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Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Hohlkörpern Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung zum gleichzeitigen spanabhebenden Unrundbearbeiten
der inneren und äußeren Umfangsflächen von Hohlkörpern, insbesondere von Kolbenringpaketen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu einem Paket zusammengespannte
Kolbenringe zwischen den Schenkeln eines mit einer Drehbank verbundenen U-förmigen
Jochs um die Spindelachse drehbar zu halten und an ihren inneren und äußeren Umfangsflächen
gleichzeitig spanabhebend urirund zu bearbeiten. Die Drehwerkzeuge sind dabei über
einen gemeinsamen oder über getrennte Träger auf einer um ihre Achse hin- und her
drehbar und zugleich axial beweglich gelagerten Welle -gehalten. Die das Werkstück
tragende -Spindel bewegt sich ausschließlich um ihre Achse, während der Werkzeugträger
sowohl die Schwenk- als auch die Vorschubbewegungen ausführt. Die Drehbewegungen
der Welle werden von einer Schablone aus gesteuert, die um eine zur Spindelachse
und zur Werkzeugträgerachse parallele Achse umläuft und deren Umfang von einem uridrehbar
auf der Werkzeugträgerwelle befestigten Hebel abgetastet wird.
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Auch wurden schon Steuervorrichtungen für im Kopierverfahren arbeitende
spanabhebende Werkzeugmaschinen vorgeschlagen, bei denen zur Steuerung des Kopiervorganges
zwei Winkelhebel vorgesehen sind, deren Achsabstand veränderlich ist und deren zusammenwirkende
Hebelarme sich entgegengesetzt zueinander in Richtung ihres Achsabstandes erstrekken
und bei denen der Hebelarm des einen Winkelhebels mit einer Rolle od. dgl. an einer
Fläche eines Hebelarmes des zweiten Winkelhebels anliegt, der mit seinem anderen
Hebelarm die Schablone abtastet. Dadurch, daß zugleich mit einer Veränderung der
Einstellung des Werkzeuges in bezug auf die Umlaufachse des Werkstückes auch der
Achsabstand der Winkelhebel verändert wird, wird erreicht, daß das Übertragungsverhältnis
zwischen den gegeneinander anliegenden Winkelhebeln gleichfalls verändert wird,
und zwar im gleichen Sinne wie die Werkzeugverstellung. Es können also durch Abtasten
ein- und derselben Schablone Hohlkörper verschiedener Durchmesser mit geometrisch
ähnlicher Urirundheit hergestellt werden. Jedoch muß hier bei jedem Übergang auf
einen anderen Werkstückdurchmesser,zusammen mit dem Lager des einen Winkelhebels
auch der das umlaufende Werkstück tragende Maschinenteil gegenüber .der ortsfest
gelagerten Schablone und dem diese abtastenden Winkelhebel, der gleichfalls ortsfest
gelagert ist, verstellt werden.
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Die Erfindung schafft eine neuartige, die Vorteile der vorbeschriebenen
Vorrichtungen aufweisende, aber in ihrem Aufbau wesentlich einfachere Vorrichtung
zum übertragen der Urirundheit einer Kopierscheibe auf den schwenkbaren und axial
verschiebbaren Werkzeugträger einer Drehbank mit auf einer hin und her drehbaren
Welle angeordnetem Werkzeugsatz.
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Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zum gleichzeitigen
spanabhebenden Bearbeiten der Innen- und Außenflächen von Hohlkörpern, insbesondere
von Kolbenringpaketen, durch einen an einem schwenkbaren Träger befestigten Werkzeugsatz,
der von einem Unrundnocken über einen zwischen diesem und dem Werkzeugträger angeordneten,
um eine zur Werkzeugträgerachse parallele Achse schwingenden doppelarmigen Hebel
gesteuert ist, die sich dadurch auszeichnet, daß der doppelarmige Hebel auf einem
auch den Unrundnocken tragenden, durch Schwenken um eine feste Achse einstellbaren
Hebel gelagert ist. Der am Werkzeugträger anliegende Arm des doppelarmigen Hebels
ist also durch Verschwenken des ortsfest gelagerten Hebels um seine Achse auf verschiedene
wirksame Hebelarmlängen einstellbar.
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Die Lage der Achse des die Schablone und den doppelarmigen Hebel tragenden
Schwenkhebels zu der der Werkzeugträgerwelle ist unveränderlich, jedoch so gewählt,
daß sich beim Verschwenken des Schablonenhebels nicht nur die wirksame Länge des
die Werkzeugträgerwelle steuernden Schenkels des doppelarmigen Hebels, sondern auch
die Winkellage des Werkzeugträgers und damit die Stellung des Werkzeugsatzes zur
Spindelachse, .d. h. sein Einstellradius,-ändert,
und zwar im gleichen
Sinne wie die wirksame Länge des am Werkzeugträger anliegenden Armes des mit seinem
anderen Arm den Unrundnocken abtastenden doppelarmigen Hebels. Durch rechnerische
oder empirische Ermittlungen kann leicht ein Längenverhältnis zwischen den Schenkeln
des doppelarmigen Hebels gefunden werden, das bei allen Stellungen des Schablonenhebels
der Schablonenform geometrisch ähnliche Querschnitte am zu bearbeitenden Hohlkörper
gewährleistet. Der doppelarmige Hebel überträgt die Unrundheit der Kopierscheibe
über eine Rolle auf den Hebel an der Werkzeugträgerwelle. Da diese Welle sich im
Betrieb axial bewegt, gleitet der an ihr befestigte Hebel über die Anlagefläche
des zweiarmigen Hebels; es ist deshalb von besonderem Vorteil, wenn die Übertragung
der Bewegung vom zweiarmigen Hebel auf den Hebel der Werkzeugwelle in an sich bekannter
Weise über zwei sich rechtwinklig kreuzende Rollen erfolgt. Dadurch tritt zwischen
den Anlageflächen keine gleitende, sondern ausschließlich rollende Reibung auf,
durch die die sonst auftretende hohe Abnutzung vermieden und die Genauigkeit der
Übertragung wesentlich verbessert wird. Sollen auf der Maschine im Durchmesser verschieden
große, jedoch geometrisch ähnliche Ringe gedreht werden, so müssen die Lagerachse
des Doppelhebels und der Werkzeugträger geschwenkt werden. Das geschieht beim Schwenken
des Schablonenhebels, auf dem ja auch der doppelarmige Abtasthebel gelagert ist,
jedoch automatisch, wobei sich mit der Stellung der Werkzeuge zur Spindelachse zugleich
die wirksame Länge des die Werkzeugträgerwelle steuernden Doppelhebelarmes und dessen
Längenverhältnis zu dem der Schablone anliegenden Arm dieses Doppelhebels ändert.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ergibt sich
ein Aufbau für eine Drehvorrichtung, an der keinerlei flächige Bett- oder Leistenführungen
vorhanden sind.
