DE576655C - Verfahren zum Bearbeiten unregelmaessiger bogenfoermiger Flaechen, wie Nockenflaechen - Google Patents

Description

Beim Bearbeiten unregelmäßiger bogenförmiger Flächen, z. B. der Nocken von Steuerwellen für Mehrzylindermaschinen, ist es bekannt, das Arbeitsstück gegen einen Fräser hin und von diesem fort zu bewegen, wobei die Achse des Arbeisstückes parallel zu der des Fräsers verläuft. Weiter ist es auch bekannt, bei der Bearbeitung unregelmäßiger bogenförmiger Flächen den Fräser in einem Winkel

to zum Arbeitsstück und in der Längsachse einstellbar anzuordnen.

Alle diese Verfahren bedingen jedoch einen erheblichen Zeitaufwand, da mehrmaliges Bearbeiten der einzelnen Flächen erforderlich ist.

Beträchtliche Schwierigkeiten ergeben sich hier beim Nacharbeiten der Fräser, und es besteht die Gefahr von Schwingungen, wodurch Nuten in den bearbeiteten Flächen erzeugt werden.

Der Zweck der Erfindung ist nun, alle diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zum Bearbeiten unregelmäßiger bogenförmiger Flächen zu schaffen, durch welches in erheblich kürzerer Zeit als bisher Arbeitsstücke der oben angegebenen Art einwandfrei hergestellt werden können.

Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht noch darin, daß ohne Unterbrechung des Betriebes die Werkzeuge bearbeitet werden können, d. h. an Arbeitszeit gespart wird und die Arbeitsstücke in einem Kreislauf so weit fertiggestellt werden, daß nach der Wärmebehandlung nur ein letzter Schleifvorgang erforderlich ist, wodurch erhebliche Kosten gespart werden.

Zur Erreichung des angestrebten Zweckes wird erfindungsgemäß das Arbeitsstück um eine zu der zu bearbeitenden Fläche exzentrische Achse gedreht und der Fräser winkelrecht zur Achse des Arbeitsstückes auf dieses zu sowie von ihm fort bewegt und gleichzeitig in einer winkelrecht zur Werkstückachse stehenden Ebene geschwenkt, derart, daß die die Schneidarbeit leistende ebene Stirnfläche des Fräsers stets im wesentlichen tangential zu der zu erzeugenden Nockenkrümmung liegt.

Die Fräserspindel ist dabei in einem Schlitten drehbar gelagert, der in Richtung der Fräserachse hin und her bewegbar und in einer Konsole geführt ist, die gegenüber dem Maschinenrahmen eine Schwingbewegung um eine winkel- g₀ recht zur Fräserachse, jedoch nicht in gleicher Ebene mit dieser liegende Achse ausführt.

Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und es zeigen:

Fig. ι eine Vorderansicht der Maschine,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der· Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der g₀

Kg· 3,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3, wobei einzelne Teile fortgebrochen sind, um die Bauart deutlicher erkennen zu lassen,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der

Kg· 4.
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig· 4.
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 5,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8,

Fig. 10 einen 'Schnitt nach der Linie 10-10 to der Fig. 4,

Fig. ii, 12,13 und 14 schematische Ansichten, aus welchen die Lage eines Nockens mit Bezug ' auf den Fingerfräser während der verschiedenen Stellungen ersichtlich ist, wobei insbesondere zu erkennen ist, in welcher Weise die Lage der Berührungsflächen zwischen den Nocken und den Fingerfräsern im wesentlichen in der gleichen Stellung mit Bezug auf die Fläche des Fingerfräsers unabhängig von der Querverao Schiebung der Berührungsfläche gehalten wird, Fig. 15 eine schematische Ansicht, aus welcher die Lage ersichtlich ist, in welcher die Berührungsfläche an der Fläche des - Fingerfräsers gehalten wird,

Fig. 16 eine schematische geschnittene Ansicht, aus welcher die Schneidwirkung ersichtlich ist, wobei verschiedene Zähne gleichzeitig in die Oberfläche eines Nockens einschneiden, und

Fig. 17 eine schematische Ansicht einer abgeänderten Bauart, aus welcher Vorrichtungen ersichtlich sind, durch weiche der Fingerfräser verschoben werden kann, so daß die Berührungsfläche zwischen dem Nocken und dem Fingerfräser im wesentlichen in einer Lage gegenüber der Fläche des Fräsers gehalten wird.

Um die Bauart und Wirkungsweise der neuen Maschine deutlicher erläutern zu können, ist die nachstehende Beschreibung in die verschiedenen, zu verschiedenen Gruppen des Erfindungsgegenstandes gehörenden Teile unterteilt, und zwar in nachstehender Reihenfolge:

Die Vorrichtung zum gleichzeitigen Hinundherbewegen und Schwingen der Fingerfräser, die Vorrichtung zum Drehen der Fingerfräser, die hydraulisch beeinflußte Vorrichtung zum Halten der Nockenwelle in der Maschine und die neuartige Vorrichtung zum Festhalten der Nockenwelle während eines Teiles des Arbeitskreislaufes, wodurch die Fingerfräser abwärts in eine Lage tangential zu dem fertigen Nocken gebracht werden können, bevor die Umdrehung der Nockenwelle beginnt.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist ein rechteckiger kastenförmiger Rahmen 10 mit Seitenplatten 11 und 12 versehen, welche die rechte und die linke Seite einschließen. Die Antriebsvorrichtung zum Drehen der Fingerfräser liegt zwischen der Platte 12 und einem senkrechten Steg 26, der sich von der Vorderseite des Rahmens nach der Rückseite erstreckt, während das ι Getriebe zum Antrieb der Nocken, zum Hinundherbewegen und Schwingen der Fingerfräser und ebenso das Getriebe zum Drehen der Nockenwelle zwischen der Deckplatte 11 und einem von vorn nach hinten durch den Rahmen 10 an der Innenseite der Deckplatte 11 sich erstreckenden senkrechten Steg 27 liegt.

