DE150027C

DE150027C -

Info

Publication number: DE150027C
Application number: DENDAT150027D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenwärtig existieren Maschinen zur Bearbeitung ovaler Werkstücke, bei denen der das Werkzeug tragende Support nach Maßgabe der Achsenverschiedenheit des Werk-Stückes hin- und herbewegt wird und gleichzeitig auch das Werkzeug eine schwingende Bewegung erhält, um gegenüber den Tangenten der aufeinanderfolgend bearbeiteten Bogenstücke des Ovals immer die gleiche

ίο Einstellung zu behalten. Bei genauerer geometrischer Betrachtung dieser bekannten Konstruktion ergibt sich indessen, daß dieselbe erstens nur ovale, nicht aber eigentlich elliptische Werkstücke bearbeiten kann, und zwar auch dieses nur dann, wenn die Differenz der Hauptachsenlängen nicht größer ist, wie sie beispielsweise bei gewöhnlichen Mannlochdeckeln zu sein pflegt. Bei erheblicheren Achsenverschiedenheiten geht das Oval in eine, sich aus Kurven doppelter Krümmung zusammensetzende Figur über. Auch das Werkzeug wird, selbst bei denjenigen Ovalen, welche mit einer Ellipse noch einigermaßen übereinstimmen, nicht tatsächlich derart eingestellt, daß der Winkel, welchen dasselbe mit der Tangente des zu bearbeitenden Kurvenstückes _i bildet, konstant bleibt.

Um nun den Mangel der unrichtigen Werkzeugeinstellung zu beseitigen und auch wirklich elliptische Werkstücke von beliebiger Differenz der Hauptachsen bearbeiten zu können, wird bei nach Leonardo daVincischem Prinzip konstruierten Drehbänken entsprechend der vorliegenden Erfindung entweder der bekannte drehbare Werkzeughalter oder aber die zu seiner Einstellung dienende, an sich ebenfalls bekannte Kurbel mit einer Hülse versehen, in welcher eine zur Einstellung des Werkzeughalters dienende Stange gleitet. Die letztere ist dabei im ersteren Falle mit der Kurbel und im letzteren Falle mit dem Werkzeughalter in der erforderlichen Weise verbunden. Die geometrische Schwingungsachse des Werkzeughalters liegt hierbei in der Ebene der beiden das Werkstück nach der Ellipse an dem Werkzeug vorbeiführenden, im geometrischen Sinne festen Achsen, während die Achsenlage, -Länge und Winkelstellung der erwähnten, den Werkzeughalter mittels der Gleitstange einstellenden Kurbel durch eine ideelle Kurbel gegeben wird, deren Rotationsachse parallel und in gleicher Ebene zwischen den beiden das Werkstück führenden Achsen liegt und deren Endpunkt bei ihrem Umlauf durch diese Achsen und den Kreuzungspunkt der sich an denselben führenden Ellipsenhauptachsen geht. Die Winkelstellung dieser ideellen Kurbel gegenüber dem Oval ist dadurch gegeben, daß dieselbe bei jeder Umdrehung einmal mit der einen und darauf mit der anderen Hauptachse desselben zusammenfallen muß.

Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele der in Rede stehenden Vorrichtung.

Fig. ι und 2 zeigen in Vorderansicht und Grundriß und unter Fortlassung der für das Verständnis der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung nicht notwendigen Teile eine Ovaldrehbank, bei welcher die den Stahlhalter beeinflussende konstruktive Kurbel mit der vorstehend erwähnten ideellen Kurbel zusammenfällt.

Fig. 3 und 4 zeigen die Anwendung der vorliegenden Vorrichtung" bei einer mit Kreismessern ausgerüsteten Blechschere, und zwar ist

Fig. 3 teils ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 4 und teils eine. Seitenansicht, während

Fig. 4 ein Horizontalschnitt nach der Linie C-D der Fig. 3 ist.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Blechschere mit einer den Fig. 3 und 4 gegenüber veränderten Lage der konstruktiven Kurbel und die
Fig. 6 zeigt den geometrischen Zusammenhang, in welchem diese Kurbel zu der zugehörigen ideellen Kurbel steht. Die

Fig. 7 und 8 sind geometrische, sich auf das Ausführungsbeispiel Fig. 1 beziehende Figuren, welche die Ellipse in vier von der in Fig. ι gewählten abweichenden weiteren Stellungen veranschaulichen und zum geometrischen Nachweise dafür dienen sollen, daß das Werkzeug in der Tat bei allen Winkelstellungen der Ellipse seine gleiche Einstellung zur Tangente des jeweils bearbeiteten Kurvenpunktes behält, bezw. daß die Mittellinie der den Werkzeughalter einstellenden Gleitstange den von den Radiivektoren eingeschlossenen Winkel halbiert.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet die Zahl 1 die in dem sogenannten Spindelkasten der Ovaldrehbank ruhende Welle, welche sonst auf solidere Art, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aber der einfacheren, verständlicheren Darstellung halber nur in der bekannten Weise mittels zweier Klauenzähne 2 und der Gleitnut 3, die Planscheibe 4 in der Richtung des Pfeiles 5 mit herumnimmt. Der unbewegbar an dem Spindelkasten befestigte Zapfen 6, dessen auf ihm lose drehbarer Gleitklotz 7 in der rechtwinklig zu 3 angeordneten Nut 8 gleiten kann, bildet den erforderlichen zweiten Stützpunkt für die Planscheibe 4. An dieser letzteren wird das Werkstück, welches in Fig. 2 durch Strichpunktierung und in Fig. 1 nur durch eine einfache strichpunktierte Ellipse angedeutet ist, derart befestigt, daß die große Achse der Ellipse in die Mittellinie des Schlitzes 8 und der Schwerpunkt der Ellipse in den geometrischen Kreuzungspunkt der beiden Nuten 3 und 8 fällt.

