DE1950189A1 - Karussell-Drehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Karussell-Drehmaschine, die aus einer mit ihrem Untersatz horizontal verfahrbaren Planscheibe und einem zu deren Verschieberichtung senkrecht und gleichfalls horizontal verfahrbaren Ständer besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Karussell-Drehmaschine derart zu. gestalten, daß auf ihr alle spanabhebenden Bearbeitungsvorgänge an großen Kurbel-Hub stücken durchgeführt werden können·

Es sind bereits Sonder-Karussell-Drehmaschinen für die Bearbeitung großer Kurbel-Hubstücke bekannt, die zwar die Bearbeitung der Kurbelzapfen und Kurbelwangen von Kurbel-Hubstücken erlauben, nicht jedoch die gesamte Bearbeitung der Außenkonturen der Kurbelwangen, für deren Bearbeitung weitere Maschinen anderer Ausbildung erforderlich sind«

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So ist es beispielsweise bekannt, am Ständer einer Karussell-Drehmaschine einen besonderen Seitensupport anzubringen, mit dessen Werkzeug der Zapfen und die Wangen eines Kurbel-Hubstückes bearbeitet werden können. Dem Seitensupport ist noch ein'am Ständer"schwenkbar angebrachter Stützbock zugeordnet, der den ausgefahrenen Meißelschieber abstützt und führt· Da ein derartiger Meißelschieber nur einseitig abgestützt ist und bei seiner Anwendung vom Ständer der Maschine weit auslädt, muß bei höheren Schnittkräften mit einer unzulässig großen Durchfederung gerechnet werden, so daß die Verspannungsleistung, bzw. die Arbeitsgüte zu wünschen übrig läßt.*

Bei einer bekannten Zweiständer-Karussell—Drehmaschine ist für die Bearbeitung von Kurbel-Hubstücken an beiden Ständern und zwar an den den Querbalken haltenden Führungen jeweils ein Schlitten angeordnet. Die Schlitten tragen gemeinsam einen rahmenförmigen Träger,, an dem die Werkzeuge zum Bearbeiten der Kurbelzapfen angebracht werden. Vorrichtungen dieser Art mit den benötigten Stell- und Vorschubmitteln sind in der Herstellung aufwendig und bedingen für das Umrüsten der Maschine zeitraubende Arbeiten.

]?ür die Bearbeitung von Kurbel-Hubstücken werden ormale Zweiständer-Karussel-Drehmaschinen in der Weise eingerichtet, daß die Meißelschieber der beiden Querbalkensupporte an den freien unteren Enden mit einem als Drehvorrichtung dienenden Werkzeugträgerrahmen verbunden sind.

Eine befriedigende Lösung wurde nicht erreicht, da die Drehvorrichtung nicht genügend starr befestigt ist, um ein ruhiges Arbeiten zu gewährleisten, und bei ihrer Verschiebung in senkrechter Richtung die Meißelschieber immer gemeinsam mitbewegt werden müssen. Außerdem macht die Schaltung der Vorschubbewegung Schwierigkeiten.

Eine weitere bekannte Maschine besteht aus einem feststehenden Untersatz mit Planscheibe, mit dem zwei sich"gegenüber--

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liegende Ständer verbunden sind· An diesen Ständern sind lotrecht verfahrbar Schlitten angeordnet, die durch eine rahmenartige Drehvorrichtung miteinander verbunden sind.

Mittels der an der Drehvorrichtung befestigten Werkzeuge können Kurbelzapfen und Kurbelwangen bearbeitet werden. Diese Maschine eignet sich aber in der Hauptsache nur zum Vordrehen der Kurbel-Hubstücke. '

Mit beiden Ausführungen können die seitlichen Außenkonturen sowie teilweise die Bohrungen in den Kurbelwangen nicht bearbeitet werden. Weiterhin mui3 soviel Raum zwischen den Kurbelwangen sein, daß die Drehvorrichtungen freien Durchlauf

haben. .

