DE454142C - Vorrichtung zur Bearbeitung rohrfoermiger Werkstuecke mit gerader oder gekruemmter Achse mittels gleichzeitig innen und aussen arbeitender kreisender Werkzeuge - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, dickwandige topfförmige Werkstücke gleichzeitig außen und innen in 'der Weise abzudrehen, daß die Werkzeuge in das ruhende Maschinengestell eingespannt werden und das Werkstück in Umtrieb versetzt wird. Bei einer derartigen Vorrichtung üben die innen und die außen angreifenden Werkzeuge im nämlichen Drehsinn auf das Werkstück ein Drehmoment

ίο aus; der Summe dieser Drehmomente kann das Werkstück nur bei großer Wandstärke widerstehen, ohne in Erzitterungen zu geraten, welche die Genauigkeit der Arbeit beeinträchtigen. Auf besondere Genauigkeit kommt es im allgemeinen gerade nur bei dünnwandigen Werkstücken an.

Ferner ist ein Plansupport zum Plan- oder Konischdrehen und zum Zylindrisch- oder Konischbohren bekannt, bei welchem das Werkstück gleichzeitig außen und innen abgedreht wird, indem das Werkstück ruht und die Werkzeuge zusammen zentrisch zueinander kreisen. Auch hier gilt alles, was oben über den Zusammenhang zwischen der Wandstärke des Werkstückes und der erreichbaren Arbeitsgenauigkeit gesagt wurde. · Schließlich ist es bekannt, ein ruhendes Werkstück mittels zweier Gruppen von Außenwerkzeugen, die sich — die erste Gruppe im einen und die zweite Gruppe im anderen Schraubungssinn — um das Werkstück herum bewegen, in verschiedenen Höhen zur gleichen Zeit zu bearbeiten. Dabei kommt für den in der Höhe zwischen den beiden Werkzeugen befindlichen Teil des Werk-Stückes eine gegenseitige Ausgleichung der auftretenden Verdrehungsbeanspruchungen nicht zustande, so daß auch hier beträchtliche Wandstärke des Werkstückes erforderlich ist, um Erzitterungen bei der Bearbeitung zu vermeiden.

Die Erfindung besteht darin, daß die Bearbeitung — innen und außen gleichzeitig — durch in einer Ebene liegende, sich entgegengesetzt drehende und in ihrem Antrieb voneinander unabhängige Werkzeuge erfolgt.

Auf der Zeichnung zeigt Abb. 1 die Vorderansicht einer gemäß der Erfindung durchgebildeten Maschine. Abb. 2 ist der lotrechte Schnitt nach A-B der Abb. 1 oder der Abb. 3. Abb. 3 ist die zugehörige Oberansicht. Abb. 4 ist die Seitenansicht von rechts, Abb. 5 der lotrechte Schnitt nach C-D der Abb. 2 oder 3. In Abb. 6 ist ein Stück der Abb. 5 wiederholt, um eine abgeänderte Einzelheit zur Darstellung zu bringen. Die Nebenabb. ia und 3a lassen erkennen, welche Vereinfachungen sich bei Anwendung dieser Einrichtung in den Abb. 1 und 3 ergeben. Die Abb. 7 bis 10 erläutern die Ein-Stellvorrichtung für die äußeren Werkzeuge.

Im Maschinengestell 1 ist eine Tragwelle 2 gelagert, deren Mittellinie in den Abb. 1, 3 und 5 der Deutlichkeit halber nochmals gesondert mit Z-Z bezeichnet ist. Diese Welle trägt einen starren, zweckmäßig gekrümmten

