtflächen mittels zweier durch die alternative Bewegung einer Stange angetriebener Schleifscheiben, die pneumatisch oder hydraulisch auf die zu bearbeitenden Flächen angepresst werden. Im allgemeinen verwenden jedoch die Vorrichtungen eine einzige Schleifscheibe. Eine andere Vorrichtung verwendet einen Schleifkopf mit Exzenter und mit einem gegen die entgegengesetzte Dichtfläche angedrückten Stützteil. ein manuell angetriebenes Kegelradgetriebe erteilt im Inneren dem Halter der Schleifscheibe eine drehende sowie eine kreisende Bewegung.
Eine derartige kompliziertere, mechanisch angetriebene Vorrichtung hat am Bearbeitungskopf eine Riemenscheibe zur Drehung der Schleifscheibe mittels Riemen und ein auf der Welle befestigtes Kettenrad für die kreisende Bewegung der Schleifscheibe ; ein äusserer Antriebskopf umfasst eine gleich grosse Riemenscheibe, die mittels einer biegsamen Welle von einem Motor angetrieben wird ; die Welle der Riemenscheibe wird manuell, langsam, um eine Welle, die das identische Rad des Kettengetriebes trägt, exzentrisch gedreht ; der Exzenter hat die gleiche und in derselben Phase befindliche Exzentrizität, wie der innere Exzenter. Die Exzentrizität ist nur im Ruhezustand einstellbar. Eine ähnliche Vorrichtung verwendet am Bearbeitungskopf ein Hebelsystem als Mittel zum Andrücken des Stützteiles.
Sämtliche Vorrichtungen, welche die gesamte Dichtfläche mit einer im Vergleich zu ihr grösseren und an dieselbe angepressten Schleifscheibe bearbeiten, erzielen durch die Bearbeitung eine ebene Fläche, deren geometrische Orientierung jedoch durch die infolge von Verschleiss auftretenden Unregelmässigkeiten sowie eventuell durch die Unregelmässigkeit der entgegengesetzten Dichtfläche, welche dem Stützteil des Bearbeitungskopfes zugeordnet ist, bedingt wird und die zur ursprünglichen Dichtfläche nicht unbedingt parallel verbleibt.
Die Vorrichtungen können nur bei Ventilen mit parallelen Dichtflächen und Schiebern, deren Dichtflächen orientierbar und nach aussen geschoben sind, benutzt werden, wobei die Abdichtung jedoch Schwierigkeiten aufweist ; sie können demnach weder bei Schiebern ohne solche Einstellungen noch bei Ventilen, deren Dichtflächen keilförmig verlaufen, wobei deren Dichtflächen sowohl am Gehäuse als auch am Schieber die vorgeschriebenen geometrischen Stellungen beibehalten müssen, verwendet werden. Das An- und Abmontieren der Vorrichtungen am Gehäuse benötigt verhältnismässig lange Zeit und für die Bearbeitung ist eine lange Zeitspanne erforderlich. Infolgedessen sind die Vorrichtungen nur bei kleinen Serien von Ventilen, insbesondere solchen, die an Rohrleitungen montiert sind, verwendbar.
Die Bearbeitung des Schiebers muss auf einer andern Vorrichtung, vorzugsweise in der Werkstatt, durchgeführt werden.
Bei einer andern bekannten tragbaren Vorrichtung ist der Bearbeitungskopf mit einem von einem Exzenter mit Mutter und Gewindespindel spiralartig angetriebenen Drehstahl versehen. Diese Vorrichtung ist nur bei abgenutzten, parallelen Dichtflächen von an Rohrleitungen montierten Gehäusen bei kleiner Anzahl anwendbar.
Der Kopf wird durch eine röhrenförmige Stange freitragend gestützt, durch welche die Welle eines Kegelradgetriebes hindurchgeht. Das freitragende Abstützen des Kopfes mittels der elastischen Stange
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beeinträchtigt die Produktivität und die Bearbeitungsgüte der abgedrehten Dichtfläche ; diese muss sodann mittels
Schleifen durch eine andere tragbare Vorrichtung, die ebenso wie die vorerwähnten ebenfalls am Gehäuse an- und abmontiert wird, nachbearbeitet werden.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen und eine
Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Einspannen der Werkstücke - Gehäuse oder
Schieber-leicht und einfach ist, wobei die Dichtflächen durch Spanabheben und/oder Schleifen, mit erhöhter
Produktivität, in grossen, mittleren oder kleinen Serien bearbeitet werden können, unter Erzielung von ebenen
Oberflächen mit hoher Oberflächengüte und mit korrekten geometrischen Orientierungen.
Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung vor allem dadurch erreicht, dass das Werkzeug an einem waagrechten
Gehäuse gelagert ist, welches von den beiden Kurbeln getragen und auf einer Seite in Form eines waagrechten
Ansatzes über die zugehörige Kurbel hinaus verlängert ist, wobei das zu bearbeitende Schiebergehäuse, der
Schieber u. dgl. für die Bearbeitung einer seiner kreisringförmigen Dichtflächen in deren waagrechter Stellung mittels einer Aufspannvorrichtung unterhalb des Bearbeitungswerkzeuges am Maschinenbett festgehalten ist.
