CS254401B1 - Apparatus for first machining and regeneration the working position of the distribution cams - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro první opracování a obnovování pracovní plochy rozvodových vaček, zejména klíčů brzd motorových vozidel s profilem ve tvaru evolventy nebo Archimedovy spirály čelní frézou nebo plochou brusného kotouče kolmou к vlastní ose otáčení.

U známého zařízení se к opracování rozvodových vaček a klíčů brzd používá čelní frézy, jejíž osa otáčení je kolmá к ose otáčení obrobku. Osa otáčení čelní frézy je rovnoběžná s rovinou vedení hlavního vřeteníku a obvykle se odchyluje od osy otáčení obrobku.

Vřeteno pro otáčení obrobku je připojeno přes převod ozubenými koly v poměru 1:1 к rozvodovému hřídeli. Na rozvodovém hřídeli je uložena vzorová vačka, podle níž je uložen pomocí pružiny hlavní vřeteník posuvný po vedení. Osa hlavního vřetena, popřípadě osa čelní frézy připevněné na hlavním vřetenu, je rovnoběžná se směrem pohybu hlavního vřeteníku. Při otáčení rozvodového hřídele se profil, to jest pracovní plocha obrobku, opracovává čelní frézou podle profilu vzorové vačky na principu kopírování.

Značný nedostatek tohoto známého* řešení spočívá v tom, že úroveň technického provedení zařízení silně zaostává za technickou úrovní způsobu, к jehož provedení je určeno známé zařízení. Princip opracování plochy i na známém zařízení čelní frézou patří totiž v důsledku nízkých vlastních nákladů к nejpokrokovějším.

Známé zařízení má několik nedostatků.

Vzorová vačka a ovládaný mechanismus se dotýkají v přímce, v důsledku čehož lze vzorovou vačku zatížit jen v omezené míře. Vytváření profilu vzorové vačky je nákladné, její přesnost je omezená. Pro opracování každé jednotlivé rozvodové vačky . je třeba vždy jiné vzorové vačky. Použitelnost známého zařízení je z hlediska tvaru a dr nu opracovávané rozvodové vačky omezené. Nelze proto například opracovat profily označené na obr. 2 plnou čarou, když rozmanité profilové úseky vzájemně po sobě následují s malým středovým úhlem a as velkou změnou poloměru AR a/, nebo . když se profilové úseky podél řídící křivky dvakrát nebo vícekrát opakují.

Na známém zařízení není dále možno opracovat klíč brzdy libovolného profilu, jako například pracovní plochu klíče brzdy, kde není profil · pracovní plochy jako evolventy odvozen ze základní kružnice, jejíž střed je totožný s osou otáčení klíče, nýbrž od základní kružnice, jejíž střed je od osy otáčení brzdového klíče, v určitém směru vzdálen. Tímto provedením se vyrovnává při používání pokles brzdicí síly. Na obr. 2 je znázorněn plnou čarou u brzdových klíčů při stejném ovládání a na stejném místě vestavění evolventový profil se základní kružnicí soustřednou a osou otáčení, kdežto evolventový profil s výstřednou základní kružnicí je znázorněn čárkovaně.

Kdyby bylo možno při obnovování opotřebované pracovní plochy brzdového klíče vyrobit čárou znázorněnou čárkovaně evolventu vyvozenou ze základní kružnice s posunutým středem, bylo by možno vyrobit při obnovování pracovní plochu s vyšší užitkovou hodnotou, než byla užitná hodnota brzdového klíče při prvním opracování. U známého zařízení však není takováto možnost zajištěna, v čemž spočívá jeden z jejích největších nedostatků.

Další nevýhoda spočívá v tom, že na známém zařízení je možno současně opracovávat pouze jeden obrobek, což je z hlediska produktivity nevýhodné.

Úkolem vynálezu je zkonstruovat na rozdíl od známého zařízení pro opracovávání a obnovování pracovní plochy rozvodových vaček, zejména klíčů brzd motorových vozidel s profilem ve tvaru evolventy nebo Archimedovy spirály čelní frézou nebo plochou brusného kotouče kolmou к vlastní ose otáčení obrobku, zařízení bez vačkového rozvodu s vysokou produktivitou opracování pracovních ploch, u nichž rozmanité profilové úseky po sobě vzájemně následují s velkou změnou poloměru náležejícího к malému středovému úhlu a/nebo se profilové úseky podél řídicí křivky dvakrát nebo několikrát opakují.