Arm 3, dessen Ende 4 parallel zu einer durch die Linie Z-Z gehenden Ebene zu einem Aufspannflansch 4 o. dgl. ausgestaltet ist. Auf diesem Flansch wird das zu bearbeitende Werkstück 5, z. B. ein ringförmiger Gehäusekanal einer Verbrennungskraftmaschine, in welchem gekrümmte Zylinder zusammen mit den zugehörigen Kolben umlaufen, so festgespannt, daß die gekrümmte Ringachse A-A des Werkstückes in einer zur Linie Z-Z rechtwinkligen Ebene liegt und den Punkt M, in welchem die Linie Z-Z die Ebene der Ringachse durchdringt, als Mittelpunkt besitzt. Bei der gezeichneten wagerechten An-Ordnung der Tragwelle 2 liegt demnach die Ringachse A-A in einer lotrechten Ebene. Das zwischen den Bearbeitungsstellen hindurchgehende Stück der Ringachse A-A besitzt eine lotrechte Tangente X-X, welche sich mit der Linie Z-Z rechtwinklig kreuzt und als Mittellinie für die Umlaufbewegung der beiden Bearbeitungswerkzeuge dient. Als inneres Bearbeitungswerkzeug sei beispielsweise ein Support 6 mit zwei Werkzeugstählen 7 angewendet, als äußeres Werkzeug eine Ringscheibe 8 ebenfalls mit zwei Werkzeugstählen 9. Die Schneiden sämtlicher Werkzeugstähle laufen in der nämlichen Ebene Y-Y um (Abb. 2), welche durch die Linie Z-Z, also auch durch den Punkt M, und ferner durch den Berührungspunkt N geht, den die Tangente X-X mit der Werkstückachse A-A gemeinschaftlich besitzt.

Die Werkzeuge laufen mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gegensinnig um.

Die eingezeichneten Getriebeteile haben drei Bewegungen herbeizuführen, nämlich den Umtrieb des inneren Werkzeuges, den Umtrieb des äußeren Werkzeuges und den Vorschub des Werkstückes. Bei der gezeichneten Maschine sind hierzu die folgenden Hilfsmittel verwendet:

Von einer Stufenscheibe 10 aus wird mittels Kegelräder eine Welle 14 angetrieben. Durch zwei Kegelrädergetriebe 16, 17 und 16°, iy^a wird die Bewegung auf zwei konzentrische Wellen, nämlich die hohle äußere Welle 18 und die massive innere Welle i8^a übertragen.

Auf ihrem oberen Ende trägt die massive Welle i8^a ein Ritzel 19, welches an einem drehbar im Maschinengestell zentrisch zur Linie X-X angeordneten Zahnrad 20 angreift, in welches der ringförmige Träger 8 für die äußeren Werkzeuge 9 eingebaut ist. Die Hohlwelle 18 trägt eine Schnecke 21, welche in ein Schneckenrad 22 eingreift, auf dessen wagerechter Welle 23 eine zweite Schnecke 24 sitzt, die in ein zweites Schnekkenrad 25 eingreift (Abb. 5). Auf der Welle des Schneckenrades 25 ist verschiebbar, aber undrehbar, ein Kupplungsstück 27 angebracht (Abb. 1), welches mittels eines Umrückhebels 27^a mit dem einen oder dem anderen von zwei lose drehbar auf der Welle 26 angeordneten Zahnrädern 28 und 29 in Eingriff gebracht werden kann. Diese Zahnräder übertragen ihre Bewegung mit verschiedener Übersetzung auf das eine oder das andere von zwei Zahnrädern 30 und 31, die auf der Tragwelle 2 sitzen. Durch das doppelte Schneckenvorgelege und durch das Wechselgetriebe wird der jeweils gewünschte Vorschub des Werkstückes erreicht.

Statt ein Wechselgetriebe in der beschriebenen Weise oben an der Maschine anzubringen, kann man bei der Ausführungsform nach den Abb. la, 3a und 6 zwei hohle Wellenstücke i8^& und i8^c übereinandersetzen und parallel zu den Wellen 18, iS⁶ und i8^c eine Nebenwelle 63 anordnen, auf welche die Bewegung von der Welle 18⁶ aus mittels zweier Stirnräder 64, 65 übertragen wird. Zwischen die Welle 63 und die Welle i8^c sind dann zwei Wechselräderpaare 66, 67 und 68, 69 eingeschaltet, welche mittels einer verschiebbaren Doppelkupplungsmuffe 70 nebst Um- -rückhebel 71 wechselweise eingerückt oder beide ausgerückt werden.

