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Vorrichtung zum zentrischen Aufspannen selbstfedernder Ringe, insbesondere
von Kolbenringen, auf einen Spanndorn Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die
es ermöglicht, eine größere Anzahl von selbstfedernden Ringen, insbesondere von
Kolbenringen, zum Zwecke der Bearbeitung ihrer Laufflächen am Stoß zu schließen,
auf eine gemeinsame Achse auszurichten und durch gegenseitiges Verspannen in axialer
Richtung zu einem für die gemeinsame Bearbeitung .geeigneten Paket zu vereinigen.
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Es ist bekannt, Kolbenringe, die an ihrer Lauffläche mit umlaufenden
Nuten und axial gerichteten Schlitzen versehen werden sollen, von Hand in eine dem
Zylinderdurchmesser entsprechende Hülse zu bringen und sie dann auf einer Dreh-
oder Fräsbank durch einen .Spanndorn zwischen Planscheiben axial gegeneinander zu
verspannen. Die Hülse wird danach mit Hilfe feinere besonderen Vorrichtung abgezogen,
wonach. der Dorn mit dem Ringpaket zur Bearbeitung in eine Maschine eingesetzt werden
kann. Es ist ferner bekannt, über auf einer waagerecht liegenden Planscheibe spannungslos
aufgeschichtete geschlitzte Kolbenringe mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung
eine einseitig bis auf den Durchmesser der spannungslosen Ringe aufgeweiteten Spannhülse
zu schieben und alsdann die Ringe zwischen der sie tragenden und einer weiteren,
auf sie aufgelegten Planscheibe über Dorn und Keil in axialer Richtung einzuspannen.
Bekannt ist es auch, zu einem Paket zusammengestellte Kolbenringe zwischen zwei
außen um das Paket herumgelegten Halbschalen am Stoß zusammenzudrücken und dann
axial durch einen Dorn zwischen Planscheiben zu verspannen. Alle diese bekannten
Verfahren haben den Nachteil, daß das Schließen und gegenseitige Verspannen der
Ringe sehr umständlich und zeitraubend ist.
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Auch die Verwendung einer mechanisch angetriebenen Spannhülse erfordert
umständliche Handarbeit, da die Ringe vor dem. Aufschieben ,der Hülse von Hand ziemlich
genau auf die Hülsenachse ausgerichtet werden müssen. Vor allem aber haben alle
bekannten Maßnahmen und Einrichtungen den Nachteil, daß das Verspannen .der Ringe
zu .einem geschlossenen Paket außerhalb der Bearbeitungsmaschine erfolgt und infolgedessen
das Paket zum Bearbeiten der Ringe in die Maschine eingesetzt und nach dem Bearbeiten
wieder aus ihr herausgenommen werden muß. Dadurch geht nicht nur Zeit verloren,
sondern es leidet auch die Genauigkeit und Maßhaltigkeit der auf der Dreh-oder Fräsbank
bearbeiteten Ringe. Beim Überdrehen von Kolbenringen kommt es nämlich darauf an,
den Ringen eine Form zu geben, die genau den Spannungsverhältnissen entspricht,
die der Ring innerhalb eines Motorzylinders aufweisen soll. Dies erfordert die Einhaltung
äußerst geringer Toleranzen, die in den Abmessungen und im Krümmungsverlauf der
Ringe durchweg unter 1/1o mm liegen, zum Teil nur wenige Hündertstelm.illimeter
betragen dürfen. Die übereinstimmende Einhaltung dieser Toleranzen an einer größeren
Serie von Kolbenringen wird gefährdet, wenn Teilmengen solcher Ringe bestimmter
Abmessungen wechselnd auf verschiedene Vorrichtungen aufgespannt und zudem diese
Vorrichtungen laufend mit der Bearbeitungsmaschine verbunden und wieder von ihr
getrennt werden.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird mit der Erfind-ung vorgeschlagen,
bei einer Vorrichtung zum zentrischen Aufspannen von zu mehreren aufeinanderliegenden,