Zařízení sestává ze známých prvků, jimiž jsou úložné saně pojízdné po vedení vytvořeném na stojanu kolmo na osu otáčení obrobku, hlavní vřeteno s'hlavou nástroje uloženého na úložných saních, hlavní vřeteník sklopný pro nastavení úhlu svíraného úložnými saněmi s hlavním vřetenem, motor otáčející hlavním vřetenem, převodové kotouče, hnací ústrojí a kinematický řetěz obsahující motor pomocného pohonu, ozubená kola, řadicí hřídel, ozubenou tyč připevněnou к úložným saním a ozubené kolo, které je v záběru s ozubenou tyčí, hnací pastorek připevněný к druhému konci řadicího hřídele, který je v záběru s ozubenými koly.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že dále sestává z vloženého hřídele spojeného kluzným ložiskem s jednou polovinou jednostranné zubové spojky přitlačované pružinou к druhé polovině této spojky připevněné к vřetenu obrobku, přičemž vnitřní část volnoběhu je připevněna к vřetenu obrobku a vnější část je připevněna к vřeteníku obrobku. К podstatě vynálezu dále náleží, že na jedné polovině jednostranné zubové spojky je provedeno tolik drážek, kolik pracovních ploch obrobku má být opracováno nebo několikanásobkem tohoto počtu.

Mezi geometrickou osou hrotů a jejich osou otáčení nebo jiného ústrojí pro upínání obrobku je výstřednost s pevnou nebo nastavitelnou hodnotou. Zařízení podle vynálezu obsahuje jednu nebo několik hlav nástroje pro odstraňování třísek spojených bezeskluzovým pohonem s vřeteny obrobku.

254 401

Vynález vychází z poznatku, že spojí-li se obrobek a úložné sáné nesoucí hlavní vřeteník v prostorovém uspořádání, jak je tomu u známého zařízení, avšak převodem sestávájícím z ozubených kol, s prvky přeměňujícími otáčivý pohyb na pohyb přímočarý, například kinematický řetěz obsahující ozubená kola a ozubenou tyč, bude profil evolventou opracovávané plochy.

Použije-li se stejného uspořádání a stejného kinematického řetězu, avšak osa hlavního vřeteníku bude v poměru к rovině úložných saní šikmo nastavitelná, bude profil opracovávané plochy Archimedovou spirálou.

Tím je zajištěno, že geometrická osa a osa otáčení upínacího zařízení obrobku jsou vzájemné výstředné o pevnou nebo nastavitelnou hodnotu, což znamená, že se obrobek otáčí kolem osy, která . není totožná s mechanickou osou otáčení obrobku, čímž je umožněno vytvářet křivky, které vzniknou transformací evolvent a Archimedových spirál s přesazenými osami. Takovýmto způsobem je možno změnou tří faktorů, převodu s ozubenými koly, klopného úhlu osy hlavního vřetena vzhledem к rovině úložných saní a výstřednosti dosáhnout neomezeného množství rozmanitých křivek.

Vychází se z předpokladu, že opracováním se mají vytvořit profily ve tvaru evolventy nebo Ajchimedovy spirály, přičemž rozdíl základní kružnice a rozdíl výstřednosti u těchto profilů je nejméně o 0,1 mm. Použije-li se zařízení s rozmezím základní kružnice 20 mm s možností nastavení úhlu hlavního vřetena, jehož je к tomu třeba, a s rozmezím výstřednosti 20 mm, je možno vyrobit (200 evolvent + 200 spirál) x 200 transformovaných poloh, což se rovná 80.000 křivek.

