DE2419028A1

DE2419028A1 - Einrichtung zur mechanischen bearbeitung von zylindrischen und kegeligen bohrungen

Info

Publication number: DE2419028A1
Application number: DE19742419028
Authority: DE
Inventors: Wladimir F Koltschin; Walerij M Mitrischkin; Nikolaj F Spisin
Original assignee: KB SAWOD KOORDINATNORASTOTSCHN
Current assignee: KB SAWOD KOORDINATNORASTOTSCHN
Priority date: 1973-05-04
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1974-11-21
Also published as: CH576840A5; FR2227922A1; FR2227922B1

Description

EBtRICHTlMz ZUR MSCHAITISCHEN BEARBEITUNG YON ZYLINDRISCHEN UND KEGELIGEN BOHRUNGEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau, insbesondere auf Einrichtungen zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen.

Die Erfindung kann " Anwendung in span-

bänken abhebenden Werkzeugmaschinen,, wie Bohrmaschinen und Dren soy/ie in Koordinatenschleifmaschinen mit senkrecht oder waagerecht angeordneter Spindel finden.

Es ist eine Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen bekannt, bei der das -Werkzeug, welches während der Bearbeitung eine Planetenbe-t wegung.ausführt und sich längs der Planetenbewegungsachse hin- und hergehend verschiebt, an einem V/agen starr befestigt

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ist, der mit einem längs der Planetenbewegungsachse verschiebbaren Stößel kinematisch verbunden ist, welcher sich, zusammen mit dem. Wagen drehen kann, um dem Wagen Badialvorschub" von einem Antrieb zu erteilen, Am. Ausgangsglied des Antriebs ist eine Kopierschablone angebracht, die zur "Verschiebung in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse vorgerichtet ist. Die Kopierschablone besitzt eine profilierte Oberfläche, welche die Form der Erzeugenden der zu bearbeitenden Bohrung vorgibt und mit welcher ständig ein Element in Berührung steht, das diese Form abnimmt.

Das ständig in Berührung stehende Element besteht aus einem Kniehebel, der mit dem das Werkzeug tragenden Wagen gemeinsam /hin- und her verschiebbar/¹

■ £7

Schiebungen längs der Planetenbewegungsachse montiert und zur Ausführung von Schwingungen um seine Achse von der Kaperschablone her vorgerichtet ist, die man unter verschiedenen Neigungswinkeln zur Planetenberaegungsachse einstellen kann.

Der eine Arm des Kniehebels wandert über die Solle längs der profilierten Oberfläche der Kopierschablone, während der

andere, ständig in Berührung stehend, sich auf der Stirn- ■ des

fläche eine π Endes des Stößels bewegt und hierdurch die Schwingungen des Kniehebels in " Längsverschiebung^des Stößels umset zt.

Am anderen Ende weist der Stößel ein Gewinde mit großer Steigung auf, mit dessen Hilfe er mit einer Mutter verbunden

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ist, die einen Nocken darstellt, welcher für mit dem Wagen gemeinsamen hin- und hergehenden" "Verschiebungen längs der Planetenbewegungsachse montiert und zur Drehung in bezug auf den Stößel vorgerichtet ist. Der Hocken ist senkrecht zur Planetenbewegungsachse angeordnet und berührt mit seiner Oberfläche, die nach der. archimedischen Spirale ausgeführt ist, den Wagen, wobei er, indem er sich in hezug auf eine Stange bei der Längsverschiebung der letzteren dreht, dem Wagen radiale Verschiebungen erteilt.

Der Nachteil dieser Einrichtung ist, daß infolge der geradlinigen Bewegung der Achse des Kniehebels neben der kreisförmigen Schwingung desselben um diese Achse eine sinusförmige Verzerrung zwischen dem Schwingung sw inkel des Kniehebels

und dem Drehungswinkel des Profilnockens auftritt, was zur Verzerrung der Geometrie der zu bearbeitenden Bohrungen führt ' Die Erzeugende der kegeligen Bohrungen erhält eine von der Geraden verschiedene Form.

Diese Verzerrung kann man in einem gewissen Maße korrigieren, indem man der profilierten Oberfläche des Nockens eine Form verleiht, die von der Geraden abweicht, was wiederum technologische Schwierigkeiten hervorruft. Zur Herstellung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen ist es dabei erforderlich, auswechselbare Kopierschablonen au verwenden.

Ein anderer Nachteil der Einrichtung ist die Verwendung

^s Seite 4 /
im Ausgangsglied des Intriebs zum Verschieben des Wagens

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@ines Koekens mi-f^lnem Prof il nach der archimedischen Spirale, die kompliziert in der Herstellung isth>

.- Zweek der Erfindung ist die Behebung der vorstehend erwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen zu schaffen, die es gestattet_a sinusförmige Yerzerrungen_? ©eiche durch die kinematische "Verbindung zwischen der die lorm der Erzeugenden der Bohrungen vorgebenden Kopierschablone und dem ausführenden Glied ver-

und damit
ursacht werden, auszuschließen^ eine Erhöhung der Genauig-

"Zi 12

keit der zu bearbeitenden Bohrungen gewährleisten.