In der Vorderfläche des Rahmens ist bei 101 zwischen den Stegen 26 und 27 eine Aussparung vorgesehen, und die zu bearbeitende Nockenwelle 13 ist waagerecht angeordnet, um-zwischen einem Paar von Stiften in den Wandungen des ausgesparten Teiles sich zu drehen.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß ein nach vorn geneigter, von der Vorderseite nach der Rückseite zwischen den Stegen 26 und 27 sich erstrekkender Trog 102 vorgesehen ist, um die von der Nockenwelle abgenommenen Späne zusammen mit der bei der Bearbeitung verwendeten Flüssigkeit abzuziehen und in einen geeigneten Behälter an der Rückseite der Maschine zu leiten. Die Nockenwelle, die durch die veranschaulichte Vorrichtung bearbeitet werden soll, ist für eine Vierzylindermaschine für einen Kraftwagen bestimmt und aus diesem Grunde mit acht Nocken 14 versehen. Es sind mithin nur acht Fräser ersichtlich, und zwar einer für jeden Nocken 14, doch leuchtet es ohne weiteres ein, daß für Maschinen mit sechs oder acht Zylindern benutzte Nockenwellen leicht bearbeitet werden können, wenn zusätzliche Fingerfräser zur Bearbeitung der zusätzlichen Nocken vorgesehen werden. Da die acht dargestellten Fingerfräser in der Bauart gleich und alle auf einander ahnliehen Schlitten angeordnet sind, genügt es, eine derartige Einrichtung in der Einzelheit zu beschreiben.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist zwischen den Stegen 26 und 27 in Lagerscheiben 54 und 55 eine Hauptnockenwelle 15 angeordnet. Auf letzterer sind vier Hauptnockenscheiben 16, eine für je zwei Fräser zwischen den Lagern 54 und 55, befestigt. Die Umfange 17 dieser Scheiben bilden die Hauptnocken zur radialen Hinundherbewegung der Fingerfräser, während Daumennuten 18 in jeder Seite der Hauptnockenscheiben 16 zum Schwingen der Fingerfräser quer zur Nockenwelle dienen, um die Berührungsfläche zwischen den einzelnen Nocken und den Schneidflächen der Fingerfräser in einer konstanten Lage gegenüber den Schneidflächen zu halten. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Umfang einer jeden Daumenscheibe 16 zwei Nokken 17 trägt, und daß für die Nut 18 in jeder Seite einer jeden Scheibe zwei voneinander unabhängige Nocken vorgesehen sind, um jeden Fingerfräser zu steuern.

Da die Nocken 14 ziemlich dicht nebeneinander an der Nockenwelle 15 vorgesehen sind, ist jeder zweite Fingerfräser so angeordnet, daß er in senkrechter Lage sich dreht, um jeden

zweiten Nocken 14 zu bearbeiten, während die übrigen Fingerfräser von unten mit der Welle in Berührung kommen. Diese unteren Fingerfräser sind unter einem Winkel angeordnet, so daß sie leicht von den Hauptnocken 17 und 18 gesteuert werden können. In dieser Weise können leicht genügend Lager für die Fräserspindeln vorgesehen werden, welch letzteres bedeutend schwieriger sein würde, wenn die Spindein in einer einzigen Reihe angeordnet würden. Der besondere Winkel, unter welchem diese Gruppen von Fingerfräsern mit Bezug aufeinander angeordnet sind, ist unwesentlich, da durch die Größe und Lage der Hauptdaumenscheiben die allgemeine Anordnung der Fingerfräser geregelt wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist eine waagerechte Antriebswelle 19 drehbar zwischen den Stegen 26 und 27 im oberen Teil des Rahmens 10 gelagert. Vier Konsolen 20 sind so angeordnet, daß sie um die Welle herumschwingen können. In diesen Konsolen 20 sind schwalbenschwanzförmige Führungen 21 vorgesehen, in welchen Schlitten 22 in senkrechter Richtung as hin und her beweglich sind. Die Vorderfläche eines jeden Schlittens 22 ist mit einem aufwärts sich erstreckenden Arm 23 versehen, der durch Schrauben 24 an dem Schlitten befestigt ist. Eine senkrechte Einstellschraube 25 ist so angeordnet, daß die senkrechte Lage eines jeden Schlittens 22 mit Bezug auf seinen Arm 23 eingestellt werden kann. Das obere Ende eines jeden Armes 23 erstreckt sich einwärts oberhalb der benachbarten Konsole 20, und Schraubenfedem 52 dienen dazu, die Arme 23 und ihre Schlitten 22 dauernd aufwärts mit Bezug auf die Konsolen 20 zu drücken. Hierdurch werden die Schlitten 22 dauernd von der Nockenwelle 13 fortgedrückt. Auf Zapfen 28 an den Innenenden der Arme 23 sind Lagerblöcke 53 drehbar so angeordnet, daß sie gleitbar mit den Enden der hin und her gehenden Arme 29 in Berührung kommen, die drehbar auf einer feststehenden Welle 30 angeordnet sind. Letztere erstreckt sich zwischen den Stegen 26 und 27, und die Außenenden der Hebel 29 stützen sich gegen die Oberfläche der Blöcke 53, während die Innenenden Rollen 39 tragen, die mit den Hauptnocken 16 zusammenarbeiten. Wenn mithin die Hauptnocken 16 gedreht werden, werden durch die Arme 29 die Schlitten 22 in einer senkrechten Bahn entgegen der Wirkung der Federn 26 entsprechend dem Umfang dieser Nocken hin und her bewegt.
Zwischen geeigneten Lagern 32 in jedem Schlitten 22 ist eine Welle 31 drehbar gelagert, und diese Wellen werden so gehalten, daß sie mit dem Schlitten 22 hin und her bewegt werden.. An dem unteren Ende jeder Spindel ist in geeigneter Weise ein Fingerfräser 33 beliebiger Bauart befestigt. Die Spindeln 31 erstrecken sich aufwärts durch das Getriebegehäuse 34 an den oberen Enden der Konsolen 20 hindurch, und die eingeschlossenen Teile sind bei 35 mit Keilnuten versehen. In geeigneten Getriebegehäusen sind Paare von miteinander zusammenarbeitenden Schraubenrädern 36 drehbar gelagert, und ein Rad eines jeden Paares ist auf der Welle 19 aufgekeilt, während das andere Rad verschiebbar auf den Keilnuten 35 der zugehörigen Welle 31 angeordnet ist. Es leuchtet daher ein, daß, wenn die Welle 19 gedreht wird, die Spindeln oder Wellen 31 ebenfalls gedreht werden, und zwar unabhängig von ihrer Hinundherbewegung mit dem Schlitten 22.

