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Radsatzdrehbank Die Erfindung bezieht sich auf die Lagerung der Planscheibe
einer Radsatzdrehbank.
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An Planscheibendrehbänken ist die Planscheibe mit der Kopfspindel
fest verbunden. Das vordere riauptlaaer ist hinter der Planscheibe angeordnet und
nimmt nur die Radialkräfte auf, während sich üblicherweise das Axiallager mit dem
zweiten Radialla,er am hinteren Ende der i:auptspindel befindet. Die Planscheibe
ist auf der Kopfspindel befestigt, deren Aufnahmeflansch möglichst groß sein soll,
um beide möglichst fest miteinander verschrauben zu können. Diese Konstruktion ist
wegen der ?rößen Kopfspindel sehr teuer und befriedigt nicht, weil bei der Bearbeitung
von Radsätzen Schwingunzen auftreten, die dazu neigen, die Planscheinenverl)indun:T
mit der Kopfspindel zu lockern. Eine breitere Planscheibe wäre vorteilhaft; je breiter
sie aber ist, u1 so größer wird die Entfernung von Mitte Hauntlaaer bis zur Schnittebene.
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Ein Radsatz ist ein sehr komplizierter aber auch sehr labiler Drehkörper.
In den Körnerspitzen hängt er um.ca. 0,5 bis 1 nm durch, und in dieser Lage mit
durchhängender Achse und infolgedessen auch schrägstehenden Radscheiben wird er
gespannt. Die Achsschenkel werden in Körnerspitzen zentriert, und beide schräg stehenden
Radscheiben werden von auf den Planscheiben befestigten Mitnehmern in dieser Lage
festgehalten. '_3eide Radscheiben sind also in gespannter Laue schräggerichtet und
wirken als Taumelscheiben. Bei laufender Maschine treten deshalb erhebliche Kräfte
auf, die den Radsatz und die Planscheibe-andauernd zu verbiegen suchen und abwechselnd
in beiden Richtungen wirken. Die so hervorgerufenen Kräfte wirken in erster Linie
in axialer Richtung.
Zu der z eschilderten Belastung; kommt die
Belastung durch den Schnittdruck, die umso s-röi)er ist, je weiter die Lager der
Planscheibe von der Schnittstelle entfernt sind. Der Konstrukteur hat deshalb das
iiestreben, den Abstand der :tau@.@tlagermitte zu c:er f ußensei te des P.adreifens
-nö?lichst klein zu halten und ihre Lagerung so auszubilden, daB, die entstehenden
Krifte von dem La-er offne I:eei.ntrüciiti@;u n=; der Rundlauf,-,enaui("keit aufgenommen
werden. Die Abmes3un"eri werden aber vom Pchsla?er?ehZ'--use bestimmt, das @.@"ihrend
der Profilbearbeitun7 auf der Achse bleibt und gier das die :'.i tnehmer <zri
die Radscheiben ;-reifen miissen. Desnalb ist der Kriftefl up> von der Schnittebene
bis zu dem Hauptlader sehr un?ünstir: Von der La?erun7 der Kopfspindel und der flahtstelle
zwischen Planscheibe und :;opfsni.ndel müssen deshalb oft erhebliche Kippmomente
auf 7enomrien werden, besonders,dann, -.aenn der Schnittdruck in großem Abstand
vom Hauptlager der Kopfspindel angreift. Diese Krc"ifte in Verbindung mit den rrenannten
a7:ialen SpannkrUften wirken dahin, sowohl die Planscheibe als auch die Kopfspindel
zu verbie7en.
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Die Erfindun7 macht es sich zur tifraDe, den geschilderten Nachteilen
zu beregnen urid die Lagerung einer Planscheibe an Radsatzdrehbänken unmittelbar
im Spindelstoek vorzunehmen, so daß die Axialkrafte sicher aufgenommen werden, ohne
als Kippmoment auf die Hauptlager zu wirken und Planscheibe und Kopfspindel zu verbiegen.
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Es ist bekannt, die Planscheibe einer Karusseldrehbank durch ein großes
Axialla?er abzustützen. Sowohl das große-Gewicht der Planscheibe als auch das im
allgemeinen groge Gewicht des Werkstückes wirren Gegen das Axiallager im Sinne einer
Vorspannung des Lagers. Auch die Schnittkraft ist abwIrts gegen das Lauer gerichtet,
so daß im allgemeinen auf eine besondere Vorspannuna verzichtet werden kann. Das
Werkstück ist während der Einspannung nicht deformiert.
Irrt Gegen:j.atz
äüc:rzu ist- die `:!erkutichachse in einer Padsatzdrehbank horizontal angeordnet.