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In der Zeichnung ist die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung
an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 Ein Wirkungsschema
der Vorrichtung, Fig. 2 eine perspektivische schematische Darstellung der Vorrichtung.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der die Schablone 4 tragende Hebel
1 um das feste Lager a schwenkbar. An dem freien Ende des Hebels 1 ist ein zweiarmiger
Hebel 2, 5 um die Achse 10 schwenkbar gelagert. Sein einer Arm 2 tastet über die
Rolle 3 die Schablone 4 ab, während der andere Arm 5 über eine Rolle 6 den Arm 7
des als Winkelhebel ausgebildeten Werkzeugträgers 7, 8 steuert, der auf der axial
beweglichen Achse d befestigt ist. Bei der zur Erzielung des Werkzeugvorschubs notwendigen
Axialverschiebung des Werkzeugträgers 7, 8 auf der Achse d gleitet die Rolle 6 mit
ihrer Mantelfläche an dem Schenkel 5 des zweiarmigen Hebels entlang. Will man von
einem Ringdurchmesser auf einen größeren oder kleineren übergehen, dann muß der
Werkzeugträger 8 um einen entsprechenden Winkel um die Achse d geschwenkt werden.
Dies geschieht durch Verschwenken des die Rolle 6 tragenden Hebels 7 um den gleichen
Winkel um die gleiche Achse d. Gleichzeitig muß aber, um die geometrisch ähnliche
Form der verschieden großen Werkstückquerschnitte.zu wahren, auch das Längenverhältnis
des Schenkels 5 zum Abtastarm 3 und zu denn Werkzezrgträgerarm 7 verändert werden.
Das erfordert jedoch auch eine entsprechende Verschiebung des Lagers 10 für den
Doppelhebel 2, 5. Beim Verschwenken des Schablonenhebels 1 ergibt sich diese Verschiebung
automatisch. Die Stellung des Hebelgestänges zum Bearbeiten von Ringen, die größer
sind. als der in ausgezogener Linie dargestellte, ist in strichpunktierten Linien
wiedergegeben, während für kleinere Ringe die gestrichelten Linien gelten.
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Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer der Erfindung entsprechenden
Vorrichtung. Mittels einer Teleskopwelle 11 wird die Schablone 4 von der Arbeitsspindel
mit der Achse b aus angetrieben. Zwischen der Teleskopwelle 11 und der Schablone
4 liegt hier ein Additionsgetriebe 12; das in an sich bekannter Weise die Unrundheit
einer Hilfsschablone 13 zu der Unrundheit der Hauptschablone 4 addiert. Das mit
der Schablone 4 gleichachsige Additionsgetriebe 12 ist zusammen mit der Schablone
4 auf den Schablonenhebeln 1, 1' gelagert, die beide an der Welle 14 mit der Achse
a befestigt sind. Die Unrundheit des Nockens 4 wird über .die Rolle 3 den gleichfalls
auf dem Hebel 1 gelagerten zweiarmigen Hebel 2, 5 und die Rolle 15 auf die Rolle
6 des an der Werkzeugträgerwelle 9 mit der Achse d befestigten Hebels 7 übertragen,
so daß die Welle 9 und die auf ihr befestigten Werkzeugträger 8, 8' die Schwenkbewegungen
ausführen, die für die Bearbeitung -des Kolbenringpaketes 16 erforderlich sind.
Sollen geometrisch ähnliche Kolbenringe verschiedenen Durchmessers bearbeitet werden,
so wird durch Drehen der Spindel 17 die Welle 14 um ihre Achse a verdreht. Dadurch
wird nicht nur die Lage der Werkzeugträger 8, 8' in 'öezug auf die Spindelachse
b verändert, sondern es ändert sich auch das Längenverhältnis zwischen dem wirksamen
Teil des Schenkels 5 des Winkelhebels 2, 5 und dem Schenkel 2 sowie dem Werkzeugträgerarm
7. Durch die im rechten Winkel sich kreuzenden Rollen 6,15 wird die Unrundheit auch
bei Axialverschiebung der Stange 9 unverändert übertragen, da die Rolle 15 auf der
Rolle 6 abrollt. Die Genauigkeit der Übertragung wird durch Vermeidung aufeinander
gleitender Bauteile wesentlich verbessert. Zugleich sind Abnutzungserscheinungen
auf ein Mindestmaß verringert.