Das Bearbeitungswerkzeug kann aus einem Drehstahl, welcher exzentrisch im rotierenden Werkzeughalter eingespannt ist, bestehen ; dabei ist erfindungsgemäss die Welle des Werkzeughalters von der näher liegenden
Kurbel mittels zweier im Gehäuse gelagerter Kegelradgetriebe im Übersetzungsverhältnis l : l mit dem Arm des
Drehstahles in derselben Phase antreibbar.
Das Bearbeitungswerkzeug kann auch eine am drehenden Werkzeughalter befestigte Schleifscheibe sein ; erfmdungsgemäss ist die Schleifscheibe die einen kleineren Durchmesser als die kreisringförmige Dichtfläche hat, mittels eines Riementriebes durch einen in der Längsmittelebene des von den beiden Kurbeln getragenen waagrechten Gehäuses montierten Elektromotor antreibbar.
Das Bearbeitungswerkzeug kann ein Stirnfräser sein, welcher gemäss der Erfindung ebenfalls einen kleineren Durchmesser als die kreisringförmige Dichtfläche hat, der jedoch am Ansatz des Gehäuses fest angebracht ist.
Weitere Einzelheiten der Maschine gemäss der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen schemtisch dargestellt ist. Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch die Maschine, Fig. 2 den Ansatz des waagrechten Gehäuses in seiner Ausbildung für einen Fräsvorgang und Fig. 3 den Ansatz in seiner Ausbildung für einen Schleifvorgang; Fig.4 stellt eines der Planetengetriebe dar.
Die Maschine nach Fig. 1 weist ein Maschinenbett--l--auf, auf welchem sich an einer Seite eine Aufspannvorrichtung abstützt und welches an der andern Seite ein Gehäuse trägt. Die Aufspannvorrichtung besteht aus einem im Querschnitt rechtwinkeligen Grundköper-2-, welcher mit seinem horizontalen Schenkel mittels einer Gewindespindel --3-- am Maschinenbett --1-- verschiebbar ist ; der senkrechte Schenkel des Grundkörpers--2--trägt einen Schlitten-4--, der mittels einer andern Gewindespindel - verschiebbar ist. Auf dem Schlitten --4-- ist ein Führungsring --6-- gelagert, der um eine horizontale und normal zum Gehäuse verlaufende Achse--7--verschwenkbar und feststellbar ist.
Im Inneren des Führungsringes-6--ist eine Aufspannplatte--8--um jeweils 1800 drehbar und feststellbar gelagert ; auf dieser Platte--8--befinden sich zwei in radialer Richtung gegeneinander verstellbare Spannbacken--9 und 10--zum Einspannen des Werkstückes --11--. Das Feststellen des Führungsringes --6-- mit der Aufspannplatte-8--, in einem gewünschten Neigungswinkel erfolgt mit Hilfe einer Skala--12--.
Am Bett--l--der Maschine ist ein Getriebe angeordnet, bei dem der Zapfen--15, 16-- einer jeden Kurbel, auf welchen das Gehäuse --41-- gelagert ist, an seinem unteren Ende einen Gleitstein trägt. Dieser ist in einer normal zu der Antriebswelle-13 bzw. 14-in einer an dieser befestigten Führung geführt und längs der Führung mittels einer Gewindespindel verstellbar. Die Antriebswelle-13 bzw. 14-ist als Hohlwelle ausgebildet. Die Gewindespindel wird durch ein Kegelradgetriebe--17 bzw. 18-und eine Steuerwelle--19 bzw. 20--, welche die Antriebswelle-13 bzw. 14-durchsetzt, angetrieben.
Die Antriebswellen --13, 14--sind jeweils mit einem Planetengetriebe-24 bis 32-gekuppelt, das einerseits von einer Antriebswelle--39--und anderseits über ein Schneckengetriebe-22, 23-- von einer beiden Planetengetrieben gemeinsamen Welle --33-- angetrieben ist. Die Welle-33-trägt an einem Ende eine Handkurbel --21--, deren Drehung auf Steuerwellen--19 und 20--, sowohl während die Antriebswellen - 13 und 14--Sich drehen, als auch wenn sie im Ruhezustand sind, übertragen werden kann. Die Welle - ist mit dem andern Ende an eine Abtriebswelle eines Getriebes -34-- gekuppelt.
Jede der Antriebswellen-13 und 14-wird über ein Schneckengetriebe-35, 37 bzw. 36, 38- von der gemeinsamen Welle--39--angetrieben, welche ebenfalls mit der andern Abtriebswelle des von einem Antriebsmotor --40-- angetriebenen mehrstufigen Getriebes --34-- gekuppelt ist. Die Antriebswelle-13 und 14--wie auch die Steuerwellen --19 und 20--können somit synchronisiert mit mehreren dem Werkzeug und dem bearbeiteten Material entsprechenden Geschwindigkeiten angetrieben werden.