Ferner ist eine Zweiständer-Karussell-Drehmaschine bekannt, an deren beiden Ständern ein Querbalken besonderer Ausbildung lotrecht verfahrbar angeordnet ist. Der Querbalken hat zwischen seiner oberen und unteren Führung, von denen die Querschlitten getragen und geführt sind, eine rückwärts gerichtete Vertiefung, deren Formgebung derart gewählt ist, daß e^i auf der Planscheibe aufgespanntes Werkstück mit großer Ausladung, wie eine Kurbelhubwange, während des Umlaufes der Planscheibe die Vertiefung passieren kann. Der Querbalken der Karussell-Drehmaschine kann soweit zum Werkstück herunterbewegt werden, daß die untere Querschlittenführung mit den Werkzeughaltern zwischen die Wangen der Kurbelhubkröpfung greift. Dadurch soll die Ausladung des Werkzeuges gegenüber dessen Befestigungsflächen derart verringert werden, daß eine steifere Werkzeugabstutzung und somit eine größere Spanleistung ermöglicht werden, indem der Schlitten oder Stößel praktisch keine Biegung erfährt. Diese bekannte Maschine kann jedoch nur für die Bearbeitung gegossener Hubstücke verwendet werden, die im Rohzustand zwischen den Kurbelwangen einen.ausreichenden Raum bieten, damit die untere Querbalkenschlittenführung einschließlich Werkzeugschlitten eintauchen kann und deren Außenflächen im wesentlichen keiner Bearbeitung mehr bedürfen,

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Handelt es sich jedoch um geschmiedete Kurbel-Hubstücke, so . müssen die Wangen allseitig bearbeitet werden. Der Raum . zwischen den beiden Wangen ist in diesem Falle zu gering, um der unteren Querbalkenschlittenführung mit den Werkzeughaltern einen freien Durchgang, zu gewährleisten.

Wie eingangs erwähnt, gilt auch zu dieser bekannten Maschine, daß sie sich im wesentlichen nur für die Bearbeitung der Kurbelzapfen, Kurbelwangen und deren Bohrungen von Kurbel-Hubstücken eignet, nicht jedoch für die Bearbeitung der seitlichen Außenkonturen derselben.

Um bei einem verhältnismäßig einfachen Maschinenaufbau, der . bei der Durchführung der verschiedensten Arbeitsvorgänge erlaubt, alle spanabhebenden Bearbeitungen an einem Kurbel-Hubstück durchführen zu können, sieht die Erfindung bei einer Karussell-Drehmaschine mit dem eingangs erwähnten grundsätzlichen Aufbau vor, daß für die Bearbeitung großer Kurbel-Hubstücke ein Meißelschieber mit Werkzeughalter am freien Ende eines am Ständer vorgesehenen, über die Planscheibe greifenden Auslegers und unterhalb des Auslegers am Ständer ein Einstechsupport vorgesehen ist, der aus einem Ständerschlitten und einem daran einseitig horizontal ausschwenkbar angelenkten Schwenkteil mit 'Werkzeugkopf besteht, wobei dessen Dicke derart bemessen ist, daß er zwischen die Kurbelwangen eines Kurbel-Hubstückes zu greifen vermag» Dieser Maschinenaufbau bringt es mit sich, daß sich alle Außenflächen der Hubwangen bearbeiten und sich ferner Kurbelzapfen und Kurbelhubbohrungen einbringen lassen· φ- _Λ

Die Bearbeitung der einander zugekehrten Y/angenflachen sowie die Bearbeitung des Kurbelzapfens erfolgt mittels der Werkzeuge des Einstechsupports, der aus einem Ständerschlitten und einem daran einseitig horizontal ausschwenkbar angelenkten Schwenkteil mit Werkzeugkopf besteht und der zwischen die Kurbelwangen zu greifen vermag. Das Werkstück verbleibt bei allen Bearbextungsvorgängen auf der Planscheibe, muß

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lediglich auf dieser für die Bearbeitung der Unterseite einmal um 180° geschwenkt werden. Schließlich erfährt das Werkstück nur einmal ein weiteres Umspannen, indem zunächst für einen Teil der Bearbeitungsvorgänge die Drehachse des Kurbelzapfens mit der Drehachse der Planscheibe übereinstimmen muß, während bei weiteren Bearbeitungsvorgängen ein anderer Drehmittelpunkt des Kurbel-HubStückes zu wählen ist.