Von den unteren Enden ■ der Konsolen erstrecken sich Arme 37 einwärts, an welchen Rollen 38 drehbar befestigt sind. Letztere arbeiten mit den Daumennuten 18 zusammen, so, daß, wenn die Nockenwelle 15 gedreht wird, die Konsolen 20 zusammen mit ihren Schlitten 22, Wellen 31 und Fingerfräsern 33 um die Mitte der Welle 19 entsprechend der Gestalt der Daumennuten 18 geschwungen werden. Mithin werden, wenn die Wellen 19 und 15 in Umdrehung versetzt werden, die Fingerfräser 33 um ihre Achse gedreht, in senkrechter Bahn hin und her bewegt und um die Achse der Welle 19 geschwungen.

Da die Antriebsvorrichtungen für die gegen die Unterseite der Nockenwelle arbeitenden Fingerfräser Duplikate der gerade beschriebenen Einheiten sind, haben die einzelnen Teile dieser Einheiten und ihre Vorrichtung zur Hinundherbewegung die gleichen Bezugzeichen erhalten wie die entsprechenden oben beschriebenen Einrichtungen.

Es soll nunmehr die Vorrichtung zum Drehen der Wellen 19 beschrieben werden (Fig. 10). Ein Elektromotor 40 ist einstellbar auf dem Rahmen 10 angeordnet und durch V-Riemen 41 mit einer Antriebsscheibe 42 verbunden. Letztere ist auf dem äußeren Ende einer Antriebswelle 43 befestigt, die drehbar zwischen der Platte 12 und dem Steg 26 gelagert ist. Innerhalb der Wandung 12 sitzt auf der Welle 43 ein Zahnrad 44, welches mit einem auf dem Ende einer der Wellen 19 befestigten Zahnrad kämmt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist auf dieser Welle 19 ebenfalls ein Kegelrad 46 befestigt, welches mit einem ähnlichen Kegelrad 47 zusammenarbeitet. Letzteres ist an dem oberen Ende einer Verbindungswelle 48 befestigt. Die Welle 48 ist drehbar in geeigneten, von dem Steg 26 sich erstreckenden Lagern 49 angeordnet und verläuft in gerader Linie zwischen den oberen und unteren Wellen 19. Ein zweites Paar von Kegelrädern 50 und 51 ist an den unteren Enden der Welle 48 und der unteren Welle 19 befestigt, so daß beide Wellen 19 durch den Motor 40 synchron getrieben werden.

Die Vorrichtung zum Antrieb der Hauptnockenwelle 15 erstreckt sich nach dem Boden des oberen Getriebeabteils, dann quer nach der anderen Seite der Maschine und alsdann aufwärts, woselbst sie mit der Welle 15 verbunden ist. Da diese Hauptnockenwelle nur eine Umdrehung während eines vollständigen Arbeitsganges ausführen darf, befindet sich zwischen Motor 40 und dieser Welle ein hohes Geschwinto digkeitsverringerungsgetriebe.

Ein Kegelrad 56 ist auf der Welle 48 befestigt und kämmt mit einem Kegelrad 57, welches an dem oberen Ende einer im wesentlichen senkrecht angeordneten Welle 58 befestigt ist. Letztere dreht sich in Lagern 59, welche von dem Steg 26 vorspringen, und erstreckt sich abwärts gegen den unteren Teil der Maschine, woselbst ein Kegelrad 60 an ihrem unteren Ende befestigt ist. Das Kegelrad 60 kämmt mit «o einem Kegelrad 61, das auf dem Außenende einer Welle 62 befestigt ist. Letztere erstreckt sich quer durch den unteren Teil der Maschine.

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Welle 62 drehbar zwischen den Stegen 26 und 27 angeordnet ist. Zwischen diesen Stegen ist auf der Welle 62 ein Zahnrad 63 befestigt, welches mit einem Zahnrad 64 kämmt. Letzteres ist drehbar auf einer Welle 65 angeordnet, die ebenfalls drehbar zwischen den Stegen 26 und 27 gelagert ist. Mit dem Zahnrad 64 ist ein Zahnrad 66 aus einem Stück hergestellt, welches mit einem drehbar auf der Welle 62 angeordneten Zahnrad 67 kämmt. Auch mit dem Zahnrad 67 ist ein Zahnrad 68 aus einem Stück hergestellt, welches mit einem auf der Welle 65 befestigten Zahnrad 69 zusammenarbeitet.