Die Erfindung geht aus von ■" ._. einer Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen 'und kegeligen Bohrungen j bei der ein rotierendes Werkzeug, das während der Bearbeitung eine Planetenbewegung ausführt und sich längs der Planetenbewegungsachse hin- und hergehend verschiebt, an einem Wagen starr befestigt ist, der mit einem längs der Planetenbewegungsachse verschiebbaren Stößel kinematisch verbunden ist, welcher sich zusammen mit dem Y/agen

voii ei..er.': Antrieb

drehen kann, um dem Wagen Kadi al ν or schub zu erteilen, an dessen Ausgangsglied eine unter verschiedenen Winkel zur Planetenbewegungsachse einstellbare Kopierschablone angebracht ist, die zur Verschiebung in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse vorgerichtet ist und eine profililierte Oberfläche auf-

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weist j welche die Form der Erzeugenden der zu bearbeitenden Bohrung vorgibt und mit welcher ständig ein Element in Berührung steht;, das diese Form abnimmt. Erfindungsgeinäß besteht das ständig in Berührung stehende Element aus einer Stange^ die ■: mit dem das Werkzeug tragenden 7/agen gemeinsamen hin- und her- verschieblieh -längs der Planetenbewegungsachse montiert, zu Verschiebungen in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse von der Kopierschablone her vorgerichtet und mit dem Stößel derartig kinematiseh'-verbunden ist, daß die Verschiebung der Stange in dichtung quer zur Achse in eine Längsverschiebung des Stößels umgesetzt wird.

_ derartige

.älne konstruktive Ausführung der Einrichtung beermöglicht die seitigt sinusförmige Fehler und Erzielung einer genauen

Form der Bohrungen bei deren Bearbeitung. -

Vorteilhaft enthält ■ die kinematische Gliederkette der Stange mit dem Stößel eijf Schraube mit Mutter,

de^r en geometrische Achse längs der Planetenbewegungs achse liegt, wobei die > Mutter, mit dem Wagen gemeinsam hin- und her«· . verschieb lieh längs der Planetenbewegungsachse montiert ist und die mit der Stange zusammenwirkende Schraube _ die zur Länsverschiebung dee Mutter dient und ^ da in dieser drehbar ist, u:-. „ zur Aufnahme des

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Stößels hohl ausgeführt Ist, welcher ζ us aasen -ait der Schraube die LängsνerSchiebung

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt

das ZusaBnaenvjirlasn , de Schraub©

einer mit der Stange zwecksäßigerweis® vermittels von auf

■se wind ©dreien Oberfläche Schraub® vorgesehenen- Zähne

; die mit Zähnen zum. Eingriff kommes^ welche auf der Oberfläche der Stange entlang. Ihrer Achse ausgeführt sind j wobei der Stößel In der Schraube gleichachsig mit der letzterer«, untergebracht und Ia AsIaIrIcixtung; festge- ^le^ Ist.

Entsprechend einer anderes Ausgestaltung ' der Erfind anger folgt das u±g Zusammenwirisn der Schraube

mit der Stange vermittele von auf einer

oewlnde_freien Oberfläche der Schraube zwischen . Brallnuten · vorgesehenen Zähne η die über

ein Zahnradgetriebe mit Zähnen zum Eingriff stehen, welche auf der Oberfläche der Stange entlang ihrer Achse ausgeführt sind, wobei die Mutter aus einem Gehäuse besteht^ das die Schrai be .umschließt und an seiner Innenfläche starr befestigte · Bolzen besitzt, die in die I&aXlnuten der Schraube eingreifen, und wobei der Stoße! in der Schraube exzentrisch zu der letzteren untergebracht und in Axialrichtung festgelegt ist.

Weiterhin ist vorteilhaft das Ende '

des Stößels an der Berührungsstelle mit dem Wagen als eine Oberfläche ausgebildet _f deren Profil eine Gerade - ent—

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spricht, <3ie _ΖΌΧ Yerschiebungsriehtung des Stößels geneigt ist. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung insbesondere für spanabhebende Werkzeugmaschinen _zum Boinfen ~ und Drehen,, ■ bei welchen die rotierende Spindel die MoglichJs:eib^e:Lnerhin- und hergehenden Bewegung entlang ihrer

Achse hat, ^ enthält ^{die Ein}"

richtung/ e^.ne^e"z1m "Verbinden des Schlittens mit der Spindel der Maschine dienende Hohlwell© ₉ die im Hohlraum der Sehraube - ' _ gleichachsig angeordnet ist und dem Wagen sowie dem an diesem angebrachten Werkzeug drehende and hin- und hergehende Bewegung erteilt, wobei ein Ende der Welle zweckmäßigerweise in Porm von Führungen zur Verschiebung des Wagens in radialer Sichtung ausgebildet ist,

die _voa <3_em stößel bewirkt wird, der im Hohlraum der Welle längs ihrer Achse "' mit der Welle gemeinsamen drehbar und längsverschiebllch ■ in bezug auf die Welle angeordnet ist, während das andere Ende der Hohlwelle einen Schaft bildet , der in der Spindel der Maschine befestigbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung

anhand sines . Ausführungsbeispiels

unter Bezugnahme auf die ■ Zeichnungen erläutert, es zeigen:

Pig. 1 die Gesamtansicht einer Koordinatenschleifmaschine., Vorderansicht;

Fig. 2 die Gesamtansicht einer Ausführungsform der

Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen gemäß der Erfindung^1InLängsschnitt;

Fig. 3 eine Ansicht nach Linie III-III der Pig. 2;

Pig. 4 die Lage der Kopierschablone'bei der Bearbeitung von zylindrischen Bohrungen !Längsschnitt;

« 5 das Werkzeug zur' Bearbeitung einer kegeligen

i^m
Bohrung Längsschnitt;

Pig. 6 das Werkzeug zur Bearbeitung einer zylindrischen Bohrung 'Längsschnitt;

Pig. 7 die Ge samt ansicht einer andere*¹ Ausführ ungs forin der Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen gemäß der Erfindung'Längsschnitt;

Fig. 8 teilweise die Außenfläche der Hohlschrau.be in der Abwickelung;

Pig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX der Pig. 8, die zur Drallnut normal verläuft;

Fig. 10 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A der Pig.

