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SENKRECHTREUMMASCHINE ZUM INNENR##UMEN VON BOHRUNGEN
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Die Erfindung bezieht sich auf spanende Formung von Metallen, und
insbesondere auf eine Senkrechträzmmaschine zum Innenräumen von Bohrungen.
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Die vorliegende Erfindung kann besonders effektiv zur Bearbeitung
von zylinderförmigen Bohrungen in büchsenähnlichen Teilen angewandt werden, zum
Beispiel in Hülsen für Traktoren- und Kraftwagenmotoren, die in großen Mengen hergestellt
werden.
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Zur Zeit werden jährlich Dutzende von Millionen büchsenähnlicher
Teilen, zum Beispiel, Hülsen der Traktoren- und Kraftwagenmotoren hergestellt.
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Bei deren Herstellung ist die Bearbeitung der Bohrungen ein besonders
zeit- und kraftraubender Vorgang. Im Zusammenhang damit ist die Tendenz zur Entwicklung
von Maschinen vorhanden, die eine höhere Leistung bei Bearbeitung von Bohrungen,
zum Beispiel in den genannten Hülsen, im Vergleich zu den bekannten
Maschinen
sichern, um einen größeren ökonomischen Nutzen zu ereichen, die Zahl von Maschinen,
die Arbeitskr~afte und Produktionsflächen zu reduzieren.
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Zur Zeit erfolgt das Innenräumen von Bohrungen in Maschine nenbauteilen
mit Hilfe von Maschinen, die von verschiedenen Firmen hergestellt werden.
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So enthält werden.eine Senkreonträummaschine der Firma "Lapointe"
(USA) einen MasphinenSuB und eine mit diesem als ein Ganzes ausgeführte Säule, auf
der ein Hydraulikzylinder aufgestellt ist.
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An der Stange des Hydraulikzylinders ist eine Räumnadel befestigt.
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Am ttangenende des Hydrozylinders ist ein leichtes Vorschubgehäuse
befestigt, das sich bei der Stangenbewegung an den Säulenführungen verschiebt und
am Ende des Stangenhubs nach unten und nach oben die Umschaltung des Schiebers des
hydraulischen Antriebs durchführt und dadurch die Richtung der Stangenbewegung des
Hydraulikzylinders ändert.
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In der Oberstellung der Räumnadel befindet sich deren untere Stirnseite
über der am Bett befestigten Vorrichtung für das zu räumende Werkstück, das gibt
die Möglichkeit, das werkstück in diese Vorrichtung aufzustellen.
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Bei der Stangenbewegung des Hydrazylinders nach unten drückt sie
mit ihrer Stirnseite die mit ihr verbundene Räumnadel durch die im Werkstück vorbearbeitete
und zu räumende Bohrung durch, welche die Richtung der Verschiebungsachse der genannten
Räumnadel bestimmt. Beim Innenräumen wird die Räumnadel einer Knikkung ausgesetzt,
da der Schnittdruck, der beim Zerspanen der Bohrung im Werkstück entsteht, durch
die Stange des Hydraulikzylinders überwunden wird, der auf die obere St-irnseite
der
Räumnadel einwirkt, die keine Führung hat.
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Die Rückstellung der Räumnadel in die obere Ausgangsstellung erfolgt
durch die im Werkstück innengeräumte Bohrung.
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Die im Werkstück vorbearheitete Bohrung kann weder senkrecht zu dessen
Stüezfläche, noch konzentrisch zur AuBenoberfläche des Werkstücks sein.
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Da beim Räumen die Räumnadel durch die Bohrung im Werkstück geführt
wird, so kann dabei nur eine gleichmäßige Zugabe um die eine Bohrung im Werkstück
zerspant werden und v im Werkstück vorhandene Nichtrechtwinkligkeit der geräumten
Bohrung der Stützfläche des Werkstücks und deren Nichtkonzentrizität zu dessen Außenoberfläche
werden beim Innenräumen nicht beseitigt.
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Die beim Innenräumen der Bohrung entstehende Knickung der Räumnadel
verringert die Bearbeitungsgenauigkeit der Bohrung.
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Bei Rückverschiebung der genannten Räumnadel nach oben in die Ausgangsstellung
kann die Oberfläche der zu räumenden Öffnung beschädigt werden, da die Richtung
der Räumnadelachse dabei mit der der Stangenachse des Hydraulikzylinders, welcher
die genannte Räumnadel rückstellt, nicht zusammenfällt.