Es sei bemerkt, daß der Antrieb zwischen den Wellen 62 und 65 mehrmals vor- und zurückgeleitet wird, zum Zwecke, eine große Geschwindigkeitsverringerung zwischen diesen beiden' Wellen zu erzielen. Gewünschtenfalls können für diesen Zweck auch andere Vorrichtungen Verwendung finden, und die beschriebene Einrichtung ist nur dargestellt worden, weil sie in der Bauart einfach ist und eine große Übersetzung ins Langsame liefert.

Auf dem Ende der Welle 65 ist zwischen dem Steg 27 und der Wandung 11 ein Zahnrad 70 befestigt, durch welches der Antrieb übertragen wird, um die Hauptnockenwelle 15 und die Nockenwelle 13 zu drehen. An dem Steg 27 ist eine kurze Welle 71 befestigt, die zwischen diesem Steg und der Wandung 11 sich erstreckt. Drehbar auf der Welle 71 ist ein Zahnrad 72 angeordnet, welches mit dem Zahnrad 70 kämmt (Fig. 5). In ähnlicher Weise ist auf einer kurzen Welle 74 ein Zahnrad 73 drehbar angeordnet, welches mit einem an einem Ende der Welle 15 befestigten Zahnrad 75 kämmt. Durch die Zahnräder 70, 72, 73 und 75 wird mithin der Antrieb von der Welle 65 auf die Hauptnockenwelle übertragen.

In Fig. 6 ist das eine Ende eines hydraulisch beeinflußten Spannfutters für die Nockenwelle veranschaulicht. Selbstverständlich wird die Nockenwelle 13 zwischen zwei derartigen Spannfuttern, einem an jeder Seite der Maschine, eingespannt, jedoch ist nur ein Spannfutter veranschaulicht, da die beiden in der Bauart ein- *7o ander gleich sind. Der Steg 26 ist mit einer Lagernabe 76 in Richtung mit einer ähnlichen Nabe 77 der Platte 12 versehen, und ein rohrförmiges Gehäuse 78 ist drehbar zwischen diesen Lagern angeordnet. Das in der Nabe des Getriebes 76 liegende Ende des Gehäuses ist mit einer konzentrischen Bohrung 79 versehen, in welcher eine ein Spannfutter beeinflussende Hülse 80 gleitbar angeordnet ist. Das Innenende dieser Hülse besteht aus einem Stück mit einer Welle 81, an welcher ein Kolben 82 befestigt ist. Letzterer ist gleitbar in einer Bohrung 83 im Außenende des Gehäuses 78 angeordnet, so daß durch eine Hinundherbewegung dieses Kolbens die das Spannfutter beeinflussende Hülse 80 in dem Gehäuse 78 hin "und her bewegt wird.

Ein Befestigungsbolzen 84 erstreckt sich quer durch die Bohrung 79 und die in einer Richtung liegenden Schlitze 84⁰ in der Hülse 80 hindurch. In dieser Weise kann die Hülse unabhängig von dem Stift hin und her verschoben werden, während ihre Drehung verhindert wird. An dem mittleren Teil des Stiftes 84 ist ein zylindrischer Block 85 innerhalb der Hülse 80 befestigt, und ein Spannfutter 86 ist mit diesem Block verbunden, so daß das Spannfutter in dem Gehäuse 78 verankert ist. Das Außenende des Spannfutters 86 ist bei 87 abgeschrägt, und dieser abgeschrägte Teil arbeitet mit einer entsprechenden Abschrägung im Außenende der Hülse 80 zusammen, so daß, - wenn die Hülse gegen das Einspannende der Vorrichtung bewegt wird, die Abschrägung 87 das Bestreben hat, das Spannfutter zusammenzudrücken. Waagerechte Schlitze 88 sind in dem Spannfutter vorgesehen, um ein begrenztes Zusammendrücken letzteres zu ermöglichen, so daß das eine Ende der Nockenwelle 13 von diesem Spannfutter 86 erfaßt werden kann. In der vorderen Fläche des Spannfutters 86 ist ein Bolzen 89 befestigt, der mit einer in der Nockenwelle vorgesehenen Bohrung zusammenarbeitet, um diese Nockenwelle in die richtige Lage mit Bezug auf das Spannfutter zu bringen. Diese Anordnung der Nockenwelle ist von Wichtigkeit, wenn geschmiedete Nockenwellen bearbeitet werden, da jeder einzelne Nocken auf die ungefähre Gestalt des fertigen Nockens geschmiedet wird. 120

Über dem Außenende der Bohrung 83 ist ein Kolbenkopf 90 befestigt, in welchem ein Paar

von Ölkanälen 91 und 92 vorgesehen ist, um öl nach dem Außen- bzw. Innenende des Kolbens 82 zu leiten. Da der Kopf 90 an dem drehbar gelagerten Gehäuse 78 befestigt ist, ist ein feststehendes, mit ihm zusammenarbeitendes Organ vorgesehen, um ein unter Druck stehendes Mittel den Kanälen 91 bzw. 92 zuzuleiten. Von dem Kopf 90 erstreckt sich auswärts eine Welle 100, und eine Kappe 93 ist drehbar durch Kugellager 94 und einen Deckel 95 an dieser Welle befestigt. Durch ein Paar von an der Kappe 93 befestigten Rohren 96 und 97 wird das öl den Kanälen 91 und 92 in dem umlaufenden Kopf 90 zugeführt.