Pig. 11 die Gesamtansicht einer Ausf uhr ungs form der erfindungsgemäßen Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen, die in der Spindel einer koordinatenbohrmaschine befestigt ist Längsschnitt;

Fig. 12 einen Schnitt aach Linie XII-XII der Fig. 11.

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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen

kann als integrierender Bestandteil des Spindelkastens einer Koordinatenschleifmaschine unä als gesonderte Baueinheit ausgeführt werden, die als . Werkzeug in einer beliebigen Maschine befestigt wird, welche eine rotierende und axial verschiebbare Spindel besitzt, bei—

einer
spielsweise in Koordinatenbohrmaschine.

In der Figur 1 ist die Gesamtansicht einer Koordinatenschleifmaschine dargestellt, in welcher die erfindungsgemäße Einrichtung verwendet ist.·

M. bestell 1 der Koordinatenschleifmaschine ist ein Tisch 2 montiert, der zum Verschieben der zu bearbeitenden Werkstücke dient. Zur Handverstellung des Tisches 2 ist ein Handrad 5> vorhanden. Auf dem Gestell 1 befestigte Ständer 4 sind oben mittels eines Querbalkens 5 verbunden. Längs der Führungen der Ständer 4 verschiebt sich in vertikaler Richtung eine Traverse 6, die den Spindelkasten 7 trägt. Der Spindelkasten 7 kann auf der Traverse 6 in horizontaler Richtung in bezug auf den Tisch 2 bewegt werden. Schutzeinrichtungen 8, 9, 10 dienen zum Schutz der Führungen der Ständer 4-, der Traverse 6 bzw. der (in Fig. nicht dargestellten) Schrauben zur Verschiebung der Traverse. Ein Handrad 11 dient zur - Hand verstellung des Spindelkastens 7. Im Spindelkasten 7 igt

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Lk i ΌUZo - 10 -

eine Hülse 12 (Fig. 2) vorhanden, die in Längsrichtung verschiebbar ist und als Basis für die Spindel IJ dient, die . eine Führung IA- hat. In der Führung 14- verschiebt sich ein Wagen, der in Form von Doppelschlitten, und zwar eines oberen 15 und eines unteren Schlittens 16, mit an diesen angebrachter Schleifspindel 17 ausgebildet ist.

Während der Bearbeitung vollführt das Werkzeug 18 eine Planetenbewegung in bezug auf die Drehachse der Spindel 13$ die gleichzeitig die Achse 0-0 der Planetenbewegung des Werkzeugs IS darstellt. .

Zum Einstellen des Radisis der Planetenbewegung des Werkzeugs 18 kann der untere Schlitten 16 des Wagens zusammen mit an ihm hefestigter* Schleifspindel 17 gegenüber dem oberen Schlitten 15 verschoben und in der eingestellten Lage fixiert werden.

eau Auf der Hülse 12 ist eine Zahnstange 19 geschnitten, die

mit einem Zahnrad 20 im. Eingriff steht, weichesauf einer Welle 21 starr sitzt, die einen mechanischen Drehantrieb (nicht dargestellt) besitzt. Die Hülse 12 kann sich senken und heben. Ein Hanrad 22 (Fig.l) zur Hand verstellung der Hülse 12 ist am Spindelkasten 7 angebracht.

JUa oberen Ende der Spindel 14 ist mit einem Längskeil 25 (Fig.2) ein Antriebsrad 24 aufgesetzt, das mit einem Zahnrad 25 ia Eingriff gelangt, welches sich in der Hülse 12 befindet.

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- ii -

Das Zahnrad 25, das eine geschlitzt-e öffnung aufweist, kann sioli längs einer Keilwelle 26 verschieben.

Die Keilwelle 26 ist im Spindelkasten 7 montiert und besitzt an einem Ende einen (in Pig. nicht dargestellten) mechanischen .antrieb, während sie an dem anderen Ende ein Zahnrad 27 eines nicht abgebildeten Antriebs zur Handrehung der Spindel 13 aufweist·

An der Hülse 12 ist eine Mutter 29 starr befestigt, die mit einer Hohlschraube 30 im Eingriff steht, welche auf der

vom Gewinde freien Oberfläche Zähne Jl hat, die als Zahnsktor ausgeführt sind. Die Mutter 29 und die Holzschraube 30 bil-

Mutterden ein Schraub epaar, dessen geometrische Achse längs der

Planetenbewegungsachse 0-0 des Werkzeugs IS verläuft.

Mit den Zähnen 31 des Sektors befindet sich eine Zahnstange 32 (Pig. 3)»ii Eingriff die auf einer Stange 33 ent-

ein
lang der Achse geschnitten ist. Die Stange 33 ist in der Hülse 12 montiert und kann sich in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse 0-0 des Werkzeugs 18 verschieben.

An der Stange 33 ist eine Rolle 34 (Pig. 2, 4) montiert, die an eine im Spindelkasten 7 montierte Kopierschablone 35 angedrückt wird.

Piir den ständigen Kontakt zwischen Rolle 34 und Kopierschablone 35 sorgt eine Spiralfeder 36 (Pig. 2), die auf die vom Gewinde freie Oberflache der Schraube 30 aufgeschoben ist und mit ihrem einen Ende an der letzteren und mit dem anderen

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an der Hülse 12 befestigt ist.

Die Kopierschablone 35 kann man an einer Leiste 37 (Pig. 2, 4) unter verschiedenen Neigungswinkeln zur Planetenbewegungsachse 0-0 des Werkzeugs 18 einstellen und in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse 0-0 des Werkzeugs 18 mit HiI-. fe eines auf einer Welle 39 starr sitzenden Zahnrads 38 verschieben, dessen mechanischer Antrieb nicht dargestellt, während das Handrad 39a zu dessen Handverstellung ir Fig.l gezeigt ist. Das Zahnrad 38 ist./-.: mit einer Zahnstange 40 in Eingriff, die auf einem Stab 41 ausgeführt ist, auf welchem die Leiste 37 befestigt ist.