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Die Herstellerfirma weist darauf hin, daß man mit deren Maschine
nur Grob-, Schruppbearbeitung der Bohrung durchführen kann.
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Die Richtung der entstehenden Räunkraft, die mit der Stangenachse
des Hydraulikzylinders zusammenfällt, erfolgt außerhalb der Maschinensäule und ruft
deren Biegung und Loslösung vom Maschinenfuß hervor.
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Um die erforderliche Starrheit der Maschine zu sichern, wird die
Maschinensäule der Firma "Lapointe" massiv ausgeführt,
und um diese
mit dem Fuß besser verbinden zu können, sind die Säule und der Fuß einstt1cki# ausgeführt.
Dadurch wird die Maschine schwerer und ihre Herstellung komplizierter.
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Die Aufstellung eines Krafthydrozylinders oberhalb der Säule erhöht
wesentlich die Höhe der Maschine.
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Die Senkrechträummaschine der Firma ~1Karl Klinkt1 (BRD) hat einen
Fuß, in dessen Führungen sich ein Kraftschlitten verschiebt, der von den nach unten
zugekehrten Stangen zweier Hydraulikzylinder, die sich vollständig über der oberen
Fläche des IWaschinenfusses befinden, in Bewegung gesetzt wird.
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Durch das im Kraftschlitten vorhandene Futter, das das untere Ende
der Räumnadel faßt, wird die letztere beim Zerspanen der Bohrung durch diese während
der Bewegung des Kraftschlittens nach unten durchgezogen.
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Im oberen Teil der Maschine gibt es einen Wagen, dessen Futter das
obere Ende der Räumnadel faßt.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt.
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Nachdem das Werkstück in die auf dem Maschinenfuß befindliche Vorrichtung
aufgestellt ist, erfolgt die Einschaltung und der Wagen, in dessen Futter das obere
Ende der Räumnadel befestigt ist, verschiebt sich nach unten.
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Während dieser Verschiebung geht das untere Ende der Räumnadel durch
die Bohrung im Werkstück durch und wird automatisch vom Futter gefaßt, das an dem
im Maschinenfuß befindlichen Kraftschlitten befestigt ist.
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Danach wird die Bewegung des Kraftschlittens nach unten an den im
Fuß vorhandenen Führungen eingeschaltet, wodurch die Verschiebung
(das
Innenräumen) der Räumnadel durch die Bohrung im Werkstück und dadurch deren Bearbeitung
erfolgt.
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Der Wagen mit dem in seinem Futter befestigten oberen Ende der Räumnadel
begleitet die Räumnadel während deren Schnittgangs eine Zeit lang, bleibt danach
stehen und gibt die Räumnadel frei.
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Nachdem die Räumnadel aus der Bohrung im Werkstück austritt, bleibt
der Kraftschlitten stehen urld das bearbeitete Werkstück wird von der Maschine abgenommen.
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Danach erfolgt die Bewegung des Kraftschlittens mit der Räumnadel
nach oben, bis das obere Ende der Räumnadel in das Wagenfutter eingeführt wird,
wo das Räumnadelende automatisch gefalzt wird.
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Das untere Räumnadelende wird dabei aus dem Futter des Kraftschlittens
ausgespannt, wonach die Rückstellung des Wagens mit der Räumnadel in die obere Ausgangsstellung
erfolgt.
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Da bei Bearbeitung von Werkstücken die Räumnadel lediglich von der
im Werkstück vorbearbeitaten Bohrung geführt wird, behält die Bohrung nach dem Innenräumen,
ähnlich der Bearbeitung eine mit der obengeschilderten Maschine der Firma "Lapointe",Veven-(Bezugsfläche)
tuelle Nightrechtwinkligkeit zur Basisflächevdes Werkstücks und die Nichtkonzentrizität
zu dessen Äußenfläche.
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Die Rückstellung des Dorns mit Räumwerkzeug in die obere Ausgangsstellung
durch die geräumte Bohrung wird in der Maschine der Firma "Earl Klink" (wie auch
in fast allen anderen bekannten Räuminaschinen zum Innenräumen von Bohrungen) nicht
angewandt, da die Richtung der Räumnadelachse (die durch die Bohrung im Werkstück
bestimmt wird) eventuell mit der Richtung der Wagenbewegung, der die Räwnnadel in
die Ausgangsstellung hebt, nicht zusammenfällt.
Das hat die Beschädigung
der geräumten Bonrungsfläche zur Folge.
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Das erklärt die Notwendigkeit der Anwendung in der Maschine der Firma
"Karl Elink" (wie auch in fast allen anderen bekannten Räummaschinen zum Innenräumen
von Bohrungen) der obengeschilderten komplizierten Arbeitsweise.
