DE1268936B

DE1268936B - Kopiereinrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Drehkoerpern

Info

Publication number: DE1268936B
Application number: DE19601268936
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Warsewa
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1960-08-26
Filing date: 1960-08-26
Publication date: 1968-05-22

Description

Kopiereinrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Drehkörpern Bei der Großserienfabrikation von Drehkörpern besteht die Aufgabe, eine Vielzahl von gleichartigen Werkstücken möglichst genau formgleich herzustellen. Dazu ist es bekannt, einen Modellkörper herzustellen und diesen gegebenenfalls durch eine größere Anzahl von Werkzeugmaschinen möglichst getreu zu kopieren. Die Steuerung der Kopiereinrichtungen erfolgt entweder hydraulisch oder elektrisch.
Bei den hydraulischen Steuerungen müssen Leckverluste, Temperaturschwankungen, veränderliche Viskosität und unerwünschte Schwingungserscheinungen in den Flüssigkeitsleitungen mit in Kauf genommen werden. Der technische Aufwand solcher Steuerungen ist außerdem unerwünscht groß.
Die elektrischen Steuerungen arbeiten mit Stellmotoren. Diese haben den Nachteil, daß sie auf die Steuerimpulse der das Modell abtastenden Geber zu träge ansprechen.
Die Erfindung bezweckt, die elektrischen Kopiereinrichtungen zu vereinfachen, zu verbessern und den Kopiervorgang zu beschleunigen. Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf eine Kopiereinrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Drehkörpern mit einem das Modell abtastenden Fühler, dessen Impulse auf einen Stellmotor einwirken. Die Erfindung besteht darin, daß der Stellmotor aus einem magnetostriktiven Körper besteht. Dieser ist als Schaft ausgebildet, der an einem Ende das auswechselbare Arbeitswerkzeug trägt und hinter diesem in eine elektrische Spule eintaucht, die an einen Verstärker und dieser wiederum an einen das Steuerkommando gebenden, an sich bekannten Kopierfühler angeschlossen ist. Dieser kann aus einer lichtelektrischen, induktiv oder kapazitiv arbeitenden Abtasteinrichtung bestehen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine magnetostriktive Zustelleinrichtung zum Kopieren von Brennkraftmaschinenkolben mit einem die Erregerspule einschließenden Joch, das gleichzeitig als Behälter für ein Kühlmittel ausgebildet ist, und F i g. 2 die Zustelleinrichtung nach F i g. 1, bei welcher der Stellmotor als kühlmittelführender Hohlschaft ausgebildet ist.
In der F i g. 1 ist der Modellkolben mit 1 und der nach diesem fertigzubearbeitende Kolben mit 2 bezeichnet. Die für seine Bearbeitung verwendete Zustelleinrichtung besteht nach der Erfindung aus einer Werkzeugeinspannvorrichtung 3, z. B. für einen Schlichtstahl 4. Die Einspannvorrichtung 3 ist am Ende eines als Stellmotor dienenden Schaftes 5 befestigt. Dieser besteht aus einem magnetostriktiven Werkstoff, z. B. aus Nickel oder einer Nickel-Kobalt-Legierung. Der Schaft 5 durchsetzt eine an einem elektrischen Verstärker 6 liegende Erregerspule 7 sowie ein diese einschließendes Joch B. Schaft 5 und Joch 8 bilden zusammen eine magnetische Brücke. Das rückwärtige Ende des Schaftes 5 ist auf einem unter der Einwirkung einer Schraubendruckfeder 9 befestigten Halter 10 befestigt. Dieser ist mittels einer Differentialgewindeschraube 11,11 a von Hand axial fein einstellbar.
Der Verstärker liegt an einem Wechselstromgenerator 12. Der Schlichtstahl 4 bearbeitet den Kolben 2 entsprechend dem Steuerkommando einer den Modellkolben abtastenden an sich bekannten Vorrichtung. Ein synchroner Lauf der Kolben ist am besten dadurch gesichert, daß man beide Kolben auf einer gemeinschaftlichen Welle x-x umlaufen läßt. Wie bereits erwähnt, kann das Abtasten des Modellkolbens 1 lichtelektrisch, induktiv oder kapazitiv erfolgen.