Die Y/inkellage der Kopierschablone 35» welche das Maß des Kegels der zu bearbeitenden Bohrung vorgibt, kann an ei-

ner nicht abgebildeten Einstellskale abgelesen werden.

In der Spindel .13 ist gleichachsig mit deren Achse ein Stößel 42 (Fig. 2) mittels eines Längskeils 43 derart montiert, daß er sich gegenüber der Spindel in axialer Sichtung verschieben, jedoch in bezug auf dieselbe sich nicht durch drehen . kannl Das untere Ende des Stößels 42 weist eine Oberfläche 44 auf, deren Profil eine Gerade (eine Linie oder eine Ebene) darstellt, die zur Achse der Spindel I3 geneigt ist· An die Oberfläche 44 wird mittels einer Feder 45 der Wagen I5-I6 über eine Rolle 46 angedrückt. Die Feder 45 ist mit einem Ende an der Führung 14 der Spindel 13 und mit dem anderen am oberen Schlitten I5 des Wagens befestigt.

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Der Stößel 42 ist mit seinem oberen Ende koaxial in der Hohlschraube j>u derart befestigt, daß er sich in bezug auf diese frei drehen, jedoch in bezug auf diese sich nicht

in axialer Richtung verschieben kann.

Mutter 29

Die Beseitigung des Spiels zwischen Schraube 3o und wird mittels einer Feder 47 sichergestellt, die auf den Stößel 42 aufgeschoben und sich mit einem Ende gegen Bund 48 die- ' ses Stößel und mit dem anderen gegen die Spindel 13 abstützt.

Aus den obigen Darlegungen geht hervor, daß das Werkzeug 18 eine Planetenbewegung um die Achse 0-0 der Spindel 13 von dem Spindelantrieb und um die eigene Achse von dem Antrieb der Schleifspindel 17 vollführen sowie hin- und hergehende Verschiebungen mittels der Hülse 12 und Sad ialv or schub mittels des Stößels 42 über die Holle 46 erfahren kann.

Die Einrichtung wird folgenderweise betrieben.

Bei der hin- und hergehenden Bewegung der Hülse 12 bewegt sich die Schleifspindel 17 mit dem Werkzeug 18 hin und her. Die Rolle 34 der Stange 33 verschiebt sich auf der Kopierschablone 35· Ist die Kopierschablone 35 geneigt zur Verschiebungsrichtung der Hülse 12 angeordnet, so vollführt die Stange 33 hin- und hergehende Bewegungen in der zur Verschiebungsrichtung der Hülse 12 . senkrechter . Richtung und dreht den ,Zahnsektor 31 samt der Schraube 30 ., wobei die letztere sich in der Mutter 29 dreht und den Stößel'

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42 zwingt, sich in axialer Richtung zu verschieben. Infolgedessen wirkt der Stößel 42 mit seinem Profil 44 auf die Rolle 45 des Wagens 15-16 mit der Schleifspindel 17 ein und verschiebt die letztere in radialer Richtung, Die Größe dieser Verschiebung hängt vom Neigungswinkel der Kopierschablone zur Achse der Spindel 13 und der Verschiebungsgröße der Hülse 12 ab. Außerdem führt die Spindel 1? mit dem Werkzeug 18 am Schlitten 16, da sie auf den Radius der zu bearbeitenden Bohrung eingestellt ist, gegenüber dem Schlitten 15 eine Bewegung am Kreisumfang der Bohrung mittels der Spindel 13 aus, die ihre Drehbewegung von dem nicht dargestellten Antrieb über die Keilwelle 26, das Zahnrad 25 und das Antriebsrad 24 erhält.

Die Vereinigung dieser Bewegung des Wagens 15, 16 mit der Drehung des Werkzeugs 18 in der Schleifspindel 17 bietet die Möglichkeit, kegelige Bohrungen 49 (Fig. 5) in Werkstücken und bei der Einstellung der Kopierschablone 35 parallel zur Achse der Hülse 12 auch zylindrische Bohrungen 49a (Pig. 6) zu schleifen.·

Der Radialvorschub des Wagens 15-16 zur Abnahme der Schleif zugabe erfolgt über die oben beschriebene kinematische Gliederkette von der Kopierschablone 35 her über das Zahr rad 38, das auf der Welle 39 befestigt ist, welche von einem (in Pig. nicht abgebildeten) Antrieb in Drehung versetzt wird, und über den Stab 41 mit der an diesem befestigten Leiste 37.

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Zur Erzielung unterschiedlicher Formen der Erzeugenden von Bohrungen 4-9 und 49a kann man auswechselbare Kopierschablonen mit entsprechenden Profilen verwenden, welche die Form der Erzeugenden der zu bearbeitenden Bohrungen vorgeben.

Im Falle einer anderen Anordnung der Aus gangs elemente des Drehantriebs sowie anders ausgelegter Längsverschiebungen der Hülse der Spindel wird die Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen auf eine etwas andere Weise ausgeführt.

Diese Ausführungsforni der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nachstehend in Anwendung auf eine Zweiständer- -Koordinatenschleifmaschine betrachtet.