Der Einstechsupport weist das einseitig horizontal ausschwenkbar angelenkte Schwenkteil mit Werkzeugkopf auf, um letzteren aus dem Bereich der beiden Wangen des Werkstückes ausschwenken zu können, wenn er für die Bearbeitung nicht gebraucht wird. Das Schwenkteil kann aber zugleich auch verwandt werden, um die Werkzeuge, welche im Meißelschieber einzuspannen sind, an den Meißelschieber heranzubringen. Es kann daher auch die Voraussetzung für einen automatischen Werkzeugwechsel bilden, indem gemäß v/eiterer Erfindung vorgesehen sein kann, daß das Schwenkteil am Ständerschlitten bis seitlich neben dem Ständer mit seinem Werkzeugkopf an einen am Ständer vorgesehenen Werkzeugspeicher herausschwenkbar ist, der die verschiedenen, nacheinander zum Einsatz kommenden Werkzeuge aufnimmt. Der Werkzeugkopf kann somit zum einen aus dem Werkzeugspeicher diejenigen Werkzeuge entnehmen, die er für die von ihm durchzuführenden Arbeitsgänge benötigt,' zum anderen aber auch diejenigen Y/erkzeuge, welche im Meißelschieber einzuspannen, bzw. dort auszuwechseln sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Werkzeugkopf am freien Ende des Schwenkteils am Ständerschlitten gelenkseitig vorgesehen ist derart, daß die gegen den Ständer" gerichtete Schnittkraftresultierende zwischen die lotrechten Führungen des Ständerschlittens gerichtet ist. Hierdurch ist erreicht, daß durch die Schnittkraft keine Verdrehmomente am Ständer wirksam werden, was die Stabilität und damit auch die Spanleistung der Maschine sowie die Genauigkeit der Bearbeitung fördert.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Karussell-Drehmaschine in der Seitenansicht mit aufgespanntem Kurbel-Hubstück bei der Bearbeitung der inneren Kurbelwangen und des Kurbelzapfens,

Fig. 2 eine DraufsiQht auf die Maschine nach Fig. 1 im Schnitt durch den Ständer nach der Linie II-II,

Fig. 3 in der Draufsicht die Maschine nach Fig. 1, wobei das Kurbel-Hubstück derart umgespannt ist, daß die Drehachse der Planscheibe mit der Achse der Kurbelhub-Bohrung übereinstimmt,

Fig. 4 die Maschine nach Fig. 1 in der Seitenansicht, wobei der Meißelschieber mit einem Walzenfräser ausgerüstet ist, mit dem die Bearbeitung der Außenflächen des Werkstückes erfolgt und

Fig. 5 die einzelnen mit dem Walzenfräser nach Fig. 4 durchzuführenden Fräsarbeiten.

Nach den Figuren stützt sich auf dem Führungsbett 1 verfahrbar der Untersatz'2 der Planscheibe 3 ab, deren Drehantrieb mit 4 bezeichnet ist. Senkrecht zur Verstellrichtung des Untersatzes 2 der Planscheibe 3 erstreckt sich lic ?izontal das Ständerbett 5» auf welchem der Ständer 6 gegen die Planscheibe 3 zustellbar und davon abrückbar vorgesehen ist. Der Verstellung des Ständers 6 dient das Verstellgetriebe 7 am rückwärtigen Ende des Ständerbettes 5· Der Ständer 6 trägt an seinem oberen Ende an seiner gegen die Planscheibe 3 gerichteten Stirnfläche 8 den Ausleger 9, an welchem lotrecht verfahrbar der Meißelschieber 10 angeordnet ist, der in sich die Fräs- und Bohrspindel 11 aufnimmt, deren Antrieb 12 auf dem Meißelschieber 10 angeordnet ist. Der Meißelschieber 10 erhält seinen Vorschub vom Getriebe 13, welches zugleich auch das Verstellgetriebe für den Untersatz 2 bildet und damit über die Schaftwellen 14 und 15 verbunden ist»

