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Vorrichtung zum Bearbeiten von Brennkraftmaschinenkolben oder ähnlichen
Drehkörpern auf einem Mehrspindelautomaten mit Längs- und Quersupporten Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Brennkraftmaschinenkolben
oder ähnlichen Drehkörpern auf einem Mehrspindelautomaten mit Längs- und Quersupporten.
Die der Bearbeitung unterliegenden Körper haben einen von der Kreisform abweichenden
Querschnitt und sind daher urirund, beispielsweise oval, elliptisch oder auch nach
einer andern Kurve. verlaufend geformt, während ihre Mantellinie von. dem Verlauf
der Erzeugenden eines Zylinders abweicht.
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Um einen Brennkraftmaschinenkolben, dessen Ovalität vom offenen Kolbenteil
nach dem Kolbenboden hin zunimmt, auf einer Drehbank zu bearbeiten, ist es bekannt,
den Kolben, also, das Werkstück, auf der Drehbankspindel mitsamt einem Nocken aufzubringen,
so daß beide unmittelbar hintereinander angeordnet sind. Der Nocken ist auf seiner
ganzen Breite gleichmäßig oval.. Um diese Ovalität so, auf den Kolben zu übertragen,
daß sie vom Kolbenboden zum offenen Kolbenende abnimmt, ist eine an den ovalen Nocken
anliegende Abtastrolle am einen Ende eines doppelarmigen Hebels ge'age@rt, der um
eine die Drehachse senkrecht kreuzende Achse im Maschinengestell schwenkbar ist.
Das andere Ende dieses Hebels trägt eine einstellbare, Schiene; an der ein am Werkzeugschlitten
befestigter, ihn senkrecht zur Drehachse verschiebender Taststift anliegt, der während
des Längsvorschubes des Werkzeugschlittens und der dabei erfolgenden Bearbeitung
_ des Kolbens von der Bodenseite zum offenen Ende hin an der Schiene entlanggleitet
und sich dabei der Schwenkachse des doppelarmigen Hebels nähert. Dadurch, wird die!
Ouerbewegung des Werkzeuges und damit die, Ovalität des Kolbens während des Längsvorschubes
immer geringer. Diese Aufteilung in zwei Hilfsmittel, nämlich den ovalen Nocken
und die Gleitschiene, zur Erzeugung von in a,ufeinanderfo@lgenden Querschnitten
veränderlichen Ovalitäten setzt das Vorhandensein eines in einem Mehrspindelautomaten
normalerweise nicht vorhandenen Raumes voraus. Außerdem erfordert der Umbau für
andere Ovalitäten schon bei einer Drehbank viel Zeit, gesch.weige denn bei einem
Mehrspindedautomaten.
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Um diesen Nachteil zu umgehen, ist es auch, schon weiterhin bekannt,
von einem dreidimensionalen Musterstück Gebrauch zu machen und dessen Kontur mittels
einer Abtastrolle abzunehmen und auf das Werkstück, einen Kolben für eine Brennkra,ftmaschine,
zu übertragen. Das Musterstück ist auf einer besonderen Weile unterhalb der Drehachse
im Reitstock einer Drehbank angeordnet. Die sich dabei ergebende räumlich weite;
Entfernung zwischen dem Taster und dem Werkzeug läßt aber die Unterbringung einer
derartigen Anordnung in einem Mehrspindelautoniaten nicht zu. Bei der bekannten
Vorrichtung wird ferner von einer Schwinge in Form eines einarmigen Hebels Gebrauch:
gemacht, an dessen freiem Ende eine 20btastrolle sitzt, während in weitem Abstand
davon ein Quersupport mit dem Werkzeug auf der Schwinge fest angeordnet ist. Es
arbeiten somit die Abtastvorrichtu:ng und der Werkzeugstahl in zwei verschiedenen
Ebenen. Hierdurch ist aber keineswegs eine ausreichendei Gewähr dafür gegeben, daß
die Forderung auf Einhaltung größter Genauigkeit in der Bearbeitung erfüllt werden
kann, weil erfahrungsgemäß mit zunehmender Entfernung der Abtastrol'e- vorn Werkzeug
und. vor allem auch infolge der verschiedenebige:n Achsen durch Schwingungen das
Entstehen von Fehlern unvermeidbar ist. Die sinngemäße Übertragung einer solchen
Vorrichtung von Drehbänken auf Mehrspindelautomaten, auf welchen Werkstücke größter
Genauigkeit bearbeitet werden sollen, scheidet somit aus. Auch wäre die Anordnung
der Abtastrolle und des Werkzeugstahles auf ein und' denselben, um eine Achse schwingbaren
Träger nicht brauchbar, weil die Masse eines solchen Haltegliedes zwischen diesen
beiden Teilen viel zu groß ist, um den rasch aufeinanderfolgenden Änderungen in
der Formgebung an der Bearbeitungsstelle folgen zu können.