Es leuchtet somit ein, daß, wenn ein unter Druck stehendes Mittel dem Rohr 96 zugeführt wird, dieses durch den Kanal 91 nach dem Außenende des Kolbens 82 fließt, wodurch der Kolben einwärts gedrückt wird. Hierdurch wird die Hülse 80 hin und her bewegt, um die Nockenwelle im Spannfutter 86 einzuklemmen. Wenn umgekehrt Druck auf das Öl in dem Rohr 97 ausgeübt wird, wird durch den Kolben die Hülse 80 zurückbewegt, wodurch das Spannfutter 86 freigegeben wird. Da zwei solcher Spannfutter vorgesehen sind, um beide Enden der Nockenwelle zu erfassen, werden sie unter Vermittlung eines Ventils 98 gleichzeitig beeinflußt, welches in leicht zugänglicher Lage an der Vorderseite der Maschine angeordnet ist. Durch einen Motor 99 wird eine Flüssigkeitspumpe zur Beeinflussung der Spannfutter getrieben, doch ist diese Pumpe, da sie keinen Teil der Erfindung bildet und irgend beliebiger Bauart sein kann, auf der Zeichnung nicht veranschaulicht. Gewünschtenfalls kann Druckluft von einer außerhalb liegenden Quelle oder ein anderes Mittel Verwendung finden, um diese Spannfutter zu beeinflussen.

Die Vorrichtung zum gleichzeitigen Drehen der Gehäuse 80 besteht aus einem Paar voneinander ähnlichen Getrieben 105, die an jedem Gehäuse 78 zwischen den Lagern 76 und 77 befestigt sind und mit einem Paar von ähnliehen Zahnrädern 107 (Fig. 8) kämmen, die an den Enden einer drehbar gelagerten Welle 106 zwischen den Stegen 26 und 27 befestigt sind. Durch Drehung des einen oder anderen Zahnrades 107 werden somit beide Zahnräder 105 . gedreht, um beide Spannfutter gleichzeitig zu beeinflussen.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß .die Welle 106 sich durch die Aussparung 101 hindurcherstreckt, lind da diese Welle sich dreht, ist ein feststehendes Schutzrohr 103 vorgesehen, welches den zwischen den Stegen 26 und 27 liegenden Teil dieser Welle umschließt. Der Arbeiter kann mithin die Späne von diesem Rohr abstreichen, ohne Gefahr zu laufen, daß seine Hände mit der umlaufenden Welle 106 in Berührung kommen.

Während des Arbeitskreislaufes der Maschine muß die Nockenwelle während derjenigen Zeit stillstehen, die erforderlich ist, um die Fingerfräser abwärts gegen die Nocken zu bewegen und sie wieder zurückzubringen, so daß eine neue Welle in die Maschine eingespannt werden kann. Da die Fingerfräser sich drehen müssen, um eine flache Stelle an jedem Nocken zu bearbeiten, bevor der Nocken gedreht wird, können die Spannfutter für die Nockenwelle nicht , unmittelbar mit dem, Antrieb für den Fingerfräser oder die Hauptnockenwelle verbunden werden. Ein Zwischentrieb ist mithin vorgesehen, um die Nockenwelle zu drehen, und dieser Zwischenbetrieb besteht aus einem neuartigen Getriebe.

Wie aus den Fig. 5 und 8 ersichtlich ist, steht das Zahnrad 72 nicht unmittelbar mit dem Zahnrad 107 in Eingriff, sondern ist mit einem von seiner Außenseite sich erstreckenden Zahnrad 108 versehen, welches mit dem Zahnrad 107 kämmt. Ein segmentförmiger Teil ist bei 109 von dem Zahnrad 108 entfernt, so daß, wenn dieses Zahnrad gedreht wird, das Zahnrad 107 während desjenigen Teiles der Umdrehung nicht gedreht wird, in welchem die segmentförmige öffnung dem Zahnrad 107 gegenüberliegt. Ein verzahnter Sektor 110 ist drehbar auf der Welle 71 angeordnet, um in der Aussparung 109 zu schwingen, und der Sektor ist beträchtlich kleiner als die Öffnung 109. In einer ringförmigen Nut 104 in der Nabe des Sektorgetriebes 110 ist eine Druckfeder in angeordnet, um den Sektor stets in die Umdrehungsrichtung des Zahnrades 108 zu drücken. Es leuchtet mithin ein, daß, wenn das Zahnrad 72 gedreht wird, das Zahnrad 73 hierdurch zwangsläufig getrieben wird und das Zahnrad 107 ebenfalls durch das Zahnrad 108 während desjenigen Teiles der Umdrehung getrieben wird, in welchem das Zahnrad 108 mit dem Zahnrad . 107 kämmt. Wenn jedoch das Zahnrad 108 in diejenige Stellung kommt, in welcher der Sektor 110 mit dem Zahnrad 107 kämmt, kann das Zahnrad 107 stehenbleiben, wodurch auch das Segment, 110 entgegen der "Wirkung der Feder in festgehalten wird. Das Zahnrad 108 kann sich weiter drehen, bis das Segment gegen das gegenüberliegende Ende des Teiles 109 stößt, worauf alsdann der Antrieb zwangsläufig von dem Sektor 110 auf das Zahnrad 108 übertragen wird. Während desjenigen Teiles des Kreislaufes, in welchem der Sektor no mit dem Zahnrad 107 kämmt, beeinflussen Vertiefungen 128 in dem Hauptnocken 17 die Arme 29, wodurch die Fingerfräser außer Eingriff mit der Nockenwelle gebracht werden. Es sind Vorrichtungen vorgesehen, um die Maschine zu dieser Zeit zum Stillstand zu bringen, um die Nockenwelle herauszunehmen und eine neue zu bearbeitende Welle einzuspannen. Die Maschine wird als-

dann angelassen und die Fingerfräser gegen die Nockenwelle vorgeschoben. Das Fortbewegen der Fräser von der Nockenwelle, das Herausnehmen der Welle, das Einspannen einer neuen Welle und das Vorschalten der Fingerfräser • erfolgt während der Zeit, in welcher der Sektor no durch die Aussparung 109 hindurch sich bewegt. Aus Fig. 5 ist die Lage der einzelnen Teile mit Bezug aufeinander in dieser Stellung ersichtlich.