in gespanntem Zustand an ihrer Außenfläche auf einer Dreh- oder Fräsbank zu bearbeitenden
selbstfedernden geschlitzten Kolbenringen, die aus einem die Ringe zwischen zwei
axial gegeneinanderspannbaren Endscheiben aufnehmenden Dorn und einer über die spannungslos
auf den Dorn aufgeschobenen Ringe aufschiebbaren, einseitig bis mindestens auf den
Außendurchmesser der spannungslosen Ringe aufgeweiteten Spannhülse besteht, den
Spanndorn in der Spindel der Bearbeitungsmaschine selbst festzulegen, auf ihn und
zwischen den Endscheiben eine auswechselbare Zentrierbüchse aufzuschieben, deren
Außendurchmesser nur wenig kleiner ist als der Durchmesser der jeweils zu bearbeitenden
Ringe in gespanntem Zustand, ,die äußere Endscheibe zum Andrücken gegen das auf
den Dorn aufgebrachte Ringpaket mit einer durch die Spindel und den. Dorn hindurchgeführten
Zugstange zu verbinden und die Spannhülse an einem koaxial zur Spindel verschiebbaren
Halter lösbar zu befestigen.
Durch die Verwendung eines erfindungsgemäß
fest mit der Bearbeitungsmaschine verbundenen Dorns werden Ungenauigkeiten, die
sich aus der Verwendung mehrerer auswechselbarer Dorne und aus den sich ständig
wiederholenden Umspannvorgängen ergeben, sicher vermieden. Die dem Innendurchmesser
der jeweils aufzuspannenden Ringe angepaßte und auf den Dorn aufgeschobene Büchse
gestattet es, die Ringe so an ihr aufzuhängen, daß sie bereits annähernd mit der
Spindelachse zentriert sind :und nur durch Überschieben der Spannhülse :geschlossen
und völlig genau zentriert zu werden brauchen, während die gleichfalls mit der Bearbeitungsmaschine
eine Einheit bildende Vorrichtung zum axialen Verspannen der Ringe und zum Überschieber
der Hülse zum radialen Spannen besondere, zum Zentrieren und zur Erzeugung der verschiedenen
Spannkräfte notwendige Einrichtungen entbehrlich machen. Wenn die das Ringpaket
begrenzenden Endscheiben den Spanndorn ohne Spiel umgeben und in ihrem Außenumfang
dem Innenumfang der Büchsbohrung entsprechen, wird beim Aufschieben der Spannhülse
zugleich mit dem Spannen der Ringe auf die Hülse auf dem Dorn zentriert.
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Sollen die auf den Dorn aufzuspannenden Kolbenringe später mit axial
:gerichteten Schlitzen versehen werden, die eine bei allen Ringen eines Paketes
übereinstimmende Lage zum Stoß besitzen, ist vorteilhaft an der Innenwand der Spannhülse
eine axial gerichtete, an sich bekannte Führungsleiste vorgesehen, die sich in die
Kolbenringstöße einschiebt. Die Kolbenringe müssen bei Verwendung einer solchen
Hülse vor deren Aufschieben mit ihren Stoßöffnungen in gleicher Richtung liegen,
so, daß die Führungsleiste nur noch die zenaue Laze festzulezen braucht. Um den
Spanndorn für die Bearbeitung von Ringen verschiedener Innendurchmesser verwendbar
zu machen, sind auf ihn gegeneinander auswechselbare Büchsen aufziehbar, deren Außendurchmesser
jeweils um ein geringes Maß unter dem Innendurchmesser der zu bearbeitenden Kolbenringe
liegt. Die beiden das Kolbenringpaket an den Stirnflächen der Außenringe fassenden
Planscheiben, deren Außenumfang genau dem der am Stoß :geschlossenen Ringe und dem
Innenumfang der aufschiebbaren Hülse entsprechen muß, sind ebenfalls auswechselbar
auf dem Dorn gehalten. Eine von ihnen liegt an einem Bund der Maschinenwelle an,
während die andere teilweise über das Ende des Dorns vorsteht und an dem mit der
den Dorn durchsetzenden Schubstange befestigten Spannmittel anliegt. Der Dorn kann
auch seinerseits auswechselbar mit der Maschine verbunden sein.