Der Stahlhalter 9 ruht mittels seiner horizontalen Achse 10 drehbar in einem in bekannter AVeise mittels der Handkurbel einstellbaren Oberschlitten 11, welcher seinerseits' wieder von einem rechtwinklig dazu bewegbaren Unterschlitten 12 getragen wird. Beide Schlitten ermöglichen es, den Drehstahl 13 wie bei jeder anderen Drehbank nach allen Richtungen zu verstellen, wie es die Gestalt des Werkstückes und die zu bearbeitenden Flächen erfordern. Auf dem von dem Stahlhalter 9 abgewendeten Ende der Achse 10 ist eine Hülse 14 befestigt, durch welche eine von der Kurbel 15 bewegte Stange 16 hindurchgleitet. Die Achse 17 dieser Kurbel ruht in einem feststehenden Lagerbock 18 und trägt an ihrem von der Kurbel abgewendeten Ende ein Zahnrad 19, welches mit einem von der Drehbankspindel 1 aus in Rotation versetzten Rade 20 zusammenarbeitet. Die Bewegungsübertragung erfolgt dabei von der Welle 1 aus in der Weise, daß die Kurbel 15 sich stets zweimal dreht, wenn die Planscheibe 4 bezw. also das Werkstück einen Umlauf vollendet hat.

Bei diesem durch die Fig. I. und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die ausgeführte Kurbel 15 unmittelbar der eingangs erwähnten ideellen Kurbel. Der Mittelpunkt des die Stange 16 führenden Kurbelzapfens geht beim Umlauf der Kurbel durch die Mittelpunkte des festen Zapfens 6, der Planscheibe 4 und der Drehbankwelle I; hierbei liegt die geometrische Achse der Kurbelwelle 17 parallel zwischen den geometrischen Achsen des Zapfens 6 und der Welle 1.

Um den mit der vorliegenden Vorrichtung angestrebten Zweck vollkommen zu erreichen, ist es erforderlich, daß die geometrische Achse der Welle 10 des Stahlhalters 9, in welcher sich auch, wie aus Fig. 1 hervorgeht, die schneidende Kante des Stahles 13 befinden muß, in der durch die geometrischen Achsen des Zapfens 6 und der Welle 1 gehenden Ebene liegt und daß auch die Längsrichtung der Kurbel 15 in diese Ebene fällt, wenn sich eine der beiden Hauptachsen der Ellipse in derselben befindet.

Ein ferneres Erfordernis würde darin bestehen, daß auch die Kurbel 15 in derselben Richtung umläuft, wie die Welle I; denn nur, wenn die sämtlichen soeben angegebenen Bedingungen erfüllt werden, erhält der Stahl 13 beim Umlauf des Werkstückes 21 fortgesetzt eine solche Einstellung durch die Kurbel 15, daß er seine Lage gegenüber der jeweiligen, durch seine Schneidekante gehenden Tangente 22 der Ellipse nicht ändert.

Claims

In der Praxis wird die strenge Innehaltung dieser Bedingungen infolge der kleinen unvermeidlichen Ausführungsfehler, der Abnutzung der Stahlschneide usw. nicht möglieh sein; es genügt aber dem praktischen Bedürfnis auch schon, wenn der Drehstahl 13 im wesentlichen seine Lage gegenüber der Tangente 22 nicht ändert. Wo es auf besonders sorgfältige Bearbeitung des betreffenden Gegenstandes nicht ankommt, würde man beispielsweise auch die Kurbel 15 entgegengesetzt wie die Welle 1 umlaufen lassen können.

Um bei der durch den Abstand des Zapfens 6 von der Welle 1 vorgeschriebenen Exzentrizität der Ellipse den Flächeninhalt, also die Länge der Hauptachsen zu vergrößern oder zu verkleinern, hat man nur nötig, den Oberschlitten 11 in derselben Weise zu verstellen, als wenn man bei einer zum Abdrehen runder Stücke dienenden Drehbank den Durchmesser dieser Stücke vergrößern oder verkleinern will.