Im Spindelkasten 50 (Fig. 7) der Maschine ist eine HuI--se 51 vorhanden, die in Längsrichtung verschiebbar ist. In der Hülse 51 ist in Lagern 52, 55 eine rotierende Spindel 54 untergebracht, die eine Führung 55 besitzt. In der Führung 55 verschiebt sich ein Wagen, der in Form von Doppelschlitten 56-57» und zwar einem oberen und einem unteren Schlitten, mit an ihnen befestigter Schleifspindel 58 aus- " gebildet ist. In der Spindel 58 ist ein Werkzeug 59 befestigt. Zum Einstellen des Radius der Planetenbewegung des Werkzeugs 59 kann der untere Schlitten 57 des Wagens zusammen mit der an ihm befestigten Schleifspindel 58 gegenüber dem oberen Schlitten 56 verschoben und in der eingestellten

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— Io —

Lage fixiert werden.

. An der Hülse 51 ist im oberen Teil eine Buchse 60 befestigt, die einen Hohlkolben bildet, Im oberen Teil des Spindelkastens 50 ist eine Buchse 61 befestigt, welche mit Hohlräumen 62, 63 einen Zylinder bildet. Die Hohlräume 62 und 63 sind mittels Eingdichtungen 64, 65 abgedichtet.

Bei der Zuführung /on Flüssigkeit in die Hohlräume 62 oder 63 kann sich die Hülse 51 zusammen mit der Spindel 5^· nach oben und nach unten verschieben.

Das obere Ende der Spindel 54- ist als Keilwelle ausgebildet, welche sich in der. geschlitzten öffnung einer Buchse ■66 verschieben kann, die an einer Riemenscheibe 67 befestigt ist. Die Siemens ehe ibe 67 ist mittels Lagern 68 an der Buchse 61 montiert und kann sich drehen, indem sie die Drehbewegung auf die Spindel 5^ von einem in der Zeichnung nicht gezeigten Antrieb überträgt.

Am unteren Ende der Hülse 51 ist eine Mutter 69 starr befestigt, die ein Gehäuse darstellt, welches auf seiner Innenfläche starr befestigte Bolzen besitzt, die in Drallnuten 71 (Pig. 8, 9) einer Hohlschraube 72 (Pig. 9, 10) eingreifen. Auf der vom Gewinde freien Oberfläche der Hohlschraube 72 sind zwischen deren Drallnuten 71 Zähne 73 ausgeführt, mit denen sich das Zahnrad 74- (Fig.7) eines Blocks im Eingriff befindet, der im Gehäuse der Mutter 69 montiert und dessen Drehachse parallel zur Achse der Hohlschraube 72 ist. Mit dem Zahnrad 75 des Blocks steht eine Stange 76

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mittels Zähnen 77 im Eingriff, die auf ihrer Oberfläche entlang d^er Längsachse ausgeführt sind. Die Stange 76 ist am Gehäuse der Mutter 69 montiert und kann sich senkrecht zur Planetenbewegungsachse 0-0 der Spindel 54 verschieben. Die Stange 76 steht mit einem Ende ständig mit einer Kopierschablone 78 in Berührung, die Im Spindelkasten 50 montiert .ist. Diese Berührung wird mit Hilfe einer Feder 79 · bzrt~>rHt_f die im Gehäuse der Mutter 69 angeordnet ist und sich mit einem Ende gegen das Gehäuse der Mutter 69 und mit dem anderen gegen das andere Ende der Stange 76 abstützt.

Die Kopierschablone 78 kann man am Support 80 mit Hilfe einer Achse 81 unter verschiedenen Neigungswinkeln zur Planetenbewegungsachse 0-0 des Werkzeugs 59 einstellen und in Führungen 82 eines Kragarmes 85 des Spindelkastens 50 io-Richtung quer zur Planetenbewegungsachse Q*-0 des Werkzeugs-59 verschieben.

In einer vertikalen Nut 84 des Gehäuses der Führung ^ der Spindel 54 ist exzentrisch zur letzteren ein Stößel 85 so montiert, ~ daß er sich in bezug auf die Planetenbewegungsachse 0-0 in axialer Richtung verschieben kann. Der Stößel weist eine Oberfläche 86 auf, deren Profil eine Gerade (eine Linie oder eine Ebene) darstellt, die zur Achse der Spindel 54 geneigt ist. An die Oberfläche 86 wird durch eine Feder der Wagen 56-57 angedrückt. Die Feder 87 befindet sich im Ge- - hause des Wagens 56-57 u&ö stützt sich mit-einem Ende gegen'den

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56-57 und mit dem anderen gegen die Führung ^3 der Spindel 53- ab.

Außerdem, ist der Stößel 85 exzentrisch, in der Schraube 72 montiert, derart, daß er sich zusammen mit der Führung 55 der Spindel 54- in bezug auf die Schraube 72 um die Achse der Spindel 54 drehen, jedoch gegenüber der Schraube 72 in axialer Richtung nicht verschieben kann.

Aus dem Dargelegten ergibt sich, daß das Werkzeug 59 eine Planetenbewegung um die Achse der Spindel 54- von dem Antrieb der Spindel 54- und um die eigene Achse von dem Antrieb der Schleifspindel 58 vollführen sowie hin- und hergehende Verschiebungen mittels der Hülse 51 unä Radislv or schub mittels des Stößels 85 erfahren kann.

Die Einrichtung wird folgender ■ betrieben.

Bei der hin- und hergehenden Bewegung der Hülse 51 bewegt sich die Schleif spindel. 58 mit dem Werkzeug 59 hin- und her. Das mit der Kopierschablone 78 in. Berührung stehenäe Ende der Stange 76 verschiebt sich längs der Kopierschablone 78. Ist die Kopierschablone 78 geneigt zur Verschiebungsrichtung der Hülse 51 angeordnet, so vollführt die Stange 76 hin- - und hergehende Bewegungen in der zur Verschiebungsrichtung der Hülse 51 senkrechten Richtung und dreht über die Räder 74-75 die Hohlschraube 72 , . Die letztere, indem sie sich in der Mutter 69 dreht, zwingt den Stößel 85, sich zusammen mit der Schraube 72 in axialer Richtung zu ver-

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sehieben. Infolgedessen wirkt der Stößel 85 mit seiner pro- * filierten Oberfläche 86 auf den Wagen 56-57 mit der Schleif- .--. spindel 58 ein.