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Es ist ferner bekannt, Brennkraftmaschinenkolben zylindrisch auf Mehrspindelautomaten
zu bearbeiten. Es ist weiterhin auch schon vorgeschlagen worden, unter Verwendung
eines einzigen Musterstückes einen doppelarmigen Hebel mit Abtastrolle an einem
in der
Längsrichtung beweglichem Support zu befestigen. Die Abtastrolle
und das Werkzeug liegen dabei auf verschiedenen Seiten der Verbindungslinien der
Mitten vom Werkzeug und einem dreidimensional gestalteen Musterstück. Bei dieser
in Vorschlag gebrachten, ab,e.r noch nicht bekanntgewordenen Vorrichtung sind besondere
Kupplungsglieder notwendig, um eine gleiche Winkellage des Werkstückes mit dem Musterstück
und einen Synchronlauf derse.ben zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Bearbeitung von Kolben für Brennkraftmaschinen
oder ähnlichen Drehkörpern. auf einem Mehrspindelauto@maten mit Längs--und Quersupporten
dadurch, daß auf den Spindeln des Automaten unmittelbar hinter den Werkstücken je
ein das nachzuformende Profil enthaltendes Musterstück angeordnet ist, dessen Form
über einen Taster auf einen gegen Federdruck quer zur Werkstückspindel verschiebbaren,
das. Werkzeug und den Taster aufnehmenden Zusatzsupport übertragbar ist. Dabei wird
der Zusatzsupport von einem auf einem der Quersupporte axial verschiebbaren Hilfssupport
getragen.
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Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens.
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Abb. 1 zeigt einen Teil eines Mehrspindelautomaten in Ansicht; Abb.
2 veranschaulicht die Supportanordnung, teils in Ansicht, teils im Querschnitt,
während Abb. 3 den Grundriß der letzteren erkennen läßt. Die Trommel a eines Sechsspdndelautomaten
enthält die Lagerungen für die Einzelspindeln, auf welchen die Werkstücke aufgespannt
werden. So ist im vorliegenden. Fall der Rohling b eines Kolbens für Brennkraftmaschinen,
dessen Oberfläche oval bearbeitet werden so,_l, eingespannt. Durch den Sechsspindelautomaten
werden die Kolben außerdem weiteren. Bearbeitungsvorgängen unterworfen.
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Die Trommel des Automaten wird entsprechend der Einstellung der Maschine
nach Ablauf jedes einzelnen Bearbeitungsvorganges selbsttätig weitergeschaltet.
Hinter jedem Kolben b befindet sich ein Musterstück c. Der Ko'.ben b soll entsprechend
dem Verlauf der Oberfläche dieses Musterstückes bearbeitet werden. Hierzu dienen
ein Taster d und das Werkzeug e, die beide in einem Zusatzsupport f untergebracht
sind. Der Zusatzsupport f ist in radialer Richtung verschiebbar gelagert und steht
unter Einwirkung einer Feder g. Als Widerlager ist eine Rolle h vorgesehen, die
sich längs einer Schiene i abstützt .und eine axiale Verschiebung des Zusatzsupportes
mittels eines Hilfssupportes k gestattet. Beide Supporte und auch die Schiene i
sind an einem oberen Quersupport o am Automaten fest angeordnet. Die Steuerung des
Hilfssupportes 1e geschieht über ein Hebelsystem m, das entsprechend der Einstellung
der Maschinenkurve die Größe der Axialbewegung überträgt. Der Hilfssupport ist am
Quersupport mittels einer Schwalbenschwanzführung n in axialer Richtung verschiebbar.
Der Zusatzsupport f erhält seine Führung gegenüber dem Hilfssupport k ebenfalls
unter Verwendung eines schwalbenschwanzartigen Verbindungsgliedes oder auch unter
Benutzung von in vertikal verlaufenden Nuten angeordneten Kugeln p.
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Bei der Bearbeitung des Kolbenrohlings b nach dem Musterstück c wird.
der Hilfssupport 1e und damit auch der Zusatzsupport f in Richtung der Achse des
Rohlings b bewegt. Diese Bewegung wird über das Hebelgestänge in entsprechend der
Einstellung der Maschinenkurve eingeleitet, wobei die Vorschubkraft über die Lasches
q übertragen wird. Während dieser Axialbewegung erfclgt gleichzeitig die radiale
Schwingbewegung des Zusatzsupportes f, so daß sich beide Bewegungen überlagern.
Nachdem das Werkzeug e am Ende der Bearbeitungsfläche ange'_angt ist, werden die
beiden Supporte k und f, die auf dem Quersupport o festsitzen, von diesem
hochgehoben und entsprechend der Kommandcgab.e des Automaten in die Anfangsstellung
wieder zurückgeführt. Während dieser Bewegung erfolgt auch die Zurückziehung des
gemeinsamen Supportsystems k und f durch die Rückwärtsbewegung der
Lasche q.