Ein jedes der beiden Planetengetriebe (s. Fig. 4) umfasst ein Sonnenrad--24-, das auf der Steuerwelle - 19 bzw. 20-drehbar gelagert ist und vom Schneckengetriebe-22, 23- angetrieben wird. Das Sonnenrad --24-- treibt über zwei miteinander starr verbundene Planetenräder --25, 26-- ein anderes auf der Steuerwelle--19 bzw. 20--aufgekeiltes Sonnenrad--27--an.
Ein auf der Steuerwelle--19 bzw.
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zwei Sonnenrädern--24 bzw. 27--kämmen, und am oberen Ende zwei starr verbundene Planetenräder --29, 30--, von denen das erste Rad--29--mit einem auf der Antriebswelle--13 bzw. 14--befestigten Zahnrad--31--und das andere Rad--30--mit einem am Getriebegehäuse befestigten Zahnkranz-32kämmt, drehbar gelagert.
Die Arbeitsvorrichtung der Maschine umfasst das waagrechte Gehäuse --41--, welches auf den Zapfen der zwei Kurbeln--15 und 16--gelagert ist. Das Gehäuse ist, auf einer Seite, in Form eines waagrechten Ansatzes --42-- über die zugehörige Kurbel --15-- hinaus verlängert.
Zur Bearbeitung durch Abdrehen wird ein Drehstab --49-- von der näher liegenden Kurbel--15-- über ein Kegelradgetriebe im Übersetzungsverhältnis l : l angetrieben. Dieses Getriebe umfasst ein auf der Kurbel - 15-sitzendes Kegelrad-43-, das mit dem am einen Ende einer Welle --45-- befestigten Kegelrad - kämmt, welche am andern Ende ein Kegelrad-46-trägt, das mit einem Kegelrad-47kämmt ; dieses ist auf einer senkrechten Welle befestigt, welche den Werkzeughalter --48-- trägt; die Welle des Werkzeughalters--48--ist am freien Ende des Ansatzes--42--gelagert. Im Werkzeughalter --48-- wird der Drehstahl--49--exzentrisch angebracht.
Der Werkzeughalter --48-- dreht sich in derselben Phase wie die Arme der Kurbeln-15 und 16--.
Zum Fräsen wird der Ansatz --42-- zusammen mit dem Kegelradgetriebe und dem Werkzeug mit dem
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--42a-- ersetzt,--51-- angetrieben wird.
Zum Abdrehen der Dichtflächen des Gehäuses --11- eines Schiebers wird dieses mittels der verstellbaren Backen --9 und 10--eingespannt, wobei die Aufspannplatte --8-- zusammen mit ihrem Führungsring --6-- zum gewünschten Neigungswinkel entsprechend demjenigen der Dichtflächen eingestellt wird. Nach der Einspannung des Gehäuses und nach Einstellung seines Mittelpunktes durch Verschiebung des Grundkörpers-2--mittels der Gewindespindel --3-- wird der Schlitten --4-- mittels Gewindespindel --5-- derart verstellt, dass das Gehäuse in die dem Werkzeug--49--entsprechende Höhe gebracht wird, so dass die gewünschte Spanntiefe leicht entfernt werden kann.
Das Abdrehen der kreisringförmigen Dichtfläche kann von innen nach aussen oder umgekehrt erfolgen. Sollte es nötig sein, mehrere Schnitte vorzunehmen, so wird vor Beginn eines jeden Schnittes der Schlitten --4-- um die gewünschte Schnittiefe angehoben. Nach beendigtem Abdrehen einer Fläche wird das Gehäuse durch Drehen der Gewindespindel --3-- nach aussen verschoben ; die Aufspannplatte --8-- mit dem Gehäuse-11-wird um 1800 gedreht ; das Gehäuse wird erneut in den Mittelpunkt geschoben und wie oben abgedreht.
Nach Bearbeitung der zweiten Dichtfläche wird der Grundkörper-2-mit dem Gehäuse nach aussen verschoben, der Ansatz --42-- mit dem Getriebe usw. wird abgenommen, und an seiner Stelle wird der Ansatz-42b-mit dem Schleifwerkzeug --IIa-- (Fig.3) angebracht. Der Vorgang beim Schleifen der Dichtflächen ist analog jenem beim Abdrehen.
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Es versteht sich von selbst, dass bei Werkstücken mit abgenutzten Dichtflächen die Bearbeitung auch bloss durch Schleifen erfolgen kann.
Die Dichtflächen des Schieberkörpers werden ebenso bearbeitet wie diejenigen des Gehäuses, wobei sie mittels einem zusätzlichen Halter auf die eigentliche Aufspannplatte --8-- befestigt werden.
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