Wünscht man auch die Exzentrizität "der Ellipse zu ändern, so muß man den Abstand des Zapfens 6 von der Welle I entsprechend ändern, den die Kurbehvelle 17 tragenden Bock 18 so verschieben, daß die geometrische Achse dieser Welle in die Mitte zwischen den geometrischen Achsen von 1 und 6 fällt und ferner auch den Kurbelzapfen 23 so verstellen, daß er beim Umlauf wieder durch diese beiden letzteren geometrischen Achsen und den Kreuzungspunkt der beiden Gleitnuten 3 und 8 der Planscheibe hindurchgeht.

Die durch die Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Vorrichtung sollen, wie eingangs erwähnt,¹ nur dartun, daß die Kurbel 15 nicht unmittelbar mit der ideellen Kurbel zusammenzufallen braucht. Bei diesen im übrigen ohne λνείΐ£Γε5 verständlichen Ausführungsbeispielen liegt die Kurbelwelle 17 zwischen den zur Führung der Planscheibe 4 dienenden Zapfen 6 und dem Drehzapfen 10 des hier 'zwei Kreismesser tragenden Werkzeughalters 9. Die Länge der bei diesen Ausführungsbeispielen mit einem verstellbaren Kurbelzapfen versehenen Kurbel 15 muß hier geringer als die Länge der ideellen, in Fig. 4 durch Strichpunktierung angegebenen Kurbel 17¹ und 23' sein. Da die ausgeführte und die ideelle Kurbel in jedem Zeitpunkt einander genau parallel stehen müssen, so ergibt sich die Länge der ausgeführten Kurbel bei jeder beliebigen Lage der Welle 17 einfach dadurch, daß man von dem Punkte 23 ^l nach dem Mittelpunkt 10 eine Linie zieht, wobei der Kreuzungspunkt mit der Mittellinie der Kurbel die Lage kennzeichnet, welche man dem Kurbelzapfen 23 geben muß.

Der Antrieb der Kurbel erfolgt durch Vermittlung der beiden fest auf die zugehörigen Achsen aufgekeilten Zahnräder 24, 25, von denen das letztere den halben Durchmesser des ersteren hat, wobei das sich um den Zapfen 6 lose drehende Zwischenrad 26 zur Bewegungsübertragung von 24 nach 25 dient, um das Rad 25 in der gleichen Richtung wie 24 umlaufen zu lassen.

Die Konstruktion Fig. 5 unterscheidet sich von der durch die Fig. 3 und 4 angegebenen nur dadurch, daß die Kurbel 15 hinter dem Werkzeughalter 9 angeordnet ist. Die ausgeführte und die ideelle Kurbel haben in diesem Falle wieder parallele Lagen, sind einander aber entgegengesetzt gerichtet. Die Länge der Kurbel 15 ergibt sich für dieses Ausführungsbeispiel, indem man die von 23 ¹ nach dem Mittelpunkt des Zapfens 10 gezogene Verbindungslinie bis zum Schnittpunkte mit der Mittellinie der Kurbel 15 verlängert. In diesem Schnittpunkt muß sich dann der Kurbelzapfen 23 befinden.

Ein weiterer Unterschied der Konstruktion nach Fig. 5 gegenüber den durch die Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen besteht darin, daß die Hülse 14 von dem Drehzapfen 10 nach dem Kurbelzapfen verlegt ist, daß dieser sich lose in dem Kurbelarm dreht, aber fest mit der Hülse verbunden ist, während die Stange 16 starr mit dem Werkzeughalter verbunden ist.

Durch die Welle 27, welche von der in diesen Figuren fortgelassenen Planscheibenwelle aus mit der gleichen Geschwindigkeit derselben in Umlauf gesetzt wird, erhält die Kurbel 15 mittels der Räder 28, 29 einen derartigen Antrieb, daß sie sich zweimal so schnell, wie die Drehbankspindel bezw. also das Werkstück dreht.

Patent-A ν Spruch:

Vorrichtung an Maschinen zum Bearbeiten von ovalen und elliptischen Werkstücken, bei welcher dem Werkzeug bei jeder Lage des Werkstückes mittels einer bei jeder Umdrehung des letzteren zweimal umlaufenden Kurbel genau oder genähert die gleiche Stellung zur Tangente des von der Werzeugschneide berührten Kurvenpunktes gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der schwingende Werkzeughalter mit der Kurbel durch einen Lenker verbunden ist, welcher entweder in einer einen festen Teil des Werkzeughalters bildenden Hülse (14) gleitet oder aber mit der Kurbel durch eine an dieser vorgesehene Gleithülse verkuppelt ist,

wobei die Achsenlage, -Länge und Winkelstellung der Kurbel 15 bei Werkzeugmaschinen mit Ovalwerk nach Leonardo da Vinci durch eine mit ihrer Drehungsachse (17¹) parallel zwischen den das Werkstück führenden beiden Achsen

(1 und 6) liegende ideelle Kurbel gegeben ist, deren Endpunkt (23 ^l) bei ihrem Umlauf durch diese Achsen (1 und 6) -und den Kreuzungspunkt der sich an den letzteren führenden Ellipsenhauptachsen geht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.