Problém, vznikající v důsledku malého středového úhlu, patřícího к velkým změnám poloměru a problém dělení vznikající v důsledku dvojitého nebo několikanásobného opakování pracovních poloh, je možno vyřešit sériovým zapojením jednostranné zubové spojky a stejnosměrného volnoběhu a. jejich uspořádáním v kinetickém řetězu spojujícím obrobek a úložné saně tak, že spojka a volnoběh jsou ovládány protisměrně. Spojka se tedy uvolňuje ve směru otáčení, přičemž se volnoběh blokuje a naopak. Jedna polovina stejnosměrného volnoběhu je připevněna к vřeteníku obrobku.

Výhody podle vynálezu spočívají v tom, že zařízení umožňuje levné, vysoce produktivní a dokonalé opracování pracovních ploch rozvodových vaček, zejména klíčů brzd, levné, přesné a vysoce produktivní opracování pracovních ploch, které by bylo možno, a to méně kvalitně opracovat pouze kováním nebo kopírovací čelní stopkovou frézou, opracování s odběrem třísek, například pracovních ploch klíčů brzd, které mohou konkurovat s dokončovacím kováním. Zařízením podle vynálezu je možno vyrobit několikanásobně přesnější pracovní plochy než dokončovacím kováním.

Všeobecně je možno tvrdit, že zařízení podle vynálezu vycházející z nového poznatku zajišťuje produktivní, přesné a levné opracování pracovních ploch rozvodových vaček, zvláště klíčů brzd motorových vozidel mimořádně pružným způsobem a v míře, jíž nebylo dosud schopno dosáhnout žádné zařízení. Zařízení podle vynálezu současně umožňuje obnovení opotřebované pracovní plochy klíčů brzd motorových vozidel, čímž tyto klíče nabývají vyšší užitné hodnoty než byla jejich původní hodnota. .

Vynález je blíže vysvětlen s odvoláním na výkresy, na nichž je znázorněn příklad jednoho provedení zařízení podle vynálezu. Na výkresech značí obr. 1 jeden z charakteristických profilů, který lze vyrobit na zařízení podle vynálezu, bbr. 2 profil evolventy klíče brzdy v původním stavu a ve stavu po obnovení, obr. 3 kinematické schéma zařízení podle vynálezu, obr. 4 pohled na kinematické schéma podle obr. 3 ze směru IV ve zvětšeném měřítku, obr. 5 pohled na schéma podle obr. 3 ze směru V ve zvětšeném měřítku, obr. 6 detail VI podle obr. 3 ve zvětšeném měřítku, obr. 7 detail VII podle obr. 3 ve zvětšeném měřítku, obr. 8 výstředně upnutý obrobek.

Úkolem zařízení je opracovat pracovní plochy 2, 3 obrobku 1 klíče brzdy, znázorněno na obr. 2, 5.

Jak je patrno z obr. 4 je na stojanu 4 stroje vytvořeno vedení 5, po němž pojíždějí úložné saně

6. Úložné saně 6 se pohybují v rovině vedení 5 kolmo vzhledem к ose otáčení obrobku 1. Na úložných saních 6 je umístěn hlavní vřeteník 7 klopný v rovině kolmé na rovinu vedení 5 úložných saní 6. V hlavním vřeteníku 7 je uloženo hlavní vřeteno 9 nesoucí hlavu 8 nástroje pro odebírání třísek. Úhel mezi hlavním vřetenem 9 a rovinou vedení 5 úložných saní 6 je nastavitelný. Hlavní vřeteno 9 je spojeno pomocí kotoučů 11 a 13 a hnacího prvku 12, například klínového řemene, s motorem 10 hlavního pohonu.