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Die komplizierte Arbeitsweise der Maschine der Firma ~Karl Klink"
erhöht die Bearbeitungszeit von Werkstücken, die Maschine wird dadurch komplizierter
und kostspieli-ger, der Zuverlässigkeitsgrad der Maschine in der Arbeit wird reduziert
und dadurch deren Stillstandszeit, hervorgerufen durch die Notwendigkeit der Beseitigung
eventueller Störungen in der Arbeit der Maschinenvorrichtungen, erhöht.
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Die Unterbringung des raumbeweglichen Kraftschlittens im Maschinenfuß
hat eine ziemlich beträchtliche Höhe des Fusses verursacht, deshalb ist die Bedienung
der Arbeitszone der Maschine nur von einem hohen Podest bzw. bei Aufstellung der
Maschine in einer Hallenbodenvertiefung möglich.
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Diese Mängel verkomplizierten wesentlich den Einsatz der Maschine
in den Betrieben.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten
Nachteile.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung einer
solchen Senkrechträummaschine zum Innenräumen von Bohrungen zugrunde, deren konstruktive
Ausführung die Ubereinstimmung der Räumnadelachse mit der vorgegebenen Richtung
des Innenräumens im Arbeitsprozel! ermöglicht.
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Die Aufgabe ist dadurch gelost, daß in der Senkrechträummaschine
zum
Innenräumen von Bohrungen, die einen Maschinenfuß zur Aufstellung des zu bearbeitenden
Werkstücks und eine Räumnadel enthält, die mit einem hydraulischen Antrieb zu deren
Verschiebung verbunden ist, erfindungsgemäß, die Räumnadel an einem Dorn befestigt
ist, wobei zwischen dem befestigten Ende des Dorns und seinem die Räumnadel tragenden
Ende eine Führung mit einem Kanal für den Durchgang des Dorns beim Innenräumen der
Bohrung in dem zu bearbeitenden Werkstück aufgestellt ist.
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Die vorliegende erfindung gibt die Möglichkeit, die Bearbeitungsgenauigkeit
der Werkstückbohrung durch Verwendung der Führung wesentlich zu erhöhen, durch deren
Kanal sich während des Innenräumens der die liäumnadel tragende Dorn verschiebt.
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Die konstruktive Ausführung der Maschine ermöglicht die Rückstellung
der Räumnadel nach dem Innenräumen durch die bearbeitete Bohrung im Werkstück, das
verkuerzt wesentlich den Bearbeitungszyklus des Werkstücks, was wiederum eine wesentliche
Erhöhung der Maschinenleistung mit sich bringt. Das Vorhandensein einer Dornführung
gibt außerdem die Möglichkeit, gegebenenfalls die Nichtkonzentrizität der vorbearbeteten
Bohrung im Werkstück in bezug auf dessen Außen I Basisfläche zu beseitigen.
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In Ubereinstimmung mit einer der Ausführungsvarianten der Erfindung
ist die Führung in Form eines sich auf die Ständer des Maschinenfusses stützenden
Querstücks mit dem genannten Führungskanal und zwei Öffnungen ausgeführt, welche
die Stangen der Hydrozylinder des genannten hydraulischen Antriebs führen und vom
genarmten Kanal gleich entfernt sind, dabei befindet sich jeder Hydraulikzylinder
teilweise im Fuß und teilweise in einem der Ständer, die Enden der genannten Stangen
über dem
Querstück sind mit einem Querbalken verbunden, der den
Dorn mit Räumnadel trägt.
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Eine solche Maschinenbauart gibt die Möglichkeit, die Höhe der Maschine
wesentlich zu verringern und ihre Bedienung zu erleich tern. Die torartige Maschinenform,
durch den Fuß, das Querstück und die Ständer gebildet, erhöht wesentlich die Starrheit
der gesamten Konstruktion, dies ermöglicht die Verringerung des Maschinengew ichts.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus nachfolgender
ausführlicher Beschreibung von Ausführ.ungsbeispielt und den beigefügten Zeichnungen
verständlich sein. Es zeigt: Fig. 1 schematische Darstellung der erfindun#sgemäßen
Maschine (vertikaler Schnitt); Fig. 2,3 Varianten der Befestigung des zu bearbeitenden
Werkstücks am Bett.