Damit die Maschine auch für nicht hohle, bloß außen zu bearbeitende Werkstücke verwendet werden kann, ist die Antriebsvorrichtung für das Innenwerkzeug (den Bohrkopf) so eingerichtet, daß das Ganze weggeschwenkt werden kann. Alle Bestandteile dieser Antriebsvorrichtung sind in einem um die Tragwelle 2 schwingenden Rahmen 61, 62 (Abb.2) gelagert, der lediglich durch eine zweiteilige Stange 33, 33' nebst einer Verbindungsmuffe 34 mit Rechts- und Linksgewinde mit dem Hauptgestell 1 verbunden ist. Mit Rücksicht auf die außerordentlich langsame Umdrehung der Tragwelle 2 ist es nicht möglich, von dieser aus die Antriebsbewegung für das innere Werkzeug abzuleiten. Daher ist auf das obere Ende der massiven Welle i8^a (Abb. 5) ein Kegelrad 35 gesetzt, welches durch Vermittelung eines Kegelrades 36 und einer wagerechten Welle 37 seine Bewegung auf ein Zahnrad 38 überträgt. Von hier aus wird die Bewegung mittels einer Kette 39 auf ein Zahnrad 40 übertragen (Abb. 3 und 4), welches auf einer Nebenwelle 41 sitzt. Auf ihrem anderen Ende trägt die Nebenwelle 41 ein zweites Zahnrad 42, welches mittels einer zweiten Kette 43 (Abb. 2 und 3) seine Bewegung auf ein Stirnrad 44 überträgt, das lose drehbar auf dem als Zapfen ausgebildeten Ende der Tragwelle 2 gelagert und mit einem ebenfalls auf der Welle 2 lose drehbaren Zahnrad 45 verbunden ist. Durch eine dritte Kette 46 (Abb. 2) wird die

Bewegung vom Rad 45 auf ein Zahnrad 47 und von hier durch drei aufeinanderfolgende Kegelrädergetriebe 48, 49; 50, 51; 52, 53 auf eine lotrechte Welle 54 übertragen, die durch ein System von mit Stirnverzahnung versehenen Wechselrädern 55, 56; 57, 58 die Verbindung mit dem Werkzeugkopf herstellen. Die Welle 54 besteht zweckmäßig aus zwei klauenartig kuppelnd ineinandergreifenden Teilen (die Trennungsstelle ist bei 59 angedeutet), ebenso ist auch der Rahmen öl, 62 bei 60 unterteilt, damit der Bohrkopf im Träger für die Wechselräder ausgewechselt werden kann.

Die Auswechselbarkeit des Oberteiles 62 des Rahmens 61, 02 hat auch den Zweck, es zu ermöglichen, für jedes Werkstück einen solchen Rahmenoberteil 62 zu verwenden, der im Hohlraum des Werkstückes beim ao Fortschreiten der Arbeit Platz findet. Ferner kann es erwünscht sein, außer der ringförmigen Innenfläche der Mantelwand des Werkstückes 5 auch eine Querwand des nämlichen Werkstückes zu bearbeiten. Dies gelingt durch Anwendung eines besonderen Supports, in welchem auch noch für eine Vorschubbewegung des Werkzeugstahls in radialer Richtung gesorgt werden müßte.

Durch die Anordnung sowohl der inneren Werkzeuge als auch der äußeren Werkzeuge paarweise einander gegenüber werden einseitige Beanspruchungen sowohl vom Träger der inneren Werkzeuge als auch vom Träger der äußeren Werkzeuge als auch vom Träger des Werkstückes ferngehalten, was zur Erhöhung der Arbeitsgenauigkeit beiträgt.

Damit bei den äußeren Werkzeugen die Spantiefe während des Ganges der Maschine eingeregelt werden kann, ist die aus den Abb. 7 bis 10 ersichtliche Einrichtung getroffen.