Unterhalb des Auslegers 9 erstrecken sich lotrecht am

Ständer 6 Führungsprismen 16, an denen der Einstechsupport lotrecht verfahrbar geführt und gehalten ist. Sein Verstell- und Vorschubgetriebe 25 befindet sich auf dem Ständer 6. Der Einstechsupport besteht aus dem Ständerschlitten 17 und dem Schwenkteil-18 mit Werkzeugkopf 19. Das Schwenkteil 18 ist seitlich ausschwenkbar am Ständerschlitten 17 angelenkt, wie insbesondere die Fig. 3 deutlich macht, aus der auch zu ersehen ist, daß sich das Schwenkteil 18 "bis seitlich neben dem Ständer 6 verschwenken läßt, derart, daß der Werkzeugkopf 19 an den am Ständer 6 vorgesehenen Werkzeugspeicher 20 gelangt, in welchem die verschiedenen, für die Bearbeitung des Kurbel-Hubstückes 21 erforderlichen Werkzeuge untergebracht sind. Werkzeugkopf 19 und Werkzeugspeicher 20 können derart ausgebildet sein, daß sich ein Werkzeugwechsel selbsttätig durchführen läßt, wie es von änderen automatisch arbeitenden Maschinen mit Werkzeugwechslern bekannt ist. '

YfIe insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Schwenkteil 18 mit Werkzeugkopf 19 derart ausgebildet, daß der Werkzeugkopf 19 am Schwenkteil 18 auf der Seite der Anlenkung 22 des Schwenkteils 18 am Ständerschlitten 17 vorgesehen ist mit dem Ergebnis, daß die vom Werkzeugkopf 19 aufzunehmende Hauptschnittkraftresultierende zwischen die Führungen des Ständerschlittens 17 gerichtet ist, so daß im Schwenkteil 18 keine Biegemomente wirksam werden. Auch Verdrehungen am Ständer 6 sind infolgedessen nicht zu erwarten, da die Schnittkräfte zwischen die Ständerführungsbahnen gerichtet sind.

Nachstehend sei im einzelnen anhand der Figuren beschrieben, wie sich im einzelnen die an einem Kurbel-Hubstück 21 durchzuführenden spanabhebenden Bearbeitungen vollziehen.

Nach Fig. 1 ist das Kurbel-Hubstück 21 auf die Planscheibe"3 derart aufgespannt, daß die Drehachse der Planscheibe 3 und die Achse des Kurbelzapfens übereinstimmen. Der Ständer 6 ist dabei in eine Stellung gebracht und darin arretiert, in

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welcher auch die Achse der Bohr- und Prässpindel 11 mit der Drehachse der Planscheibe 3 fluchtet. Es erfolgt die Bearbeitung mit den Werkzeugen im Werkzeugkopf 19 des Schwenkteils und zwar werden die inneren Kurbelwangen und der Kurbelzapfen bearbeitet. Für den waagerechten Vorschub erfährt der Untersatz 2 bei drehender Planscheibe 3 eine entsprechende Verschiebung mittels des Vorschubgetriebes 13, während für den senkrechten Vorschub der Ständerschlitten 17 durch das Getriebe 25 lotrecht verfahren wird· Die Werkzeuge für die Bearbeitung entnimmt der Werkzeugkopf 19 des Schwenkteils 18 dem Werkzeugspeicher 20 durch seitliches Herausschwenken aus der Arbeitsstellung in die Stellung nach Fig. 3. Für die Bearbeitung der inneren Kurbelwangen und des Kurbelzapfens entnimmt somit der Werkzeugkopf 19 des Schwenkteils 18 dem Y/erkzeugspeicher 20 nacheinander drei Werkzeuge. Für die nächsten Arbeitsgänge muß ein Umspannen des Kurbel-HubStückes auf der Planscheibe 3 derart erfolgen, daß nunmehr die Achse der Kurbelhub-Bohrung mit der Achse der Planscheibe 3 fluchtet. Diese Einspannung zeigt die Fig.. 3. Dabei ist der Ausleger 18 mit Werkzeugkopf 19 entsprechend Fig. 3 nach außen verschwenkt. Die Planscheibe 3 dreht sich, und mit dem Bohrwerkzeug des Meißelschiebers 10 wird die Kurbelhub-Bohrung hergestellt. Danach tauscht das Schwenkteil 18 durch Einschwenken zum Werkzeugspeicher 20 das Bohrwerkzeug gegen einen Werkzeughalter mit Werkzeug für Dreharbeiten, aus und schwenkt wieder in die Stellung nach Fig. 3 zurück. Es folgt dann mittels des Werkzeuges am Meißelschieber 10 die Flächenbearbeitung der oberen Kurbelwange. Dabei erfolgt der Vorschub durch Verschieben des Untersatzes 2, wobei sich die. Planscheibe 3 dreht. Die Anschrägungen 23 .am 'Kurbel-Hubstück 21 werden nach Aufstecken der für den geforderten Schrägwinkel entsprechenden Wechselräder im Vorschubgetriebe 13 bei lotrechtem Vorschub des Heißelschiebers 10 und waagerechtem Vorschub des Untersatzes bei umlaufender Planscheibe 3 angedreht.