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Die erfindungsgemäße Maschine enthält einen Fuß 1 mit einer an dessen
oberen Fläche befestigten Vorrichtung 2 zur Aufstellung des zu bearbeitenden Werkstücks
3. Am Fuß 1 sind zwei Ständer 4,5 befestigt, auf die sich ein Querstück 6 mit einem
zylinderförmigen Kanal stützt, welcher durch Büchsen 7 gebildet ist, die einen eine
Räumnadel 9 tragenden Dorn 8 führen. Das eine Ende des Dorns 8 ist an einem Querbalken
10 befestigt, der die Enden der Stangen 11, 12 der ilydraulikzylinder 13, 14 des
hydraulischen Antriebs der Maschine verbindet. Im Querstück 6 gibt es Öffnungen
15, welche die Stangen 11, 12 führen, die dem Dorn 8 parallel sind. Die Öffnungen
15 sind von den Führungsbüchsen 7 gleich entfernt, die Achsen der Stangen 11, 12
und des
Dorns 8 aber befinden sich in ein und derselben Vertikalebene.
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Die Öffnungen in den Büchsen 7, welche die Achsenlage des Dorn 8
mit der Räumnadel 9 bestimmen, liegen im Querstück 6 koaxial zu der senkrechten
Mittellinie der Seiten -basis-flächen der Vorrichtung 2 zur Aufstellung des Werkstücks
3 (dessen Bohrung zu räumen ist), die Basiatläche der Vorrichtung 2 aber, auf die
sich das Werkstück 3 stützt, liegt senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Dorns
8 mit der Räumnadel 9.
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Die hydraulischen Kraftzylinder 13 und 14 befinden sich teilweise
im Fuß 1 und teilweise in den Ständern 4 und 5.
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Auf die obere Stirnseite des Werkstücks 3 wirkt ein dieses an die
. Basisstützfläche der Vorrichtung 2 andrückendes Spannwerk 16 für Werkstücke 3,
das mit dem Dorn 8 kinematisch verbunden ist.
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Das Vorhandensein einer Führung am Dorn 8 ermöglichte die Ausführung
des Querbalken 10 mit einer geringen Höhe (seine Abmessungen werden lediglich durch
Festigkeitsüberlegungen und nicht durch die Länge der Führungen zur Verschiebung
festgelegt).
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Die Gesamtanordnung der Maschine, darunter die Aufstellung der hydraulischen
Kraft zylinder 13 und 14 teilweise im Fuß 1 und teilweise in den Ständern 4 und
5, hat die Möglichkeit gegeben, die Vorrichtung 2 auf einer für die Bedienung günstigen
Ebene anzuordnen sowie das Gewicht und die Abmessungen der Maschine (unter anderem
deren Höhe) zu verringern, im Vergleich zu den bekannten Maschinen, die eine ähnliche
Bestimmung und Leistung haben.
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Vor dem Räumbeginn wird der Dorn 8 mit der Räumnadel 9 mit Hilfe
derStangen 11 und 12 der Hydraulikzylinder 13 und 14 in die obere Ausgangsstellung
gehoben.
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In der Vorrichtung 2 wird das zu bearbeitende Werkstück 3 aufgestellt,
danach wird der hydraulische Antrieb der Maschine eingeschaltet. Die Stangen 11
und 12 bewegen sich mit den Querbalken 10 und dem mit diesem verbundenen Dorn 8
mit der Räu'a-#iadel 9 nach unten. Dabei wird die Bohrung im Werkstück 3 durch die
Räumnadel 9 innengeräumt.
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Nach Beendigung des Arbeitsganges nach unten werden der bewegliche
Querbalken 10 und der mit diesem verbundene Dorn 8 mit der Räumnadel 9 durch Stangen
11 und 12 nach oben in die Ausgangsstellung gehoben.
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Während der Verschiebung nach oben geht die Räumnadel 19 durch die
von ihr im Werkstück 3 geräumte Bohrung durch.
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Wenn der Dorn 8 mit der Räumnadel 9 aus der Bohrung des Werkstücks
3 austritt, wird das letztere von der Maschine abgenommen und an dessen Stelle das
nächste zu räumende Werkstück 3 aufgestellt.
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Das Spannwerk 16 für Werkstücke 3 drückt das Werkstück mit einer
geringen Kraft nach dem Beginn des Einschneidens der Räumnadel 9 in das Werkstück
3 an.
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Das Andrücken des Werkstücks 3 an die Baslsstützfläche der Vorrichtung
2 erfolgt während des Innenräumens der Bohrung durch die nach unten gerichtete Schnittkraft.