In den Fig. 8 und 9 sind Vorrichtungen veranschaulicht, durch welche die zu bearbeitende Nockenwelle periodisch gegen Umdrehung gehalten wird. Mit dem mit dem Rad xo8 kämmenden Zahnrad 107 ist eine Bremstrommel 112 aus einem Stück hergestellt. Ein Bremsschuh 113 wird durch Federn 114 nachgiebig mit der Trommel 112 in Berührung gebracht, um durch Reibung die Trommel jederzeit zum Stillstand bringen zu können. An einem Drehzapfen 116 ist ein Winkelhebel 115 drehbar gelagert, der mit einem durch den Schuh 113 sich erstreckenden Stift 117 zusammenarbeitet, so daß durch Bewegung dieses Hebels der Bremsschuh entg^eg^en der Wirkung der Federn außer Berührung mit der Bremstrommel gebracht wird. Auf der Nabe des Zahnrades 73 ist eine Nockenscheibe 118 befestigt, welche für gewöhnlich mit dem freien Ende des Hebels 115 zusammenarbeitet, um den Bremsschuh 113 außer Berührung mit der Trommel 112 zu halten. Im Umfang der Nockenscheibe 118 ist eine Aussparung 119 vorgesehen, und wenn das freie Ende des Hebels mit dieser Aussparung in Berührung kommt, kann er während eines entsprechenden Teiles der Umdrehung des Zahnrades 73 ausschwingen, so daß der Bremsschuh 113 mit der Trommel 112 in Eingriff kommt. Die Drehbewegungen des Rades 73 und der Daumenscheibe 118 sind so abgestimmt, daß diese Bremswirkung erfolgt, wenn das Zahnrad 107 mit dem Sektor ho kämmt.

Die Anzahl der Zähne des Rades 105 ist gleich der Anzahl der Zähne des Rades 108 plus der Zähne des Sektors 110, so daß durch eine Umdrehung des Zahnrades 72 das Zahnrad 105 genau eine Umdrehung ausführt. Auch das Zahnrad 75 ist mit der gleichen Anzahl von Zähnen wie das Zahnrad 72 versehen, so daß die Räder 75 und 105 je genau eine Umdrehung bei einer Umdrehung des Zahnrades 72 ausführen, doch bleibt selbstverständlich das Zahnrad 105 während eines Teiles der Umdrehung des Rades 75 stehen. Die zu bearbeitende Nockenwelle und die die Fingerfräser steuernden Hauptnocken werden somit stets rechtzeitig beeinflußt und kommen rechtzeitig zur Wirkung, ohne daß der Arbeiter hierauf zu achten braucht. Am Außenende der Hauptnockenwelle 15 sind Vorrichtungen angebracht, durch welche der Motor 40 in der in Fig. 5 veranschaulichten Lage während jeder Umdrehung der Hauptnockenwelle zum Stillstand gebracht wird.

An der Nabe des Zahnrades 75 ist ein Ring 124 drehbar gelagert, und ein Paar von Ansätzen 123 erstreckt sich radial von diesem Ring 124 beiderseits eines an dem Rad 75 befestigten Ansatzes 126. Durch die Ansätze 123 hindurch erstrecken sich Einstellschrauben 125, die beiderseits gegen den Ansatz 126 sich stützen, wodurch eine Einstellung des Ringes 124 gegenüber dem Zahnrad 75 ermöglicht wird. An dem Ring 124 ist eine Klinke 120 so angeordnet, daß sie mit einem Arm 121 zusammenarbeitet, durch welchen ein Plungerschalter 122 beeinflußt wird. Letzterer ist so angeordnet, .daß, wenn er durch den von der Klinke 120 bewegten Arm beeinflußt wird, der Motorstromkreis unterbrochen wird, so daß der Motor 40 zum Stillstand kommt. Infolge der Reibung und des Momentes der An-.triebsvorrichtung und der Hauptnocken muß der Stromkreis kurze Zeit vorher unterbrochen werden, bevor die Vorrichtung in diejenige Lage kommt, in welcher die Maschine zum Stillstand gebracht werden soll. Da diese Zeit in hohem Maße von der Reibung der Maschine abhängt, ist die Einstellung der Klinke mit Bezug auf das Zahnrad 75 von großer Bedeutung. Es sei bemerkt, daß, wenn der durch den Plunger beeinflußte Schalter 122 durch die Klinke 120 ausgerückt wird, er sofort wieder zurückschnappt, bevor der Motor zum Stillstand kommt. Aus diesem Grunde ist ein in Fig. ι veranschaulichter, von Hand zu beeinflussender Anlaßschalter 127 in Reihe mit dem Schalter 122 vorgesehen, so daß der Motor wieder angelassen werden kann, nachdem die Klinke 120 den Schalter 122 beeinflußt hat. Der Schalter 122 sitzt an der Vorderseite der Maschine, so daß er leicht von dem Arbeiter bedient werden kann. In dem Schalter 127 befindet sich ein Solenoid, welches durch den Strom des Motorstromkreises erregt wird, so daß, wenn der Schalter 122 geöffnet wird, dieses Solenoid entmagnetisiert wird, um den Schalter 127 abzuschalten. Durch das darauffolgende Einschalten des Schalters 122 wird mithin der Motorstromkreis nicht geschlossen, sondern der Schalter 127 muß von Hand bedient werden, um diesen Stromkreis zu schließen und den Motor 40 wieder anzulassen. Die Einzelheiten der elektrischen Schaltvorrichtungen sind nicht dargestellt, da diese üblicher Bauart sind.

