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Vorschubgetriebe für die von einem Drehring getragenen Werkzeuge an
Kurbelwellendrehbänken Die Ausarbeitung des Materials innerhalb der _lrtne an gekröl)ften
Kurbelwellen sowie die Nach-und Fertigbearbeitung der beiderseits des Kurbelzapfens
sich anschließenden ebenen und etwa vorhandenen kegeligen KurlrelaFrmflächen erfordier2
bekanntlich den weitaus größten Teil der zur Fertigstellung der Kurbelarme nötigen
Gesamtarheitszeit.
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Auch bei den bekannten Kur;1>elwellen!drehbä.nken, die ge enüber ,dem
früher geübten außerordentlich zeitraubenden Verfahren, Brie Arme auf der Spitzendrehbank
durch exzentrisches Aufspannen der Wellen auszuarbeiten, relativ große fabri:katorische
und zeitliche Vorteile bieten, besteht dex Nachteil großer unnötiger Zeitverluste
durch Leergang, der dadurch bedingt ist, daß das dem Drehring als Lager dienende
Führungsgestell auf dem Bettschlitten nach Einstellung auf die Kurbelza;pfenmitte
fest verschraubt wird. Der Vorschub der auf dem Drehring radia1 verschiehbaren Werkzeuge
erfolgt hieribei fortschreitend in konzentrischen Kreisen bzw. Spiralen um die KurbeIzapfenmitte.
Es isst dabei unration.eIll, daß, (hauptsächlich bei den größeren Drehidurchmessern,
nur ein geringer Teil des Werkzeugumlaufes spanabhebend ausgenutzt werden kann,
wä`hrenid der weitaus größere Teil durch Leerlauf des Drehringes unwirtschaftliche
Energie- und Zeitverluste mit sich bringt.
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Auch Einrichtungen, welche dahin zielten, diese Nachteile an Kur"belwelQ@en@drehbänken
vorgenannter 'bekannter Bauart durch Beschleunigung der Umlaufgeschwindigkeit des
Drehringes während des Leerganges der Werkzeuge auf mechanischem oder
elektrischem
Wege einigermaßen herabzumildern, konnten zu keinem praktischen und wirtschaftlichen
Erfolg führen.
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Ein weiterer Mangel an den bekannten Aus@fii'hrungen von Kur'bwlwellen!drehbänken
ist zudem darin zu erblicken, daß für die rationelle Bearbeitung etwa vorihandener
kegeliger Kurbelarmflächen, die notwendigerweise in einer Aufspannung und in demselben
Arbeitsvorgang wie für die Planflächen erfolgen soll, Einrichtungen überhaupt nicht
vorhanden waren und die Bearbeitung in der Regel nur absatzweise erfolgen konnte.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile und Mängel dadurchbgseitigt,
daß gleichzeitig mit lern radialen Vorschub der umilarufende,n Werkzeuge einem dem
Drehring als Lager dienenden Drehgestell und damit auch, den Werkzeugen selbst noch
eine Verschiebung erteilt wird, und zwar einerseits beim Drehen der ebenen Kurbelarmflächen
eine gleich große, geradlinige, in der Verbindungslinie von Wellen- und Zapfenmitte
verlaufende Verschiebung in der Querrichtung der Dreihachse, andererseits beim Schrägdrehen
der kegeligen Kurbe.larmflächen eine Verschiebung in der Längsrichtung der Drehachise,
welche aber in diesem Falle entsprechend der zu drehenden Schrägen und unabhängig
von den übrigen Schaltungsvorgängen hinsichtlich ihrer Größe veränderbar und in
der Richtung umkehrbar ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungslbeispiel einer derartigen erfindungsgemäßen
Einrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Ansicht der Einrichtung
im Aufrtiß, Abb.2 die Einrichtung mit dem aufgerollten Räderwerk im Durchschnitt
im Grundriß.
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In dem Dreigestell i, welches auf denn Bettschlitten 2 quer zum Bett
3 verschiebbar ist, ist der Drehring 4 gelagert, ,der beispielsweise von einem Motor
5 mittels der Zahnräder 6, 7, 8, 9 und io angetrieben wird. Der Bettschlitten 2
ist auf dem Bett 3 längs verschiebbar. Auf dem Drehring 4 sind die beiden Werkzeugträger
i i in Planrichtung radial verschiebbar angeordnet.