Die Größe .dieser Verschiebung hängt von dem Neigungswinkel der Kopierschablone ?8 zur Achse der Spindel 54 und von der Verschiebungsgröße der Hülse 51 ab. Außerdem führt die Schleifspindel 58 mit dem Werkzeug 59 am Schlitten 5?, da sie auf den Hadius der zu bearbeitenden Bohrung eingestellt ist gegenüber dem Schlitten 56 eine Bewegung am Kreisumfang der zu bearbeitenden Bohrung 49 und 49a mittels der Spindel 54 aus, die ihre Drehbewegung von dem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb über die geschlitzte Buchse 66 der Riemenscheibe 67 erhält.

• Die Vereinigung dieser Bewegungen des Wagens 56-57 Jäit der Drehung des Werkzeugs 59 in der Schleifspindel 58 bietet die Möglichkeit, kegelige Bohrungen 4$ in feststehenden Yferkstücken und bei der Einstellung der Kopierschablone 78 parallel zur Hülsenachse auch zylindrische Bohrungen 49a zu schleifen.

Der Radialνorschub des Wagens 56-57 zur Abnahme der Schleifzugabe erfolgt über die oben beschriebene kinematische Gliederkette von der Kopierschablone 78 her, die am Support 80 befestigt ist, welcher längs der Führung 82 von einem (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Antrieb ver-

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schoben wird.

Die Einrichtung zum Schleifen von zylindrischen und kegeligen Bohrungen kann an einer beliebigen Maschine eingesetzt werden, die eine Hülse besitzt, welche zusammen mit einer in ihr rotierenden Spindel eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, beispielsweise an Koordinatenbohrmaschinen. Dies erweitert die technologischen Möglichkeiten der Werkzeugmaschinen und gestattet bei bestimmtere.Umfang der Schleifarbeiten^esji auf die Anschaffung von teueren und schwer beschaffbaren Koordinatenschleifmaschinen zu verzichten.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung in den vorerwähnten Maschinen wird dank Anordnung des Radialvorschubwerkes des Wagens in einer gesonderten Baugruppe ermöglicht, die als gewöhnliches Werkzeug in der Spindel der Maschine befestigt wird und mit der Kopierschablone sowie deren Antrieb kinematisch verbunden ist, welche ebenfalls als eine gesonderte, z.B. am Spindelkasten der Maschine unbeweglich befestigbare Baueinheit ausgeführt sind.

Die Einrichtung besteht aus zwei Baueinheiten, die selbständig an der Maschine befestigt und kinematisch miteinander verbunden sind.

Die erste Baueinheit enthält einen Wagen mit an diesem befestigter Schleifspindel und mit Radialvorschubwerk für diesen Wagen.

Die zweite Baueinheit enthält die Kopierschablone und

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deren Antrieb.

Die erste Baueinheit wird in der Spindel 88 (Fig.11) der Maschine befestigt, welche Spindel mittels eines Lageirs 89 der vorderen Stütze (die hintere Stütze ist in der Zeichnung nicht abgebildet) in einer Hülse 90 montiert ist. Die Hülse 9Q kam sich in axialer Sichtung im Spindelkasten. 91 verschieben und besteht aus einem Gehäuse 92 und einer Hohlwelle" 93- Sin Ende der Hohlwelle 93 ist in Form einer Führung 94 ausgebildet. Die Hohlwelle 93 kann sich im Gehäuse 92 drehen und ist gegen Verschiebung in axialer Richtung gegenüber demselben gesichert, lias andere Ende der Welle 93 ist als Schaft 95 des in der Maschine verwendeten Werkzeugs gestaltet. In der Führung 9^ verschiebt sich ein Wagen, der in Form von Doppelschlitten 96-97 mit an diesen angebrachter Schleifspindel 98 und in dieser befestigtem Werkzeug 99 ausgeführt*. Zum Einstellen des Radius der Planetenbewegung des Wagens 96-97 des Werkzeugs 99 kann der untere Schlitten 97 des Wagens 96-97 zusammen. mit der an ihm befestigten. Schleifspindel 98 gegenüber dem oberen Schlitten 96 verschoben und in der eingestellten Lage fixiert; werden·

Im Gehäuse 92 ist eine Mutter 100 befestigt, die mit einer Hohlschraube 101 zum Eingriff kommt, welche auf der vom Gewinde freien Oberfläche einen Zahnsektor 102 aufweist und auf der Hohlwelle 93 koaxial angeordnet ist'. Mit dem Zahn-

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sektor 102 steht eine Zahnstange 10J5 im Eingriff, welche auf einer Stange 104/geschnitten ist, die im gehäuse 92 montiert ist und sich senkrecht zur Achse der Hohlwelle 93 verschieben kann. An der Stange 104- ist eine Rolle 105 montiert, die an die an der zweiten baueinheit angeordnete«Kopierschablone angedrückt wird. Für den ständigen Kontakt zwischen der Rolle.