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Das Spannwerk 16 für Werkstück 3 dient lediglich zur Verhinderung
dessen
Abheben nach oben beim Rückgang der Räumnadel 9, welche infolge einer geringen Reibung
zwischen der Räumnadel 9 und der Bohrungswand im Werkstück 3 bestrebt sein wird,
das Werkstück 3 mit sich nach oben zu verschieben.
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Da der Dorn 8 Führungsbüchsen 7 besitzt, deren Öffnungen koaxial
zu der senkrechten Mittellinie der seitlichen Basisflächen der Vorrichtung 2 und
senkrecht zu deren Basis stützfläche liegen, wird die Achsenflucht der Dornachse
8 mit der Kraftwirkungsrichtung, welche den Dorn 8 verschiebt, gesichert.
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Dadurch wird auch der rechte Winkel zwischen dem Dorn 8 und der Basis
stützfläche der Vorrichtung 2 sowohl beim Arbeitsgang des Dorns 8 mit der Räumnadel
9, als auc bei deren Verschiebung nach oben zum Räumnadelgang durch die im Werkstück
3 geräumte Bohrung aufrechterhalten.
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Dank diesem Umstand wird während der Bewegung des Dorns 8 mit der
Räumnadel 9 nach oben die letztere, die sich durch die im Werkstück 3 geräumte Bohrung
verschiebt, keine Beschädigung der Bohrungsfläche hervor#rufen.
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Ist es notwendig, durch das Innenräumen der Bohrung im Werkstück
3 die Konzentrizität der Bohrung in bezug auf die Außenbasisfläche des Werkstücks
zu sichern, wird das Werkstück 3 in der Vorrichtung 2 starr aufgestellt, deren Mittellinie
mit der Achse der Führungsbüchsen 7 (Fig. 2) zusammenfällt.
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Die Räumnadel 9 zerspant dabei um die Bohrung im Werkstück 3 eine
ungleichmäßige Zugabe und beseitigt dadurch die im Werkstück 3 vorhandene Nichtkonzentrizität
der Bohrungsachse in bezug auf die Außen - BasisfLäche des Werkstücks 3 und eine
Nicht-Rechtwinkligkeit der Bohrungsachse im Werkstück 3 zu dessen Basisstützfläche.
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Wenn es aber erforderlich ist, in der Bohrung des Werkstü<ks 3
eine gleichmäßige Zugabe um die darin vorbearbeitete Bohrung zu zerspanen, wird
das Werkstück in der Vorrichtung 2 mit einem geringen Spielraum zwischen der Außenfläche
des Werkstücks 5 und der Zentrierseitenfläche der Vorrichtung 2 (Fig. 3) aufgestellt.
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In diesem Fall wird auf das untere Ende des Dorns 8 mit der Räumnadel
9 koaxial zu dieser eine durchfedernde Zange 17 aufgestellt, deren Sußendurchmesser
etwas größer als der der Bohrung im Werkstück 3 ist.
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Bei Abwärtsbewegung des Dorns 8 mit der Räuenadel 9 wird die Zange
17, die als erste in die Bohrung des Werkstücks 3 eingeht, dieses in der Horizontalebene
verschieben und koaxial zum Dorn 8 aufstellen, wodurch das Zerspanen einer gleichmäßigen
auf dem Zugabe v Umfang der im Werkstück 3 vorbearbeiteten Bohrung gesichert wird.
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Möglich ist auch die Ausführung der Maschine mit einem hydraulischen
Kraftzylinder, der über dem Querstück, koaxial zum Dorn mit Räumwerkzeug aufgestellt
ist.
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Dabei kann die Stange des hydraulischen Kraftzylinders als ein Ganzes
mit dem Dorn d ausgeführt werden bzw. eine starre Verbindung mit diesem haben.
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Eine solche Ausführungsvariante der Maschine kann sich als zweckmäßig
erweisen, wenn an der Maschine Werkstücke 3 mit einer geringen Höhe (bei der die
Maschine mit einem Zylinder oberhalb des Dorns 8 mit der Räumnadel 9 nicht zu hoch
sein wird) bearbeitet werden und wenn die Herstellung eines hydraulischen raftzylinders
möglich ist, der einen Durchmesser besitzt, welcher
für die Sicherung
der zum Innenräumen erforderlichen Kraft ausreichend ist.
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Die Ausführungsvariante der Maschine mit einem Hydraulikzylinder
kann sich auch als zweckmäßig erweisen, wenn die Produktionsbedingungen für deren
Herstellung und Nutzung die Herstellung und Anwendung einer Maschine mit einer großen
Höhe zulassen.
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