DE2044429A1

DE2044429A1 - Vorrichtung zur Bearbeitung von kugelförmigen Innenflachen, die auf einem vertikalen Trager angeordnet ist

Info

Publication number: DE2044429A1
Application number: DE19702044429
Authority: DE
Inventors: Marcel Collonges au Mont dor Neuman (Frankreich) P
Original assignee: Societe Anonyme CNMP Berthiez, Paris
Priority date: 1969-09-03
Filing date: 1970-09-01
Publication date: 1971-03-25
Also published as: GB1319630A; SU420157A3; FR2058437A5; US3688611A; DE2044429B2; CS151044B2; DE2044429C3

Description

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Societe Anonyme C.H.M.P. - BERTHIEZ

15 Avenue d'Eylau, Paris 16°, Frankreich

Vorrichtung zur Bearbeitung von kugelförmigen Innenflächen, die auf einem vertikalen Träger angeordnet ist

Die Erfindung betrifft eine neue Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung kugelförmiger Innenflächen, die auf einem vertikalen Träger mit einem oder zwei Ständern angeordnet ist.

Die Herstellung kugelförmiger Innenflächen durch mechanische Bearbeitung mit Hilfe von Vorrichtungen, die auf einem in vertikaler Richtung verschiebbaren Träger angeordnet sind, bietet in bestimmten Fällen zahlreiche Schwierigkeiten.

Beträgt beispielsweise der Durchmesser der Kugel mehrere Meter, dann wird das Herausziehen des vertikalen Trägers der Vorrichtung sehr problematisch oder überschreitet das Fassungsvermögen der Masohine. Ausserdem tritt im Verlauf

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des Bearbeitungsvorgangs die Erscheinung auf, dass der Träger für die vertikale Spindel eine gewisse Durchbiegung erfährt, die ihre Steifigkeit verringert, so dass sich eine Einschränkung der Schneidkräfte ergibt, die ihrerseits einen ungünstigen Einfluss auf die Produktion ausübt» Andererseits hat die Durchbiegung des Trägers auch noch eine Verringerung der Präzision derart bearbeiteter kugeliger Flächen zur Folge.

Es sind Maschinen zur Bearbeitung kugeliger Flächen grossen Ausmasses bekannt» Sie eignen sich insbesondere zur Ausführung solcher Arbeiten und erzeugen die Halbkugelform durch rechnerisch ermittelte gesteuerte Verschiebungen gemäss zweier senkrecht aufeinanderstehender Achsen, die durch den Mittelpunkt der Kugel hindurchgehen· Sie weisen insbesondere eine zentrale Säule auf, die einen Werkzeugsupport trägt und so angeordnet ist, dass sie quer zur Drehebene der Vorrichtung hin und her schwingen kann«

Derartige Maschinen dienen in erster Linie zur Herstellung ■von Kugelflächen mit Öffnungen für Stücke, die nach unten gebogen sind, d.h. in diesen Fällen liegt die Achse der Kugel so nahe wie möglich an der Drehscheibe.

Der horizontale Träger solcher Maschinen arbeitet auf gleiche Weis© wie der Träger für vertikale Spindeln und weist dahar dieselben Beschränkungen auf, wie sie oben beschrieben worden sind_e

In jedem Fall handelt es sich um eine Maschine, die für diesen Verwendungszweck besonders gut geeignet ist, aber aueserordentlich hohe Montagekosten erfordert,

D@r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung

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zu schaffen, die an einem gewöhnlichen vertikalen Träger angeordnet ist, der ein oder zwei Ständer aufweist,und die normalerweise auch für andere Bearbeitungsvorgänge "benutzt werden kann.