Podle obr. 3 je na hřídeli motoru 14 pomocného pohonu připevněno ozubené kolo 15, zabírající do ozubeného kola 16, připevněného na řadicím hřídeli 17. Jeden konec řadicího hřídele 17 je spojen přes prvky přeměňující otáčivý pohyb na pohyb přímočarý, například přes ozubené kolo 18 a ozubené kolo 19 s úložnými saněmi 6. Druhý konec řadicího hřídele 17 je spojen přes ozubený převod, sestávající z hnacího pastorku 20, vloženého kola 21, z výstupního ozubeného kola 22 s vloženým hřídelem 23. Vložený hřídel 23 je spojen jednostrannou zubovou spojkou 24, zatíženou pružinou, s vřetenem 26 obrobku 1. Jedna polovina 24 a jednostranné zubové spojky 24 je spojena přes posuvnou pružinu 24c a přes pružinu 24b s vloženým hřídelem 23, přičemž dosedá v axiálním směru na pružinu 24b. První polovina 24a jednostranné zubové spojky 24 je opatřena nejméně jednou čelistí 24d, nanejvíš však jen tolika čelistmi, kolik pracovních ploch obrobku 1 má být opracováno nebo několikanásobkem tohoto počtu při zvýšeném počtu vřeten 26 obrobku 1 a hlav 8 nástroje pro odebírám třísek. Druhá polovina 24e jednostranné zubové spojky 24 zatížené pružinou 24b je připevněna na vřetenu 26 obrobku 1, přičemž počet drážek 24f je shodný s počtem pracovních ploch, které mají být opracovány na obrobku 1 nebo je několikanásobkem tohoto počtu. К vřetenu 26 obrobku 1 je připevněna vnitřní část 27a stejnosměrného volnoběhu 27.· Jeho vnější část 27b je však přidržována na vřeteníku 28 obrobku 1 (obr. 7). Jednostranná zubová spojka 24 a stejnosměrný volnoběh 27 pracují v opačném směru. .

Obrobek 1 je upnut mezi hrotem 29 na konci vřetena 26 obrobku 1. Za účelem orientace a unášení к vřetenu 26 obrobku 1 je mezi vřetenem 26 obrobku 1 a obrobkem 1 uspořádán unášeč 32 zabírající do vývrtu 31 v obrobku 1.

Zařízení podle vynálezu pracuje například v případě, kdy pracovní plochy 2, 3 jsou evolventami, takto:

Obrobek 1 se upne mezi hrotem 29 a opěrným hrotem 30 a je v čelním vývrtu 31 orientován unášečem 32. Ozubená kola 20 a 22 jsou uložena podle počtu zubů závislého na parametrech evolventy.

Úhel mezi hlavním vřetenem 9 a vedením 5 úložných saní 6 je nastaven na β = 0°. Rozteč „K“ mezi čelní plochou hlavy 8 nástroje pro odebírání třísek a osou obrobku 1 se nastavuje podle parametrů pracovních ploch. 2, 3, závislých na profilu evolventy. Výchozí poloha 33 je znázorněna na obr. 5, kde je čelní plocha hlavy 8 nástroje pro odstraňování třísek ve výchozí poloze 33. Zapne se rotace hlavního hřídele 9. Rotace motoru 14 pomocného pohonu se zapne tak, aby se úložné saně 6, poháněné přes ozubené kolo 18 a ozubenou tyč 19 přibližovaly pracovním posuvem к obrobku 1. Současně se uvádí vřeteno 26 obrobku 1, a tím i obrobek 1 přes ozubená kola 20, 21, 22, jednostranná zubová spojka 24 zatížená pružinou a stejnosměrný volnoběh 27.

S takto nastaveným zařízením se pracovní plocha 2 opracovává na pracovní plochu s evolventou. Pracovní posuv trvá až do skončení opracovávání, kdy čelní plocha hlavy 8 nástroje pro odstraňování třísek dosáhne polohy 34. V tomto okamžiku se smysl otáčení motoru 14 pomocného pohonu přepne na opačný směr. Úložné saně 6 se vracejí s hlavou 8 nástroje pro odstraňování třísek, která je na nich umístěna, zpět do výchozí polohy 33. Během rychlého návratu úložných saní 6 se obrobek 1 neotáčí, neboť stejnosměrný volnoběh 27 je blokován a jednostranná zubová spojka 24 je rozpojena. Na počátku rychlého návratu úložných

254 401 saní 6 vyčnívá čelist 24d z drážky 24f (obr. 6) a zabírá opět do druhé drážky 24f v poloze rozdílné o 180°, přičemž čelní plocha hlavy 8 nástroje pro odstraňování třísek, umístěné do úložných saní 6, se vrací do výchozí polohy 33. Poté se opracovává popsaným způsobem pracovní plocha 3 a opětovným návratem čelní plochy 8 nástroje pro odstraňování třísek do výchozí polohy 33 končí opracování obou pracovních ploch 2, 3 celého obrobku 1 v poloautomatickém cyklu. Obrobek 1 se vyjme z hrotů 29,30.