Ueder das Geowicht der Planseieib-e- noch das (-.es @-'erkstt*ck.es wirken axial,
und auch die h:ci<.zlkor::)onente per #'c''_inittl;r@-rft wirkt nicht 7e(-en
die Planscheibe sondern von i-r fort. An der 1::arizsseldrelbaiilc liegen c:*ie
@-'c@r'@utücl-e auf der P a_^.sc.heibe auf und werden dort fest @-esl)aniit; <<;_irend
ric: Päds@itze in. Ki3rnersT-#itzen und :-l:tnehmern oeshannt sind, die das `,'erT#.s
trick -in einer bestimmten Entfernun von Jer Planscaci'De halten. ":er Aastand der
Scilnittkraftp.n-ri_f:fsej#.ene von c@cr _''lanscheibe ist sehr 7ro., - und. der
sehr ern:Ilt keine <-ute I:T":st:tzun an der Planscheibe. fie i.-(,rc(.!n an
Cer artisseldrehbanlc sicher auf`T@:ilof:te:n, t;@'@iren@_ sie an der, "<idsatzdreaban):
hi,ppmo--#lente er,zeu.--en ; die verbiegend auf 'PT@-insclici i)r2 und Äöl,fspi-neel
wir-_.en. -)_ese- L)ut,-2rsctüede lassen es nicht zu, Parallelen in der La,@erkonsiruktiön
-Dei der `Faschinen zu zeliea .
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ist 'auf Bier in an sJ.ca Lekannter !!eise im ,i#3indelstoelc ,-elaf-erten
'1:oj-fsT)i ndel die- Planschei:)e in r,leichfalls an sicl: i,claiiritc@r ?'eise
be:festi-t, ciie sich -aber -aber (,-in an i"remu@ersten Umfant- an eordnetes !`.xiall<i.Ter
zusätzlich rri -=T)in(ielstoc'ic <ibstatzt. Tr'ilir_ end sich die Pinole an der
'.,"öT#furi:nuel abstiltzt.
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Durch diese Anordnung werden die auftretenden (@"i:alkr=i fte unmittelbar
vem A:Ziallaper und damit. von dem sta-r: ausgebildeten S@inde_lstöeJ.:_ aLLi -enomnien,
- o.zile ein Kirnl@o-lent auf das Uauptlaxer zu i.'--;:)ertra;-en. huch Uesenil
i c_z -st-zrkere lr=fte :werden sicherer .'.i@ertr<-t-en. f'.e :T.cischine -rir)eit-?t
ruiif-er, die Axialscri@:in<@,unen i.rercien vermieden. .
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pur chu) e#ungen der fadsatzaehse führen zu Verbie ;unten der Kopfspindel@
-Wenn das :--itneiir;ersvstem als starr. ancesehen wird. Das S@>-,tc)ni MacIsatz
- Iitnehmer -- Planscheibe gibt aber nach ., .rei1le%nes der 7enannten Teile menüuend
kra fti? ist.
Bei einer Konstruktion nach der Erfindung kann die
Kopfspindel axial nicht verbogen werden, weil sich die Planscheibe unmittelbar am
Spindelstock abstützt.
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Schließlich ist das Axiallager durch die Pinole unter Vorspannung
gehalten, so daß sich die einmal eingestellte Lage .nicht ändert und die Lage der
Planscheibe auch erhalten bleibt, wenn das Werkzeug den Radsatz von der Planscheibe
wegzudrücken sucht.
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Nach einer anderen Ausführung der Erfindung ist die mit einem Absatz
versehene Planscheibe direkt radial und axial im Spindelstock gelagert, mit einer
Pinolenführung versehen und erhält eine angeflanschte Hohlspindel, die im hinteren
Teil des Spindelstockes gelagert ist und den Reaktionsdruck der Pinole aufnimmt.
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Die Vorteile dieser Anordnung liegen darin, daß eine Kopfspindel im
bisher üblichen Sinne überhaupt nicht mehr verwendet wird und deshalb eine Verbiegung
Kopfspindel - Plan-Scheibe nicht mehr möglich ist. Diese Ausführung ist aber auch
wesentlich billiger.