Es ist auch schon ein Bearbeitungsverfahren bekanntgeworden, bei welchem das zu bearbeitende Werkstück auf die Drehscheibe der Vorrichtung fest aufgebracht wird und bei welchem das Werkzeug sich in einer Ebene dreht, die durch die Drehachse des Werkstücks hindurchgeht, derart, dass das äusserste Ende des Werkzeugs eine Kreisbahn beschreibt und einer Drehachse folgt, die senkrecht zur Drehachse des Werkstücks verläuft. Die herkömmlichen Vorrichtungen auf den klassischen Horizontaldrehbänken zur Ausführung dieses Verfahrens weisen einen Werkzeugsupport auf, der drehbar angeordnet ist und eine Achse hat, die senkrecht zur Achse der rotierenden Spindel der Vorrichtung auf der Drehbank oder auf einem Schlitten verläuft. In jedem lall dienen diese Vorrichtungen in erster Linie zur Bearbeitung sphärischer Flächen kleiner Abmessungen auf Horizontaldrehbänken und sie müssen immer abmontiert werden, um die Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Saumformen mit denjenigen Werkzeugen zu ermöglichen, die auf dem normalen Schlitten der Bank montiert sind.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, die zur Bearbeitung von kugeligen Innenflächen dient, eignet sich insbesondere zur Bearbeitung von Flächen grosser Abmessungen auf einer Vertikaldrehbank mit einem oder zwei Ständern und sie ermöglicht die Schaffung von innenliegenden Flächen in Halbkugelform mit verschiedenen Durchmessern unter Beibehaltung der gleichen Schnittgeschwindigkeit und- der gleichen Bearbeitungsgenauigkeit.

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Ausserdem kann die Vorrichtung nach der Erfindung gleichzeitig mit dem normalen Schlitten der vertikalen Bank benutzt werden, so dass man die Leistungsfähigkeit der Maschine nicht unbeträchtlich erhöht und bei ihrer Benutzung zur Herstellung kugeliger Innenflächen alle seine Herste llung smerkmale beibehält·

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Gerüst, welches an der Traverse der Werkzeugmaschine befestigt ist und auf welcher ein Schlitten angeordnet ist, der um eine Achse drehbar ist, die senkrecht zur Achse des Drehtellers der Drehbank verläuft, wobei der Schlitten auf seiner Vorderfläche einen verschiebbaren Träger aufweist, der parallel zur Achse der Spindel der Drehbank angeordnet und mit seinem einen Ende an dem abnehmbaren Werkzeugträger befestigt ist, und der drehbewegliche Schlitten und der Träger seitlich gegenüber dem normalen Werkzeugträger der Drehbank versetzt sind.

Bei der Erzeugung der kugeligen Fläche durch Drehung des Werkzeugschlittens erhält man ein Maximum der präzisen Form auf ganz wesentlich bessere Weise als mit Vorrichtungen, die um zwei aufeinander senkrecht stehende;*! Achsen drehbeweglich befestigt sind.

Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes werden aus dem nun folgenden Beschreibungsteil hervorgehen, in welchem die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert werden soll.

In der Zeichnung ist;

Figo 1 eine Gesamtansicht einer Werkzeugmaschine (Drehbank) mit vertikaler Achse, an der die Vorrichtung zur Erzeugung kugeliger Flächen nach der Erfindung angebracht istg

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Fig; eine Seitenansicht, teilweise im -Schnitt, der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 3 eine um 90° gegenüber der Fig. 2 versetzte Ansicht, teilweise im Schnitt, und

Fig* 4 die Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung₀

Wie man aus Fig. 1 ersieht, weist die Drehbank mit vertikaler Achse einen Ansatz 1 auf, der in an sich bekannter Weise einen Ständer und eine Drehscheibe 3 trägt, auf welcher das zu bearbeitende Werkstück 4 befestigt ist, welches eine halbkugelförmige Innenfläche 5 aufweist. Auf dem Ständer 2 ist eine in vertikaler Richtung bewegbare Traverse 6 angeordnet, die einen Werkzeugschlitten 7 trägt, der sich in der Querrichtung verschieben lässt und auf "welchem ein verschiebbarer Träger 8 angeordnet ist, der an seinem äussersten Ende einen an sich bekannten Werkzeugträger für Drehbänke besitzt.

Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung 9 zur Bearbeitung der kugeligen Innenfläche 5 des Werkstücks 4 auf der Traverse 6 der Maschine angeordnet.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, die mit allen ihren Einzelteilen in den Fig. 2 und 3 der Zeichnung dargestellt ist, umfasst ein Gerüst 10, welches auf der Traverse 6 angeordnet ist und zwei Drehzapfen Hund 11a aufweist, auf denen unter Zwischenschaltung von Rollenlagern 12 ein Schlitten 13 drehbeweglich angeordnet ist, dessen Drehachse χ Χη senkrecht zur Achse y y^ der rotierenden Platte verläuft, auf welcher das zu bearbeitende Werkstück 4 befestigt ist. Die Achse χ x^ kann senkrecht oder aber auch parallel zur Ebene der Gleitbahnen der Traverse 6 verlaufen.

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Bei den Ausführungsformeη nach den Fig. 1, 2, 3 und 4 verläuft die Achse χ x^ senkrecht zur Ebene der Gleit- oder Führungsbahnen.

Der drehbewegliche Schlitten 13 weist eine Führungsbahn auf, in welcher ein Träger 15 längs einer Achse geführt ist, die parallel zur Achse y y,, der Platte 3 verläuft und

an einem seiner Enden einen■abnehmbaren Werkzeugträger trägt, an welchem ein Werkzeug 17 zur Bearbeitung der kugeligen Fläche 5 befestigt ist. Der Schlitten 13 und sein verschiebbarer Träger 15 sind seitlich gegenüber dem Träger 8 und auch gegenüber dem normalen Werkzeugträger der Bank versetzt, so dass man die Bearbeitung mit Hilfe des Trägers 8 vornehmen kann, wenn sich der Schlitten 13 in der zurückgezogenen Stellung befindet.

Auf der Traverse 6 ist ein Motor mit Vorgelege angeordnet, der aus einem elektrischen oder hydraulischen Motor 18 mit regelbarer Drehzahl und aus einem Wechselgetriebe 22 besteht, dessen Welle 19 eine Schnecke 20 trägt, die in ein Schneckenrad 21 eingreift, welches mit dem Schlitten fest verbunden ist und dessen Achse mit der Drehachse χ x^,

des Schlittens 13 aus einem Stück besteht.

Dieser Antrieb ermöglicht es, dem Schlitten 13 eine stetige, aber regelbare Drehbewegung zu geben.

Ausserdem enthält der Träger 15 eine Wandermutter 23, in die eine Schraubenspindel 24 eingreift, die von einem Geschwindigkeitsweohael-Getriebe 25 angetrieben iat, welches mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 26 gekuppelt ist, der auf dem Schlitten 13 fest angeordnet 1st« Diese Einrichtung ermöglicht es, den Träger 15, der von dem Führungastück 14 entsprechend geführt wird, zu verschieben,

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damit dessen Stellung relativ zu dem Durchmesser der zu bearbeitenden Oberfläche 5 eingestellt werden kann. Hierauf wird der Träger 15 mi* Hilfe von Schrauben 27 in seiner -Stellung auf dem Schlitten 13 festgehalten (Fig. 3)·

Bei der Bearbeitung der kugeligen Innenfläche 5 wird nach Einstellung des Werkzeugs 17 auf den zu bearbeitenden Durchmesser der Teller 3 der .Bank in Umdrehung versetzt, der sich um seine Achse j yv dreht, und der Schlitten 13 wird

durch den Motor mit Torgelege 18, 22, die Schnecke 20 und das Schneckenrad 21 bewegt, derart, dass er sich um seine Achse χ x^j dreht. Weil das Werkzeug 17 sich in einer Ebene dreht, die durch die Drehachse des Tellers 3 geht, beschreibt es mit seiner Spitze 28 eine kreisförmige Bahn gemäss dem in die Fig. 3 eingezeichneten Pfeil, damit eine Bearbeitung der kugeligen Fläche 5 möglich iöt, deren Bereich gleich ist der einstellbaren Entfernung der Spitze des Werkzeugs 17 zu der Drehachse χ χ,, des Schlittens 13·

Die Verstellung der Traverse 6 in vertikaler Richtung ermöglicht es, die relative Stellung des Mittelpunktes der kugeligen Fläche, 5 in Bezug auf den Drehteller 3 der Bank einzustellen.