105 und der Kopierschablone 106 sorgt eine Spiralfeder 107, welche auf die voa Gewinde freie Oberfläche der Schraube 101 aufgesetzt ist und mit einem Ende an der letzteren und mit des anderen am Gehäuse 92 befestigt ist. Bas Ende der Stange 104 ist als Gabel 1OS ausgebildet, die die Kopierschablone umfaßt und dadurch das Gehäuse 92 gegen Durchdrehung sichert uns die Rolle 105 auf dem wirksamen Profil der Kopierschablone

106 hält,

In der Hohlwelle 93 ist gleichachsig mit deren Achse ein Stößel 109 derart angeordnet, daß er sich, gegenüber der Hohlwelle in axialer Richtung verschieben kann, jedoch vor Durchdreh . in bezug auf dieselbe durch einen. Bolzen. 110 zurückgehalten wird, der am Stößel 109 quer zur Achse befestigt und in Xtängsnuten 111 der Hohlwelle 92 angeordnet ist. Mit seinem oberen Ende ist der Stößel 109 koaxial mit der Schraube 101 derart montiert, daß er sich in bezug auf die Schraube frei drehen, jedoch gegenüber derselben sich in. axialer Richtung nicht verschieben kann·

Das untere Ende des Stößels 109 weist eine Oberfläche

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auf, deren Profil eine Gerade (linie oder Ebene) darstellt, die zur Yerschiebungsrichtung des Stößels 109 geneigt ist und an die der Wagen 96_;97 über eine Bolle 114 mittels einer Feder 115 angedrückt wird. Die Feder ist mit einem lande an der !Führung 94 und mit dem anderen am oberen Schlitten 96 des Wagens befestigt.

Mutter-

Die Beseitigung des Spiels im Schraube paar 100-101 wird mittels einer Feder 115 sichergestellt, die auf den Stößel 109 aufgeschoben und sich mit einem Ende gegen den Bund 116 des Stößels 109 und mit dem anderen gegen die Hohlwelle 93 abstützt.

Die zweite Baueinheit wird mit Hilfe eines Gehäuses 11? und eines Zentrierbundes 118 starr am Spindelkasten 91 befestigt.

Im Gehäuse 11? befindet sich ein Stab 119 mit auf ihm eingeschnittener Zahnstange 120 sowie auf ihm befestigter Leiste 121.

Die Kopierschablone 106 kann man auf der Leiste 121 unter verschiedenen Neigungswinkeln zur Planetenbewegungsachse 0-0 des Werkz.eugs 99 einstellen und mit Hilfe eines Zahnrads 122 vermittels eines auf der Achse 123 desselben befestigten Handrades 124 verschieben.

Die Drehung des Zahnrades 122 kann mit Hilfe eines Elektromotors oder eines Klinkenschaltwerks der hin- und hergehenden Bewegung der Hülse 90 der Maschine oder nach einem

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beliebig anderen bekannten Verfahren bewerkstelligt werden.

Die Einrichtung wird folgender betrieben.

Beim Hin- und Hergang der Hülse 90 vollführt die Schleifspindel 98 eine hin- und hergehende Bewegung und die Rolle 105 der Stange 109 verschiebt sich auf der Kopierschablone 106. Ist die Kopierschablone 106 geneigt zur Verschiebungsrichtung der Hülse 90 angeordnet, so vollführt die Stange 104 Mn- und hergehende Bewegungen in der zur Verschiebungsrichtung der Hülse 98 senkrechten Richtung und dreht den Zahnsektor 102 der Hohlschraube 101, wobei die letztere, indem sie sich in der Mutter lOOfdeh Stößel 109 zwingt, sich in axialer Sichtung zu verschieben. Infolgedessen wirkt der Stößel 109 sit seinem Profil 112 auf die Rolle 114 des Wagens 96-97 mit der Schleifspindel 98 ein und verschiebt die letztere in radialer Richtung. Die Größe dieser Verschiebung hängt vom Neigungswinkel der Kopierschablone 106 zur Achse der Spindel 88 und der Verschiebungsgröße der Hülse 90 ab. Außerdem^ruhrt die Schleifspindel 98 mit dem Werkzeug 99 am Schlitten 97, da sie auf den Radius der zu bearbeitenden Bohrung eingestellt ist, gegenüber dem Schlitten 96 eine Bewegung am Kreisumfang mittels der Spindel 88, die ihre -Drehbewegung von dem nicht dargestellten Antrieb der Maschine erhält.

Der Radialνorschub des Wagens 96-97 zur Abnahme der Schleifzugabe erfolgt über die oben beschriebene kinemati-

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sehe Gliederkette von der Kopierschablone 106 her mittels des Zahnrades 122, welches von dem Handrad 129 über den Stab 119 mit der auf diesem befestigten Leiste 121 in Drehung versetzt w ird.

Die Vereinigung der vorbeschriebenen Bewegungen des Wagens 96-97 mit der Drehung des Werkzeugs 99 in der Schleifspindel 9& bietet die Möglichkeit, kegelige Bohrungen in" Werkstücken und bei der Einstellung der Kopierschablone 106 paral-' IeI zur Achse der Spindel 88 auch zylindrische Bohrungen zu schleifen. ■ \

Um verschiedene Formen der Erzeugenden der Bohrung zu erhalten, können auswechselbare Kopierschablonen mit entsprechenden Profilen der Steuerkanten verwendet werden,

Somit leuchtet ein, daß mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung eine Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Koordinatenbohrmaschine, in eine Koordinatenschleifmaschine leicht umgewandelt werden kann.