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Die Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel: Es ist -
| Fig. 1 ein Schnitt durch einen Spindelstock mit auf
der |
| Kopfspindel angeordneter Planscheibe, |
| Fig. 2 ein Schnitt durch einen Spindelstock mit direkt |
| im Spindelstock gelagerter Planscheibe, |
| Fig. 3 das Lagerschema einer Planscheibe herkömmlicher |
| Lagerung. |
Die Hauptspindel
36 (Fig. 3) ist in den Radiallagern 37
und einem Axiallager 38 im Spindelstoek gelagert. Auf ihr ist die Planscheibe 39
befestigt, an der die Mitnehmer 40 radial verschiebbar angeordnet sind, durch die
die Reifenbandagen der Radsätze-41 radial gespannt werden. Dabei -sind die Radsätze
in-den Körnerspitzen 42 zentriert. Die-Achse eines in Körnerspitzen aufgenommenen
Radsatzes ist nicht mehr gerade-sondern nimmt wegen des-Radsatzgewichtes die Form
einer durchhängenden Seilkurve an, auf der die Radscheiben zwar senkrecht stehen,
wegen der durchhängenden Achse, aber nicht mehr parallel zueinander. Diese schiefstehenden
Radscheiben werden-von den Mitnebmern 40 gespannt, un(l zwar in der-Lage, in der
sie sich befinden, also in schräger Stellung mit einem Mittelpunkt,_der unter der
Pinolenachse liegt, weil die Mitnehmer 40 wegen der rohgewalzten Felgen und möglicher
Abweichungen in den vorangehenden Stufen nicht zentrisch zur Radsatzachse orientiert
sind. Die Radscheiben nehmen bei der-Rotationdie beiden gezeichneten Extremstellungen-ein,
d.h., sie wirken als Tamelscheiben und übertragen:enorme Kräfte, die die Planscheiben
verbiegen und in die gezeichneten Extremstellungen zu drücken suchen. Die Axiallager
44, wenn sie in Ruhestellung an die Planscheibe angelegt werden, nehmen diese Kräfte
auf und verhindern ein Verbiegen von Planscheibe' und Hauptspindel.
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Auf dem Bett 1 ist der Spindelstock 2 verschiebbar angeordnet.-In
ihm ist die Kopfspindel 4 in den Radiallagern 3 und ? gelagert. Vor dem vorderen
Radiallager ist auf der Kopfspindel 4 die Planscheibe 5 befestigt. Zwischen dieser
und dem Spindelstock 2 ist das Wälzlager 6 angeordnet, das von der Einstellmutter
9 und einem zweiten Axiallager 8 an der hinteren Spindelstockseite vorgespannt wird.
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Der Radsatz 10 wird von der Körnerspitze 11 zentriert und von den
Mitnehmern 12 gespannt. Die Pinole 13 ist in der
hohlen Kopfspindel
4 verschiebbar angeordnet und in dem hinteren Ende als Hydraulikzylinder 14 ausgebildet,
in dem der Kolben 15 gleitet. Die Kolbenstange 16 des Kolbens 15
enthält zwei
Längsbohrungen 17 und 18, die beide Kolbenseiten mit den Rohrleitungen 19
und 20 verbinden.-Die Planscheibe 5 wird von dem Eitzel 21 angetrieben, das mit
dem Zahnkranz 22 auf der Planscheibe 5 zusammenkämmt und über die Welle 23 mit dem
Motor 24 verbunden ist.
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Die Pinole ist hydraulisch verschiebbar, indem Drucköl über die Leitungen
13 und 20 in den Raum 14 hinter den Kolben 15 geleitet wird. nie Kolbenstange 16
ist über den Keil 26 mit der Kopfspindel 4 auf Drehung verbunden, axial jedoch unbeweglich,
und stützt sich durch die Scheibe 25 an der Kopfspindel ab. Der Hydraulikdruck im
faum 14 bewegt zunächst die Pinole 13 nach vorn, bis die Körnerspitze 11 den Radsatz
10 erfaßt und die Zentrierbohrunff erreicht hat. Eine Drucksteigerung im Raum 14
spannt jetzt den Radsatz. Dabei . wirkt der gleiche Eruck legen den Kolben 15 und
über die Kolbenstange 16 und die Scheibe 25 auf die Kopfspindel 4, die jetzt
nach hinten gedrückt uird. Damit wird aber auch die Planscheibe 5 cTe;;en den Spindelstock
2 gedrückt und stützt sich an ihr über das Axiallarrer v ab.
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Die auf die Planscheihe wirkenden aus dem Einspannen und der Bearbeitung
des Radsatzes herrührenden Axialkräfte werden vom Wälzlac;er 6 sofort aufgenommen..
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Fia. 2 zei,:t einen Spindelstock mit direkt gelagerter Planscheibe.
Die Planscheibe 27 ist mit ihrem Absatz 33 im Radiallager 3 und damit im c-pindelstock
2 unmittelbar ge-1a7ert. Am äußersten Planscheibenrand ist das Axiallager 6 angeordnet,
das sich am Spindelstock 2 abstützt. Die Hohlwelle 34 ist mit dem Flansch 33 der
Planscheibe 27 verschraubt
-Und am anderen Ende mit der.1 Padiallager
7 im Spiridelstock 2 ecla?ert. Von der Einstellmutter 9 über das Axiallager E3 wird
die Kohlwelle 34 und damit die Planscheibe 27 angezogen und gegen das AxiallaFer
6 ,gedrückt und damit vorgespannt.