Bei der Benutzung der Maschine nach der Erfindung wird eine gedrehte Nockenwelle zwischen den beiden Spannfuttern angeordnet. Das Ventil 98 wird alsdann geöffnet, um die ■ Enden der Nockenwellen 98 in den Spannfuttern .u befestigen, worauf der Schalter 127 eingerückt wird, so daß die Maschine beginnt zu 12c laufen. Die Fingerfräser 33 werden zuerst ab-.värts in ihre Lagen mit Bezug auf die Nocken-

welle gebracht, wodurch ebene Flächen an jedem der Nocken gefräst werden. Hierauf wird die Nockenwelle einmal herumgedreht, und die Fingerfräser werden durch die Hauptnocken hin und her bewegt und um die Wellen 19 herumgeschwungen, um jedem der Nocken die gewünschte Gestalt zu geben. Die Nockenwelle wird, sobald sie eine Umdrehung gemacht hat, zum Stillstand gebracht, und die Fingerfräser werden alsdann von den Nocken zurückgezogen. Zu dieser Zeit kommt die Maschine zum Stillstand, so daß eine neue Nockenwelle an Stelle der fertig bearbeiteten eingespannt werden kann. Der allgemeine Zweck des Schwingens der Fingerfräser ist bereits angegeben worden, doch können diese Angaben noch durch eine Beschreibung der Bewegungen der Fingerfräser ergänzt werden.

Aus den Fig. 11, 12, 13 und 14 sind die Lagen des Fingerfräsers gegenüber dem Nocken während der verschiedenen Phasen des Arbeitskreislaufes ersichtlich. Die punktierten Linien 129 um die Nocken 13 herum geben die Außenlinien der geschmiedeten Nocken vor ihrer maschinellen Bearbeitung an. In Fig. 11 ist die Lage des Fingerfräsers veranschaulicht, welche er einnimmt, kurz nachdem er gegen den Nocken bewegt wird und die Nockenwelle gerade in Begriff ist, sich zu drehen. Wenn die Nockenwelle sich in die in Fig. 12 veranschaulichte Lage dreht, wird der Fingerfräser auswärts geschwungen, um die Berührungsfläche zwischen dem Nocken und dem Fingerfräser stets in der gleichen in Fig. 11 veranschaulichten Lage zu halten. Eine weitere aus Fig. 13 ersichtliche Drehung des Nockens bedingt ein Zurückbringen des Fingerfräsers. Eine noch weitere Drehung des Nockens, wie Fig. 14 zeigt, hat zur Folg'e, daß der Fingerfräser noch weiter zurückgezogen werden muß. Selbstverständlich müssen infolge der verschiedenen Lagen der Nocken 14 auf der Nockenwelle und der beiden Ebenen, in welchen die Gruppen von Fingerfräsern arbeiten, die Anlaß- und Anhaltestellungen der Fingerfräser für jeden einzelnen Nocken entsprechend der besonderen Lage des Nockens auf der Welle geändert werden.

Aus Fig. 15 ist ersichtlich, daß die Mitte des Fingerfräsers 33 in einem vorher bestimmten Abstand an einer Seite der zu bearbeitenden Fläche gehalten wird. Diese Fläche-ist durch die ausgezogenen Linien 130 veranschaulicht. Der Fingerfräser muß, wie oben beschrieben worden ist, geschwungen werden, um der Querverschiebung dieser Berührungsfläche zu folgen, so daß diese stets in der gleichen Lage verbleibt. Die Größe der zu benutzenden Fingerf räserwird durch die Nähe des Lagers der Nockenwelle und des benachbarten Nockens begrenzt, die in. Fig. 15 durch die punktierten Linien 131 bzw. 132 angedeutet worden sind. Die für das Fräsen solcher Nocken erforderliche Zeitdauer beträgt ungefähr ein Drittel der bei der Bearbeitung auf einer gewöhnlichen Drehbank, und der Grund hierfür ist, wie Fig. 15 und 16 erkennen lassen, darin zu erblicken, daß drei oder vier Schneidzähne eines jeden Fingerfräsers stets auf dem benachbarten Nocken während des ganzen Arbeitskreislaufes zur Wirkung kommen. Weiter arbeitet jeder Zahn über die ganze Beruhrungsfläche, so daß gleichzeitig, drei oder vier Späne vom Umfang eines jeden Nockens abgehoben werden.

In Fig. 17 ist eine abgeänderte Bauart dargestellt, bei welcher die Fingerfräser durch eine Kurbel anstatt durch eine Daumennut 18 geschwungen werden. Auf der Hauptnockenwelle 15 ist für jeden Fingerfräser 33 ein Exzenter 133 vorgesehen, an welchem Verbindungsstangen 134 angebracht sind. Das freie Ende jeder Verbindungsstange ist drehbar mit der benachbarten ,--Konsole 20 verbunden, so daß, wenn die Hauptnockenwelle sich dreht, die Konsole 20 durch einen harmonischen Kreislauf geschwungen wird, um der Verschiebung der Berührungsfläche zwischen den Fingerfräsern und ihrem benachbarten Berührungsnocken zu folgen.