Bei der in Fig. 4- der Zeichnung dargestellten abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung weist der Schlitten 13 eine Einrichtung für eine Verstellung von Hand auf, die mit 29 bezeichnet ist; sie ist mit einem ihrer Enden nach der Drehachse χ x^des Schlittens ausgerichtet und mit ihrem anderen Ende an eine Stange 30 angelenkt, die ihrerseits gelenkig an dem Träger 8 befestigt ist. Bei Längsverschiebungen des Trägers 7» welcher den hülsenformigei Träger 8 auf der Traverse 6 trägt, die im Sinne des Doppelpfeiles A erfolgen können, erzielt man mit

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Hilfe der Stange 50 und der Handverstellung 29 die Drehung des Schlittens 1'3 um seine Achse χ x^.

In der obigen Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert; es versteht sich indessen von selbst, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird -jeder Fachmann auf diesem Spezialgebiet der Technik .änderungen und Modifikationen an dem Erfindungsgegenstand vornehmen können, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung verlassen zu müssen.

Patentansprüche

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Claims

_ Cj _ ..■■... Patentansprüche

ie Vorrichtung zur Bearbeitung von kugelförmigen Innenflächen, die auf einem vertikalen Träger mit einem oder zwei Ständern angeordnet ist und in welcher das zu bearbeitende Werkstück auf einem Drehteller angeordnet ist, während ein Werkzeug in einer Ebene drehbar angeordnet ist, die durch die Drehachse des Werkstücks hindurchgeht, derart, dass das Ende des Werkzeugs eine ■ Kreisbahn beschreibt und dabei einer Drehachse folgt, die senkrecht zur Drehachse des Werkstücks verläuft, gekennzeichnet durch ein Gerüst (10), welches an der Traverse (6) der Werkzeugmaschine befestigt ist und auf weichemein Schlitten (13) angeordnet ist, der um eine Achse drehbar ist, die senkrecht zur Achse des Drehtellers der Drehbank (3) verlauft, wobei der Schlitten (13) auf seiner Vorderfläche einen verschiebbaren Träger (15) aufweist, der parallel zur Achse der Spindel der Drehbank angeordnet und mit seinem einen Ende an dem abnehmbaren Werkzeugträger (16) befestigt ist, und.der drehbewegliche Schlitten (13) und der Träger (15) seitlich gegenüber dem normalen Werkzeugträger (8) der Drehbank versetzt sind.
2. 'Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

einen Vorgelegemotor (18, 22) für regelbare Drehzahlen, der an der Traverse (16) der Drehbank befestigt iat, und über eine Kraftübertragung (20, 21) mit dem Schlitten (13) für dessen drehbeweglichen Antrieb und sein© Drehachse verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel aus einer Schnecke (20) und einem Schneckenrad (21) bestehen, die auf dem Schlitten (13) bzw. auf der Welle (19) des Getriebes festgekeilt sind.

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Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für den Antrieb des Schlittens (13) um seine Drehachse aus einer Vorrichtung für Handverstellung"(29, 30) bestehen, die dazu dient, den Schlitten (13) niit dem verschiebbaren Träger (8) des üblichen Supports der Drehbank zu verbinden.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet;, dass der Träger (15) verschiebbar in Führungen des Schlittens angeordnet ist und eine Wandermutter (23) enthält, in welche eine Schnecke (24·) eingreift, die von dem Vorgelegemotor (25, 26) angetrieben ist, der auf dem drehbeweglichen Schlitten (13) angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet_s dass das Gerüst (10) zwei Drehzapfen (11, 11a) aufweist, die unter Zwischen schaltung von Hollenlagern (12) auf einer Achse χ

senkrecht zur Achse y y* der Drehscheibe der Drehbank

angeordnet sind und auf denen ein Schlitten (13) drehbeweglich angeordnet ist.

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