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Die Spannhülse ist vorteilhaft mit einer Stirnseite an einem Planteller
befestigt, der an der Stirnseite einer in axialer Verlängerung des Spanndorns längs
verschieblich am Maschinenbett angeordneten Schubstange gehalten ist. Da die Hülse
jeweils nur zum Aufspannen von Ringen bestimmten Außenumfangs geeignet ist, muß
sie auswechselbar gegen eine solche anderen Innendurchmessers am Teller befestigt
sein.
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Es ist auch möglich, die Spannhülse an einem die Maschinenwelle umgebenden,
axial verschiebbaren Ring zu befestigen und diesen Ring von der gleichen Seite aus
zu steuern von dem auch die im Dorn verschiebliche Stange betätigt wird; doch ist
es einfacher, Stange und Hülse getrennt und von gegenüberliegenden Seiten her anzutreiben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die den Gegenstand
er 'Erfindung bildende Aufspannvorrichtung im Längsschnitt dargestellt. Der in der
Maschinenwelle 1 sitzende Spanndorn 1' ist von einer Büchse 2 und den lose aufgeschobenen
Endscheiben 3, 4 spielfrei umgeben. Zwischen den Endscheiben 3, 4 befindet sich
das Kolbenringpaket 5. Innerhalb des Dorns 1' ist die Stange 6 axial beweglich,
auf ihr den Spanndorn 1' überragendes Ende ist eine Steckscheibe 7 aufgeschoben.
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Die radial spannende Hülse 8 ist mittels Schrauben 9 mit dem Planteller
10 lösbar verbunden. Die Schrauben 9 durchsetzen den Teller 10 in radialen Schlitzen,
die das Aufspannen verschieden großer Hülsen und deren Zentrierung erlauben. Die
Stange 6 steht mit einem links, die den Planteller 10 tragende Stange mit einem
rechts angeordneten (nicht gezeichneten) Preßluftantrieb in Verbindung.
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Ein Aufspannvorgang spielt sich wie folgt ab. Zunächst wird auf den
Dorn 1' die dem Außendurchmesser der zu bearbeitenden Ringe entsprechende Endscheibe
3 aufgeschoben. Dann folgt dieBüchse 2, deren Außendurchmesser etwas kleiner ist
als der Innendurchmesser der Ringe bei geschlossenem Spalt, worauf die einzelnen
Ringe zu einem zunächst lose auf dem Dorn hängenden Paket 5 auf die Büchse 2 gehängt
werden. Dann folgt die Endscheibe 4, deren Außendurchmesser ebenfalls dem der Ringe.
entspricht. Sie dient als Abschluß und erhält nur noch durch die auf der Stange
6 sitzende Steckscheibe 7 ein Widerlag-er gegen axiale Verschiebung. Die Hülse 8
wird nur zunächst leicht mit der Planscheibe 10 verbunden und über das Kolbenringpaket
5 mit den Endscheiben 3, 4 gefahren. Dabei wird die Hülse 8 genau für den entsprechenden
Ringdurchmesser zentriert, und die Schrauben 9 können fest angezogen werden. Für
alle weiteren Arbeitsgänge ist .dann kein Zentrieren oder Verstellen mehr erforderlich,
solange Ringe gleichen Außenumfangs bearbeitet werden. Nach der radialen Spannung
des Kolbenringpaketes 5 wird die Stange 6 in Pfeilrichtung gefahren, wodurch das
Kolbenringpaket 5 axial zwischen den Endscheiten 3, 4 zusammengespannt wird. jetzt
kann -die Hülse 8 von dem Paket 5 zurückgefahren werden, und das Paket 5 liegt zwischen
den Planscheiben 3, 4 für die Bearbeitung frei.