U výhodného provedení zařízení podle vynálezu je podle obr. 8 mezi geometrickou osou 36, 37 hrotů 29, 30 a osou otáčení 35 každého hrotu 29,30 nebo jiného upínacího zařízení, jímž je upnut obrobek 1, pevná nebo nastavitelná výstřednost „e“.

Další výhodné provedení spočívá v tom, že zařízení podle vynálezu obsahuje mimo vřeteno 26 obrobku 1 další vřeteno obrobku 1 s bezeskluzovým pohonem. V tomto případě je možno podle volby průměru hlavy 8 nástroje pro odebírání třísek a rozteče os vřeten 26 obrobku 1 současně opracovávat dva obrobky 1.

Za účelem zvýšení produktivity je možno počet vřeten 26 obrobku 1 a hlav 8 nástroje pro odebírání třísek libovolně zvýšit. Zařízení se tím nijak zvláště nekomplikuje, jelikož popsaný kinematický řetěz spojující obrobek 1 s úložnými saněmi 6 může pohánět zařízení opatřené libovolným počtem vřeten 26 a hlav 8 nástroje pro odstraňování třísek.

Zařízení podle vynálezu tedy obsahuje hlavu 8 nástroje pro odebírání třísek a vřeteno obrobku 1 jednu nebo více hlav 8 nástroje pro odebírání třísek a několik vřeten 26 obrobků 1, spojených bezeskluzovým pohonem s vřetenem 26 obrobku 1.

U zařízení podle vynálezu je možno spřáhnout vřeteno 26 obrobku 1 se stojanem 4 stroje a hlavní vřeteník 7 s úložnými saněmi 6 nebo opačně.

Claims (4)

1. Zařízení pro první opracování a obnovování pracovní plochy rozvodových vaček, zejména klíčů brzd motorových vozidel s profilem ve tvaru evolventy nebo Archimedovy spirály čelní frézou nebo plochou brusného kotouče kolmou к vlastní ose otáčení, sestávající z úložných saní pojízdných po vedení vytvořeném na stojanu kolmo na osu otáčení obrobku, z hlavního vřetena s hlavou nástroje uloženého na úložných saních, z hlavního vřeteníku sklopného pro nastavení úhlu svíraného úložnými saněmi s hlavním vřetenem, z motoru otáčejícího hlavním vřetenem, z převodových kotoučů, z hnacího ústrojí a z kinematického řetězu obsahujícího motor pomocného pohonu, ozubená kola, řadicí hřídel, ozubenou tyč připevněnou к úložným saním a ozubené kolo, které je v záběru s ozubenou tyčí, hriací pastorek připevněný к druhému konci řadicího hřídele, který je v záběru

254 401

7 .

s ozubenými koly, vyznačující se tím, že dále sestává z vloženého hřídele (23) spojeného kluzným ložiskem s jednou polovinou (24a) jednostranné zubové spojky (24) přitlačované pružinou (24b) к druhé polovině (24e) této spojky (24), připevněné к vřetenu (26) obrobku (1), přičemž vnitřní část (27a) volnoběhu (27) je připevněn к vřetenu (26) obrobku (1) a vnější část (27b) je připevněna к vřeteníku (28) obrobku (1).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že na jedné polovině (24e) jednostranné zubové spojky (24) je provedeno alespoň tolik drážek (24f), kolik pracovních ploch obrobku (1) má být opracováno.

3. Zařízení podle bodů 1, 2, vyznačující se tím, že mezi geometrickou osou (36, 37) hrotů (29, 30) a jejich osou otáčení (35) nebo jiného prostředku pro upínání obrobku (1) je výstřednost (e) s pevnou nebo nastavitelnou hodnotou.

4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje jednu nebo několik hlav (8) nástroje pro odstraňování třísek, spojených bezeskluzovým pohonem s vřeteny (26) obrobku (1).