Um eine unerwünschte Erwärmung des Zustellschaftes 5 zu verhindern, welche die Arbeitsgenauigkeit der Einrichtung nachteilig beeinflussen könnte, ist entweder das Joch 8 nach dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 gleichzeitig als ein Kühlmittel führender Behälter ausgebildet und an die Kühlflüssigkeitzu- und -ableitungen 13 und 14, z. B. für Transformatoröl, angeschlossen. Man kann aber auch, wie die F i g. 2 zeigt, in dem magnetostriktiven Schaft 5 eine Längsbohrung 15 vorsehen und an diese die Kühlflüssigkeitszu- und -ableitungen anschließen. Man kann die Kühlflüssigkeit auch durch eine Luftkühlung ersetzen und zu diesem Zweck den Schaft 5 mit Kühlrippen versehen oder seine Oberfläche aufrauhen. Gegebenenfalls kann man die Kühlwirkung so abstimmen, daß die Zustelleinrichtung in einem von der Normaltemperatur (etwa 20° C) abweichenden Temperaturbereich arbeitet. Man kann der Wärmeentwicklung auch dadurch entgegenwirken, daß man die magnetisierbaren Teile der Einrichtung zur Unterdrückung von Wirbelströmen in an sich bekannter Weise lamelliert.
An sich geht die magnetostriktive Steuerung so vor sich, daß die von der jeweiligen Abtastvorrichtung am Kolben 1 gelieferten Steuerimpulse an den Verstärker 12 weitergeleitet werden, der sie verstärkt der Spule 7 zuführt. Dadurch entsteht im Schaft 5 ein in seiner Stärke schwankendes Magnetfeld, das den Schaft 5 zu Längenänderungen entsprechend den Geberimpulsen veranlaßt, die auf dem Schlichtstahl 4 übertragen werden und dem in Bearbeitung befindlichen Kolben 2 seine gewünschte Form geben. Die auftretenden Schnitt- und Massenkräfte werden von der spielfrei arbeitenden Feineinstellvorrichtung 9 bis 11 aufgenommen, die vor dem Beginn der Bearbeitung des Kolbens 2 in eine Grundeinstellung gebracht wird. Der Vorschub des Werkzeuges erfolgt durch die an Werkzeugmaschinen an sich bekannten Vorschubeinrichtungen.
Man kann an den Verstärker 12 beliebig viele weitere Zustelleinrichtungen anhängen und damit beliebig viele Kolben gleichzeitig nach dem Modellkolben 1 herstellen.
Die Erfindung arbeitet auch bei hohen Drehzahlen äußerst feinfühlig und genau. Man kann die Gebereinrichtungen mit Wechselstrom und bei entsprechender Anpassung und Wahl der elektrischen Schaltelemente auch mit Gleichstrom betreiben, sich der bekannten Arten der Modulation (z. B. der Trägerfrequenz-, Amplituden- und Impulsmodulation) bedienen und die bekannten Relais- und Brückenschaltungen anwenden. Der Schneidstahl4 kann auch durch ein Schleifwerkzeug, Druckrollen oder einen Ziehstein ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Kopiereinrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten von Drehkörpern - z. B. von Maschinenkolben - mit einem das Modell abtastenden elektrischen Fühler, dessen Impulse auf den Werkzeugstellmotor einwirken, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der Stellmotor (5) aus einem magnetostriktiven Körper gebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor aus einem Schaft (5) besteht, der an einem Ende das auswechselbare Arbeitswerkzeug (4) trägt und hinter diesem in eine elektrische Spule (7) eintaucht, die an einen Verstärker (6) und dieser wiederum an einen das Steuerkommando gebenden Kopierfühler angeschlossen ist (6).
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (5) an seinem der Werkzeughalterung (3) gegenüberliegenden Ende z. B. mittels einer Differentialgewindeschraube (11,11 a) axial fein verstellbar ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchspule (7) ein als geschlossene Kammer ausgebildetes Joch (8) einschließt, das an die Zu- und Abströmleitung (13,14) eines Kühlmittels angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor als Hohlschaft ausgebildet ist und die Enden seines Hohlraumes (15) an eine Kühlmittelzu- und -abströmleitung (13,14) angeschlossen sind.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (5) luftgekühlt ist und zu diesem Zweck seine von der Kühlluft bespülten Flächen in an sich bekannter Weise mit Aufrauhungen oder Kühlrippen versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 845 541; USA.-Patentschrift Nr. 2 843 974.