Es leuchtet ein, daß, wenn die meisten Nockenwellen durch eine solche Vorrichtung bearbeitet werden, die Berührungsfläche nicht in der. glei- go chen Lage mit Bezug auf den Fingerfräser bleibt, sondern sich ein wenig an der Fläche des Fräsers verschieben wird. Diese Verschiebung ist jedoch sehr gering, und für gewöhnlich werden Fingerfräser benutzt, deren Durchmesser groß genug ist, um eine solche Verschiebung zuzulassen.

Andere Vorrichtungen können vorgesehen werden, um den Fingerfräser gegenüber der Nockenwelle in der Querrichtung zu verschieben. Beispielsweise könnte die Konsole 20 hin und her bewegt anstatt verschoben werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bearbeiten unregelmäßiger bogenförmiger Flächen, wie Nockenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsstück (13) um eine zu der zu bearbeitenden Fläche exzentrische Achse gedreht und der Fräser (33) winkelrecht zur Achse des Arbeitsstückes auf dieses zu sowie von diesem fort bewegt und gleichzeitig in einer winkelrecht zur Werkstückaehse stehenden Ebene geschwenkt wird, derart, daß die die Schneidarbeit leistende ebene Stirnfläche des Fräsers stets im wesentlichen tangential zu der zu erzeugenden Nockenkrümmung liegt. lao

2. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Frässpindel (31) in einem Schlitten (22) drehbar gelagert ist, der in Richtung der Fräserachse hin und her bewegbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frässchlitten (22) in einer Konsole (20) geführt ist, die gegenüber dem Rahmen der Maschine eine Schwingbewegung um eine winkelrecht zur Fräserachse, jedoch nicht in gleicher Ebene mit dieser liegende Achse ausführt.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (20) schwingbar um eine drehbar im Maschinenrahmen gelagerte Welle (19) angeordnet ist, durch die die Frässpindel (31) mit Hilfe von Schraubenrädern (36) ihren Antrieb erhält.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der in

ao der Ebene der Fräserachse erfolgenden Schwingbewegung des Frässchlittens eine mit der Konsole (20) verbundene Führungsrolle (38) mit einer Kurvenbahn (18) in Eingriff steht, während zur Erzeugung

«5 der in Richtung der Fräserachse erfolgenden Bewegung des Frässchlittens eine an einem Ende eines doppelarmigen Hebels (29) angeordnete Führungsrolle (39) mit einer Kurvenbahn (17) in Eingriff steht und das andere Ende des Hebels (29) auf einen Arm (23) des Frässchlittens (22) einwirkt, den eine Feder (52) ständig mit diesem Ende des Hebels (29) in Berührung hält.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Frässchlitten (22) und der Arm (23) durch eine Schraube (25) verbunden sind, durch welche der Schlitten (22) gegenüber dem Arm (23) und mithin gegenüber der Nockenfiäche (17) einstellbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kurvenbahnen (17, 18) an dem gleichen Nocken (16) vorgesehen sind.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gleiche Nocken (16) zwei Fräser (33) beeinflußt.

9. Maschine nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fräser (33) mit zugehörigen Antriebsvorrichtungen zur Bearbeitung verschiedener Teile des gleichen Arbeitsstückes (13) angeordnet sind.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen einer Gruppe von Frässpindeln (31) sämtlich in einer Ebene liegen, deren Fräser auf abwechselnd benachbarte Teile (14) eines Arbeitsstückes

(13) einwirken, während die Achsen einer anderen Gruppe von Frässpindeln sämtlich in einer einen Winkel mit der ersten Ebene bildenden Ebene liegen und so angeordnet sind, daß ihreFräser auf Teile (14) des Arbeitsstückes einwirken, die mit den durch die erste Gruppe von Fräsern bearbeiteten Teilen abwechseln.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fräser (33) bei ihren Bewegungen führenden Nocken (16) auf einer Welle (15) befestigt sind, die parallel zur Werkstückachse verläuft und mit dieser in einer Ebene liegt, die den Winkel zwischen den die Achsen der beiden Gruppen von Fräsern (33) enthaltenden Ebenen halbiert.

12. Maschine nach Anspruch 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Werkstückhaltevorrichtung und derjenige der Nockenwelle (15) synchron von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung, beispielsweise einem Zahnrad (70), aus erfolgt.

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das . Werkstück (13) bei jeder Umdrehung der die Bewegung des Fräsers (33) steuernden Nocken (16) einmal umläuft.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch 'gekennzeichnet, daß der Antrieb des umlaufenden Werkstückhalters absatzweise erfolgt, so daß während eines Teiles des Arbeitskreislaufes der Werkstückhalter von der Antriebsvorrichtung (70 usw.) keinen Antrieb erhält.

15. Maschine nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, beispielsweise eine Bremse (113) und einen diese steuernden Nocken (118), zum Festhalten des Arbeitsstückhalterswährend desjenigen Teiles des Arbeitskreislaufs, in welchem der Antrieb durch die Antriebsvorrichtung unterbrachen ist.

16. Maschine nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, beispielsweise einen durch eine an der Nockenwelle (15) angebrachte Klinke (120) beeinflußten Schalter (122), zum Stillsetzen der Maschine nach einer Umdrehung des Arbeitsstückes und der Nockenwelle (15).

17. Maschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Führung der Fräser (33) so angeordnet ist, daß während des Stillstandes der Arbeitsstückhalter die Fräser von dem Arbeitsstück entfernt sind, um das Herausnehmen des Arbeitsstückes aus der Maschine zu ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen