-
Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit ovalem Querschnitt,
insbesondere von Brennkraftmaschinenkolben Die Erfindung !betrifft eine Vorrichtung
zum Bearbeiten von Werlestücken mit ovalem Querschnitt, insbesondere von Brennkraftmaschnnenkolben,
bei welcher die hin und her gehende Retaüivbewegung zwischen Werkzeug und: Werkstück
durch Nockensteuiexung erzwungen wird.
-
Bei dien bekannten derartigen Varrich-'tung#mi, bei denen der Steuernocken
unmittelbar- older üiber ,einen Sch-,vinghebel auf das Werkzeug bzw. Werkstück einwirkt,
-ist es nur möglich, ,den verwendeten Nocken maßgetreu zu leopieren oder seine Foren
durch Veränderung der Hebelarme des Schwinghebels in vergrößertem oder verkleinertem
Maßstab auf .das Werkstück zu übertragen. Dagegen ist es nicht möglich, mit Hilfe
,eines Nockens von einem bestimmten ovalen Ouerschnitt ein Werlestück mit einem
dliesern unähnlichen ovalenOuerschnitt zu bearbeiten,. Es müssen deshalibei den
belmnnten Einrichtungen für jedie Querschnitbsform andere Steuernocken angefertigt
und verwendet werden' ivodürch die Bearbeitung, insbesondere beim kleineren Serien,
unwirtschaftlich wird.
-
Gemäß :der Erfindung wird, eine Vornichtung, mit deren Hilfe Werkstücke
mit den verschiedensten ovalen Ouerschniittsformen ahne Auswechslung ,der Steuernocken
bearbeitet wenden können, daidurch geschaffen, daß ein umlaufender festgelagerter
Steuernocken und ein zweiter, sich am ersten abstützender und am Werkstück- öder
Werkzeiugträger angreifender Zwischennocken vorgesehen sind, die beide angetrieben
werden und zusätzlich zum Antrieb mit Veränderung ihrer resultierenden Hubwirkung
gegen®inander verdrehb:#r sind unid deren Gestalt und Drehzahl so gewählt isst,
;daß die durch jeden einzelnen der beiden Nocken allfein bewirkte Steuerungsbewegung
ein Werkstück mit ovalem Ouerschnitt ergeben würde.
Beispielsweise
können die beiden Nocken die Gestalt exzentrischer Kreisscheiben aufweisen und mit
der doppelten Werkstückdrehzu.hl an@#etrie en werden oder eine elliptisch.- Forinhaben
und mit der gleichen Drehzahl umlaufen wie das Werkstück. Durch die z us, ätzliche
gegenseitige Vcrdr-#hiiiii,- der beiden Nocken wird zwar die Größe der von jedem
einzelnen Nocken ausgehlenden Steueri:Tnpul-se, die .sich iin Rhythmus des Werkstückuin:laufs
fortlaufend nach Art einer Sinusfunktion ändert und beii jeder Drehung des Werlatficlce-s
zwei Höclistw-erte und zwei Tiefstwerte erreicht, nicht beeinflußt, sondern es tritt
nur einc #'ersclrie!bung des zeitlichen Ablaufes der Steuerinipullse ein, :die als
Phasenverschiebtin;-, der (lern Bewegungsablauf entsprechenden Sinuskurve veranschuul,icht
werden kann: wohl aber wird .durch die Verdrehung der Nocken eine Änderung von deren
Gesamtwirkung erreicht, die durch Überlagerung der Einzehvirkungen zustande kommt
uni.1 deren Werte bei Phiasenrileichheit am größten, bei einer Verschiebung um die
halb-- Phasenlänge dagegen am kleinsten werden. Bei Verwendung formgleicher Nocken
wird-der resulbierenide Wert;dei- Steuerimpulse iin Falle einer Verdrehung entsprechend
der hialiben Phasenlznge dauernd gleich Null, so Eiall es möglich ist, auch kreisförmige
Werkstückquerschnitte zu erzielen..
-
Um zu vermeiden, daß die Achsen der übe:rei:nanderlie@genden Ovalcluerschnitte
des Werkstuckes gegeneinander verdreht werden, kann dle Einrichtung zum zusätzlichen
Verdrehen der beiden Nocken so betroffen wer- " den, daß beim Verdrehen des einen
Nockens zaviangsläufi- auch der anidere um .denselben Winkel in ent,egeuge-setzter
Richtung verdreht wlird. Dies kann beispielsweise (dadurch geschehen, daß die beiden
Nocken axial verscli,i,°bbar .auf den sie antreibenden Wellen sitzen und durch in
gegenläufi angeordnete, sali.rztubengangartie Nuten eingreifende Stifte mitgenommen
werden. Die Einrichtung- zum Verdrehen der beri.-len Nocken kann mit der Längsvorschu;bednrichtung
.der Bearbeitungsrn,asch:ine u. U. unter Zwischenschaltung von Kurven o. d g1. gekoppelt
sein, so daß es möglich ist, die O.uerschnittsfo,rtnen. des Werkstückes in Abh<in-i-,keit
von der Höhenlüge der lyetreffendeti, Querschnitte selbsttätig ztt ändern.
-
Änutatt diie Achsen der Nöcken mit gl.e:icher - oder, beieri;@eTVdung
versch:i,e#l,en. geftli-nitL-r Nocken, mit entsprechende(' - Geschwindi-jlceit anzutreiben
unid die zusä tzl:iche Verstellung der Nocken durch, Verdrehung auf ihren Antriebswellen
zu bewirken, kann tiraneine laufende Verstellat:ng d@c=r Nocken- noch dadurch erreichen,
daLi man sie mlt um einen kleinen Betrag voneinander verschiedünen Drehzahlen umlaufen
läßt. Eine Verdrehung der Werkstückquerschnitte kann dabei dadurch vermieden «'erden,
daß nian das Werkstück so antreibt, daß ;eine Drelizahl gleich dem arithmetischen
':Mittel d,-i' Drehzahlen der bellen Nocken ist. Dies kann zweckmäßngerweise dadurch
bewirkt werden, daß der Antrieb des Werkstückes vom Ste;-eines Umla.ufrädergetriebes
abgeleitet wird, dessen gleichachsig mit dem Steg angeordnete Riider durch ein Vorgelege
miteinandver gekoppelt sind und .die Drehung der Nocken bewirken. Die Li'bersetzung
des Vorgelege.s und damit die Änderung der Nockendrehzahlen, kann dabei durch Wechselräder
geändert werden.
-
In Eier Zeichnung ist der Erfindungsgegenstan,d an Hand schematischer
Sl;izzei, näher erläutert, und zwar stellen die Abb. i bis .I verschiedene Formen
von Nocken in verschiedenen Stellungen dar, während die Abb.5 bis 7 Bearbeibungseinriclitungen
mit Vorrichtungen zum fortlaufenden Verändern der Ouerschnüttsform des Werkstückes
in verschi.eidenen Ausführunigsfortnen zeigen.
-
Der auf einer ortsfest am W °rl;banilcscli.litten oder aum Ouersupport
gelagerten Welle 2 sitzende Steuernocken isst mit i bezeichnet und= (arbeitet mit
einem Zwischen ,"Oelze," 3 zusa@m:men, dessen Welle .I quer verschiebbar ist, was
bei dem Beispiel nach den Abb. i bis q. durch pendelnde Aufhäingung erinög-Licht
wird. Um zu erreichen, daß,die beiden Nocken dauernd gegeneinander anliegen, ist
ebne Feder 5 angeordnet.
-
Beim Beispiel nach Aibb. i sind ;d!ie Nokken i und 3 zwei formgleich-.
ovaledieiaien, deren große Achsen parallel zti eina-rniler 1 stehen. Der Berührungspunkt
fällt bei vier dargestellten Drehstellung müt (]en Endl),iniicten der kleinen Ovalach
sen zusammen. Der Abstand a zwischen den beiden Achsen und d. ist also gleich -der
kleinen Ovalachse. Dreht man die beiden Nocken mit rl@iclT; r Geschwlmclilgkelt
in gleicher oder elltrc"t;e@ii@'-setzter Richtung um cqo° weiter, so gelangt man
zu der in der Abb, a dargestellten Stellung, b°i welcher der AbstawdI Eier beiden
Achsen: a und .I .der großen Ovalachse deich ist.- Man -sieht, daß mit Hilfe der
lividen Nocken in: bez-ug auf das zu bearbeiten-#le Werksdic=k dasselbe erreicht
wird wie hei .der Verwendung eines einzigen Nockens, b:i dietn die L<in@ enclifferenz
zwischen der groLien und Iclein,°ti. Halb ,aclis@e doppelt so groß Ist.
-
In Abb. 3 sind dieselben Nocken 1 und 3 in einer tun c)o' ge`@eneinanid!er
versetzten Stel-1ung rl@irge-stellt. -Läßt man die Nocken von cLi:eser _1,usgangsstelLung
aus in gleicher oder entgegengesetzter Richtung mit derselben
Drehzahl
umlaufen, iso bleibt der Abstand zwischen den, beiden Welilen 2 und 4. konstant,
d-. h. man erreicht in, bezog auf dias zu bearbeitende Werkstück das isielbe, wie
wienn überhaupt kein Nocken :angewendet wäre.