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Claims

- 26 - .19. April

L/Br

PATENTANSPRÜCHE:

( !,^Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von. zylindrischen und kegeligen Bohrungen, bei der ein rotierendes Vferkzeut das während der Bearbeitung eine Planetenbewegung ausführt und sich längs der Planetenbewegungsachse hin- und hergehend verschiebt, an einem Wagen starr befestigt ist, der mit einem längs der Planetenbewegungsachse verschiebbaren Stößel kinematisch verbunden ist, welcher sich zusammen mit dem Wagen drehen kann, um dem Wagen Radial vorschub von einem Antrieb zu erteilen, an dessen Ausgangsglied eine unter ver- ^ sciiiedenen Winkeln zur Planetenbewegungsachse einstellbare Kopierschablone angebracht ist, die zur Verschiebung in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse vorgerichtet ist und eine profilierte Oberfläche aufweist, welche die j?orm der Erzeugenden uer zu bearbeitenden Bohrimg vorgibt und mit welcher ständig ein Element in -Berührung steht, das diese Form abnimmt ,dadurch gekennzeichnet, daß das ständig in Berührung stehende Element aus einer Stange (23, 76, 104) besteht, die ·.· ^r·' .:"'.- . mit dem

das Werkzeug (18, 59, 99) tragenden Vfegen (15-16, 56-57, 96-97) gemeinsam hin- und her verschieb lieh längs der

Planetenbewegungsachse (0-0) montiert, zur Verschiebung in' Richtung quer z,ur Planetenbewegungsachse (0-0) von der Kopierschablone (35, 78, 106) her vorgerichtet und mit dem Stößel

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(42, 85, 109) derart kinematisch verbunden ist, daß die Verschiebung der Stange (33» 76, 104) in Richtung quer zur Planetenbewegungsachse (0-0) in eine Längsverschiebung des Stößels (42, 85, 109) umgesetzt wird. .
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e-

kennze lehnet, daß die kinematische Gliederkette

Mutterder Stange (33, 76, 104) mit dem Stößel (42, 85, 109) ein Schraube_paar (3Q₇29;72/69,- 10I₇IOO) enthält, .dessen geometrische Achse längs der Planetenbewegungsachse (0-0) liegt und das eine Mutter (29, 69, 100), die * - mit

dem Wagen (15 16, 56 57, 96 97) gemeinsam hin- und her

verschieb lieh längs der Planetenbewegungsachse (0-0) -itiert ist, sowie eine mit der Stange (33, 76, 104) zusammenwirkende Schraube (30, 72, 101) besitzt, die zur Längsverschiebung in bezug auf die Mutter (29, 69, 100) vorgerichtet

' in dieser drehbar und zur Aufnahme

des Stößels (42, 85, 109) hohl ausgeführt ist, welcher zusammen mit der Schraube (30, 72, 101) die Längsverschiebung vollzieht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß das Ende des Stößels (42, 8^, 109) an der Berührungsstelle mit dem Wagen (15-16, 55-57, 96-97) als eine Oberfläche (44, 86, 112) ausgebildet ist, deren Profil. eine Gerade darstellt, die zur Verschiebungsrichtung des Stö-

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ßels (42, 85, 109) geneigt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2,dadurch g e -

kennze ichnet, daß die Zusammenwirkung der Schraube

Mutter
(50, 72, 101) des Schraube paars (50 29, 72 69, 101 100) mit der Stange (55, 76, 104) vermittels von _auf einer gewindefreien Oberfläche der Schraube (50, 72, 71) vorgesehenen Zähne (51, 75, 102) erfolgt, die mit Zähnen (52, 77, 105) zum Singriff kommen, welche auf der Oberfläche der Stange (33, 76, 104) entlang ihrer Achse ausgeführt sind, wobei der Stößel (42, 85, 109) in der Schraube (30, 72, 101) gleichachsig mit der letzteren untergebracht und in Axialrichtung f est- geie^t ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ekennz e i chnet, daß die Zusammenwirkung der Schraube (50, 72, 101) des^U/Schraube_paars (50 29, 72 69, 101 100) mit der Stange (55, 76, 104) vermittels " auf - . ewindi freien Oberfläche der Schraube (50, 72, 101) zwischen Drallnuten (71) derselben vorgesehenen Zähneft (75)

erfolgt, , die über ein Zahnradgetriebe (74-75) mit Zähnen (77) zum Eingriff kommen, welche auf der Oberfläche der Stange (76; entlang ihrer Achse ausgeführt sind, wobei die Mutter

(69) aus einem Gehäuse besteht, daß die Schraube (72) umschließt und an seiner Innenfläche starr befestigte Bolzen

(70) besitzt, welche in die Drallnuten (71) der Schraube

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(72) eingreifen, und wobei der Stößel (85) in der Schraube (72)exzentrisch zu der letzteren untergebracht und in Axiale richtung festgelegt ist.
6. Einrichtung zur Bearbeitung von zylindrischen und kegeligen Bohrungen für spanabhebende Werkzeugmaschinen zum _3ohr^en und Drehen ■ . bei denen eine rotierende Spindel

(90) die Möglichkeit zu einer hin- und hergehenden Bewegung

oder entlang ihrer Achse hat, nach Ansprüchen 1 2.,. d a du rch gekennz e ichnet, daß sie zum Verbinden des Wagens (96-97) niit der Spindel (90) der Maschine eine dazu dienende Hohlwelle (93) enthält, die im Hohlraum der Schraube

Mutter- '
(101) des Schraube^paars (100-101) gleichachsig angeordnet ist und dem Wagen (96-97) sowie dem an diesem angebrachten Werkzeug (99) eine drehende und eine hin- und hergehende Bewegung erteilt, wobei ein Ende der Welle (93) in Form von Führungen (9²I-) zur Verschiebung des Wagens (96-97) in radialer Richtung ausgebildet ist, die " - ' von dem Stößel (109) bewirkt wird, der im Hohlraum der Welle (93) entlang der Achse : mit der Welle (93)

gemeinsamen drehbar und _ . _ in bezug auf

, _Längsverschieb1 i c.\\^
die »'/eile (937^v§5georanet ist, wahrend das andere Ende der Hohlwelle (93) einen Schaft (95) bildet, der in der Spindel (90) der Maschine befestigoar ist-.

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L e e r.s e i t e