In der gleichen Aufspannung des Werkstückes 21 erfolgt nun

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auch die Bearbeitung der lotrechten Flächen des Kurbel-Hubstückes 21 gemäß I¹Ig₀ 4 mittels eines in die "Bohr-· und Frässpindel 11 des Meißelschiebers 10 einzusetzenden Walzenfräsers 24ι wobei der Werkzeugkopf 19 des Schwenkteils 18 als Stützlager für den Walzenfräser 24 dient. Zunächst wird der Ständer 6 soweit zurückgefahren, bis die Fräserstellung der gewünschten Kurbelv/angenbreite entspricht. Dann wird der Ständer 6 arretiert. Wie in Fig. 5 dargestellt, erfolgt nunmehr das Fräsen der Strecke a der Kurbelwange, wobei der Torschub durch Verstellen des Untersatzes 2 bei geklemmter Planscheibe 3 zustandekommt. Danach wird der Untersatz 2 arretiert und nach Lösen der Planscheibe 3 die Strecke b bei drehender Planscheibe 3 gefräst. Hieran schließt sich das Fräsen der Strecke c an, wozu der gelöste Untersatz 2 bei geklemmter Planscheibe 3 verstellt wird. Schließlich wird der Untersatz 2 wieder arretiert und nach Lösen der Planscheibe bei Drehen derselben die Strecke d gefräst*

An diese beschriebenen Bearbeitungsvorgänge schließt sich dann ein Umspannen des Werkstückes 21 an, indem dieses um 180 verschwenkt wird, um eine Verlagerung der zunächst nach unten gerichteten Flächen des Werkstückes nach oben zu erreichen und diese dann mit dem vom Meißelschieber 10 aufzunehmenden Drehwerkzeug zu bearbeiten·

Wie bereits erwähnt, führt den Werkzeugwechsel jeweils das Schwenkteil 18 mit Werkzeugkopf 19 durch, wobei die Werkzeuge aus dem Werkzeugspeicher 20 entnommen und dahin zurückverbracht werden. Dieser Werkzeugwechsel kann gegebenenfalls selbsttätig durchgeführt werden, so daß sich die spanabhebende Bearbeitung eines Kurbel-Hubstückes 21 durch eine entsprechend gesteuerte Maschine vollautomatisch durchführen läßt.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   [1*) Karussell-Drehmaschine, die aus einer mit ihrem Untersatz horizontal yerfahrbaren Planscheibe und einem zu deren ?erschieberichtung senkrecht und gleichfalls horizontal verfahrbaren Ständer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß am Ständer (6) für die Bearbeitung großer Kurbel-Hubstücke (21) der Meißelschieber (TO) mit Werkzeughalter am freien Ende eines am Ständer (6) vorgesehenen, über die Planscheibe (3) greifenden Auslegers (9) und unterhalb des Auslegers (9) am Ständer (6) ein Einstechsupport vorgesehen ist, der aus einem Ständerschlitten (17) und einem daran einseitig horizontal ausschwenkbar angelenkten Schwenkteil (18) mit Werkzeugkopf (19) besteht, wobei dessen Dicke derart bemessen ist, daß er zwischen die Kurbelwangen eines Kurbel-Hubstückes (21) zu greifen vermag.
2. 2. Karussell-Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkteil (18) am Ständerschlitten (17) bis seitlich neben den Ständer (6) mit seinem Werkzeugkopf (19) an einen am Ständer (6) vorgesehenen Werkzeugspeicher (20) heranschwenkbar ist, der die verschiedenen, nacheinander zum Einsatz kommenden Werkzeuge aufnimmt.
3. 3. Karussell-Drehmaschine nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (19) am freien Ende des Schwenlcteils (18) am Ständer- ' schlitten (17) gelenkseitig vorgesehen ist derart, daß die*, gegen den Ständer (6) gerichtete Schnittkraftresultierendei zwischen die lotrechten Führungen (16) des Ständerschlittens (17) gerichtet ist.

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