-
Entsprechend den möglichen Zwischenstellungen zwischen den in, :den
Abb. i und 2 bzw. 3 gezeigten beiid.en Grundstellungen gibt eis auch ebenso viele
M@glichkeiteni, verschiede:narti:ge Querschnittsformen dies Werk-- Stückes zu erzielen,
so daß es ohne weiteres möglich ist, bihne ALUsweohiseliung ,der Nocken, ,durch
einfaches Verdrehen derselben jede Duerschnittsform vom Kreis bis zum doppelt so
stark wie die Nocken abgeplatteten Oval herzustellen.
-
Bei dem Beispiel nach Abb.4 sind. :die Nocken, i und 3 als exzentrisch
auf Ihren Wellen 2 und q. sitzende Kreiisisch@ei:ben ausgebildet. Um mit Hilfe:solcher
Nocken. ovale Werkstücke bearbeiten zu können, ist es ,notwendig; sie doppelt so
schnell umlaufen zu lassen wie ovale Nocken.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb, 5 sitzen die Nockenschemben
i und 3 axial verschiiebbar auf ihren Wellen 2 und q. und greifen mit Stiften 6
in gegenläufig anigeordnete, schraubengangförm:i:ge Nuten, 7 der Wellen 2 und d
ein, so daß sie sich bei Verschieibunig durch das Hebelgestänge 8, 9 nach entgegengesetzten
Richtungen drehen, wodurch, wie oben beschrieib-en,eine Anderunig der resultiiereniden
Steuerbewegungen ,erreicht wird. Der Antrieb der beiden Nockenwellen erfolgt durch
zwei Zahnräder io und ,i i, die, wie dargestellt, miteinander im Eingriff stehen
können, wenn die Nocken i und 3, wie ,das bei Nocken an Einrichtungen zum Betarbeiten
von Brennkraftmaschinenko;lbender Eall isst, nur so wenig von der Kreisform ,abweichen,
@diaß die hin und her gehenide Querverschiebung der Welle q. nicht größer ist als
das Zahnspiel -der -beiden Räder io und ii. Die Welle i4 trägt bei dem dargestellten
Reispiel auch d(as Spannfutter 12 für Idas Werkstück 13, während das Bearbeitungswerkzeug
14 mit dem Werkzeughalter 15 auf einem besonderen, g--gebe, nienfall,s selbsttätig
ge#steuierten, nicht ,dargestellten Querschlitten ruht. Mit dem Heibielgestänge
8, 9 ist noch ein Zeiger 16 verbunden, so daß an einer gegenüber der Welle 2 nicht
verischiebbaren Skala 17 die je-Stellung .der beiden Nocken und damit ,der Grad
der Ovalität des Werkstückque.rschnittes abgelassen werden kann.
-
Die Einrichtung nach Abb. 6 unterscheidet sich von idem in Abb. 5
gezeugten Ausführungsbeispiel im wasentl-ichen dadurch, daß das uranlaufende Werkstück
auf einem .besonderen, nicht dargestellten Querschlitten gelagert ist, während-
der Werkzeughalter 15 mit der Welle q. -des Zwiischenn@ockens .i.n Veribin diung
steht und deren quer gerichtete, Bewegungen mitmachen muß. An Stelle,des dargestellten
Stahilhlalters kann natürlich, auch eine fest auf der Welle sitzende Schleifsch,eibe
als Bearbeitungswierkzeuig angeordnet sein. . Die Kopplung der -Nocken mit ,dem
Längssupport ,dies Stahilhalters ist durch einen mit Rollten i9 versehenün Rähmen
18 angedeutet.
-
In Abib-. 7 ist ein. Getriebe dargestellt;durch welches das Werkstück
und die Nocken mit verschiedener Drehzahl angetrieben wenden. Der Antrieb des Werkstückes
13 ist vorm Steg 2o oines Umliaufrädergetri,ebcs über ein Zahnräderpaar 21 und 22
abgeleitet. Die mit dem Steg glieichac geigen Kegelräder 23 und 24. treiben dii'e
beiden Nock e.nr i und 3 an und sind über Zahnrräder 25 und 26 und ein Vor; geleg°
27, 28 miteinander gekoppelt. Zur Erreichung verschiedener Übersetzungen und damit
unterschiedLicher. Verhältnisse der Drehzahlen der beiden, Nocken sind die, Räder
25 u-nrd 27 als Wechselräder !aus geibildet. Die Einstellung Bier richtiigen Drehzahl
des Werkstückes, .die halb so groß sein .muß wie ,die Summe der Drehzahlen der beiden
Nocken, wird durch das Kegelrad 29 in bekannter Weiise selbsttätig bewirkt. '