Die Werkzeugstähle 9 sind mittels je einer Stiftschraube 72 in einer Muffe 73 festgeklemmt. Die Muffe Jj₁ weist einen Absatz 74 auf, gegen welchen sich das eine Ende einer Schraubenfeder 75 legt. Die Feder wird, zusammen mit der Muffe 73, von einer geschlitzten Klemmhülse 76 umschlossen, gegen deren einspringenden vorderen Rand yy sich das vordere Ende der Feder 75 legt. Die Klernmhülse 76 steht in Materialzusammenhang mit einem Ring 78, der im verzahnten Ring 20 drehbar gelagert und durch einen Gegenring 79 gegen Abheben gesichert ist. Die beiden Ringe 20 und 78 tragen nach oben reichende Zapfen 80, 81, die durch eine zweiteilige Lenkerstange 80', 81' und eine mit Handrad 82 versehene Doppelmuffe 83 mit Rechts- und Linksgewinde verbunden ist. Durch Drehen des Handrades 82 wird der Ring 78 innerhalb des Ringes 20 fein eingestellt. Dabei gleitet das gehärtete hintere Ende 84 der Muffe 73 an einem in den Ring eingelegten gehärteten Einsatzstück 85 entlang, wodurch der Stahl 9 geger. das Werkstück nach dessen Mitte zu angestellt wird (vgl. die beiden in Abb. 7 eingetragenen Stellungen). Sobald das Einstellen bewirkt ist, wird mittels der Klemmschraube 86 die Klemmuffe 76 zusammengezogen und dadurch die Lage des Werkzeugstahles von der Nachgiebigkeit der Feder 75 unabhängig gemacht.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bearbeitung rohrförmiger Werkstücke mit gerade oder gekrümmter Achse mittels gleichzeitig innen und außen arbeitender kreisender Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung durch in einer Ebene liegende, sich entgegengesetzt drehende und in ihrem Antrieb voneinander unabhängige Werkzeuge erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragrahmen (öi, 62) für das Innen werkzeug (6, 7) und seine Antriebsteile um die Werkstücktragwelle (2) schwenkbar und in verschiedenen Lagen feststellbar ist, so daß er weggeschwenkt werden kann, um die Bearbeitung nicht hohler, lediglich an ihrer Außenfläche ringförmig zu bearbeitender Werkstücke zu erleichtern.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus zwei Teilstücken (61, 62) besteht und die die Teilungsfuge (60) durchsetzende Welle (54) ebenfalls unterteilt sowie an der Teilungsstelle (bei 59) zu einer Klauenkupplung ausgebildet ist, derart, daß derjenige Rahmenteil (62), der während der Arbeit ganz oder teilweise im Hohlraum des Werkstückes Platz finden soll, nach Bedarf ausgewechselt werden kann, wobei die in diesem Rahmenteil (62) untergebrachten Räderpaare (55, 50; 57, 58) für den Antrieb der Innenwerkzeuge zweckmäßig stufenartig angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Außenbearbeitung dienenden Werkzeugstähle (9) in je einer Muffe (73) festgeklemmt sind, welche an je einem Absatz (74) von einer Schraubenfeder (75) erfaßt und zusammen mit der Muffe (73) von einer geschlitzten Klemmhülse (76) umschlossen wird, gegen deren einspringenden vorderen Rand (^y) sich das vordere Ende der Feder (75) legt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, da-

durch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (76) an einem Ring (78) sitzt, der in einem an seiner Umfläche angetriebenen Ring (20), von oben her eingesetzt, drehbar gelagert und gegen Abheben durch einen von unten her angeschraubten Gegenring (79) gesichert ist, und daß die beiden Ringe (20 und 78) nach oben reichende Zapfen (8o, 81) tragen, die durch eine zweiteilige Lenkerstange (80', 81') und eine mit Handhabe (82) versehene Doppelmuffe (83) mit Rechts- und Linksgewinde verbunden sind, derart, daß durch Drehen der Muffe (83) der Ring

(78) innerhalb des Ringes (20) fein eingestellt werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Feineinstellen das gehärtete hintere Ende (84) der Muffe (73) an einem in den Ring (20) eingelegten gehärteten Ansatzstück (85) entlanggleitet, wodurch die Stähle (9) gegen das Werkstück nach dessen Mitte zu angestellt werden, worauf mittels der Schraube (86) die Kiemmuffe (76) festgezogen und dadurch die Lage der Stähle (9) von der Nachgiebigkeit der Feder (75) unabhängig gemacht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.