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Durch die Drehung des Drehringes 4 wird, die Bewegung mittels des
in seine äußere Verzahnung eingreifenden, lose laufenden Stirnrades 12, der Kegelräder
13 und 14 und des mit Verzahnung versühenen Differentialgehäuses 15 auf den Doppe.lzahrvkranz
16 übertragen, der auf dem Drehring 4 drelhbar gelagert ist. Die Übersetzung zw
i#schen dem Drehring 4 und Stirnrad 12 einerseits und zwischen dem Diffierentialgehäuse
15 und denn Zahnkranz 16 andererseits ist zwangsläufig so gewählt, daß ohne weitere
Einwirkung auf das Differentialgetriebe, also bei Stillstand des Kegelrades 17,
eine gegenseitige Verstellung zwischen Drehring 4 und Doppelzahnkranz 16 und demzufolge
auch eine Verstellung der Werkzeugträger i i, die mit dem Zahnkranz 16 durch die
Zahnräder 18, i9 und 20 sowie die Gewindespindeln 21 in Verbindung stehen, nicht
erfolgen 'kann. In diesem Falle erfahren also die beiden Werkzeugträger i i auf
dem Drehring keine Vorschubbewegung. Für ihre Versstellung auf dem Drehring ,4 nach
innen oder nach außen bedarf es der Aufhebung des Gleichllaufes von Drehring ,4
und Zahnkranz 16, welche dadurch erreicht wird, daß dem Zahnkranz 16 über das Differentialgehäuse
15 eine zusätzliche, vor- oder nacheilende Drehung erteilt wird. Eine solche wird
beispielsweise gemäß Zeichnung von dem Hauptantrieb abgeleitet und durch den verschiebbar
aufgekeilten Räderblock 22, 23 und 24, die Rädergru,pple 25, 26, 27 und Zwischenrad
28, den verschiebbar aufgekeilten Räderblock 29 und 30 über das selbsthemmende
Schneckengetriebe 31 und 32, Welle 33, Rad 34 und das lose laufende Kegelrad 17
vermittelt. Der Räderblock 22, 23, 24 dient hierbei zur Einstellung des jeweils
gewünschten Vorschubes, der Räderblock 29, 30 zur Einstellung der Bewegungsrichtung.
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Von dem Kegelrad 17 aus ist eine weitere Schaltbewegung zur Verstellung
des Drehgestelles i in der Querrichtung der Drehachse durch das Kegelrad 35 über
das verschiebbar aufgekeilte Stirnrad 36 und Zwischenrad 37 auf das im Drehgestell
drehbar gelagerte, als Mutter ausgebildete Zahnrad 38 übertragbar. Durch die Dreihung
.des Zahnrades 38 auf der im Bettschlitten 2 gelagerten und durch das selbstsperrende
Schneckengetriebe 39 gegen Drehring gesicherten Gewindespindel 40 wird eine Verschiebung
des Drehgestelles i auf denn Bettschnitten 2 in :der Querrichtung zur Drehachse
bewerkstelligt. Dem Zweck der Erfindung entsprechend sind die Räderübersetzung und
die Steigung der Gewindespindel 40 so bemessen, daß der hiermit erzielte Ouervers.chub
des Dreihgestelles i genau .so groß ist wie der jeweilige radiale Vorschub d-er
Werkzeugträger i i. Die Richtung der beiden Vorschuibibewegungen in Arbeits.stelll-ung
ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet. Hand- . verstellung und Einrichtung
des Drehgestelles i auf die Anfangss-tedl,ung können in sinnfälliger Weise durch
Handrad 4i erfolgen.
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Mit dem Einrücken des Zahnrades 36 wird demnach der gleichzeitige
gegenläufige Vorschub der Werkzeugträger ii in der radialen Richtung in Verbindung
mit dem Quervorschub des Drehgestelles i in der Weise ermöglicht, daß bei einem
gewissen Vorschub der Werkzeugträger i i während einer Umdrehung des Drehringes
4 eine gleichgroße Verschiebung des Drehgestelles i auf (lern Bettschlitten 2 erfolgt.
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Abb.3 veranschaulicht die @'lusnvirkung dieser beiden kombinierten
Schaltvorgänge auf den Verlauf der Schnittwege der Werkzeuge gemäß dem gleichmäßigen
Fortschreiten der #/orschüibe in Spiralen, welche aber nicht wie bei dem früher
geübten Drehverfahren, bei dem das Drehgestell stillstand, überall gleichen Albstand
voneinander halben, sondern so verschoben sind, daß der Abstand nach der einen Seite
ständig abnimmt, bis er gleich Null wird, an dieser Stelle die Spiralwege also zur
Deckung kommen.
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Aus Abb.3 ist zugleich augenfällig der große wirtschafthiche Vorteil
des nach der Erfindung ermöglichten Drehvorganges zu ersehen, da in aller;
Stadien
der Bearbeitung der geringstmögliche Weg der Werkzeuge aufgewendet -und nur sehr
wenig in Betracht kommende Leerwege der Werkzeuge in Kauf genommen zu werden brauchen.
Aus Abb. 3 ist auch ohne weiteres zu ersehen, daß diese Leerwege überdies um so
geringer werden, je vollkommener sich die Kurbelarme der Kreisform nähern, bei welcher
sie gleich Null werden. Aus Ml>. 3 ist außerdem der durch das erfindungsgemäße Vorschubgetriebe
erzielbare große Zeitgewinn in graphischer Weise durch die schraffierte Fläche F
veranschaulicht, deren Durchlaufen durch die Werkzeuge mittels der bekannten Einrichtungen
im Leergang erforderlich war und' unnötige Zeit- und Energieverluste verursachte,
welche durch das erfindungsgemäße Vorschubgetriebe voll eingespart werden.
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Während für die Bearbeitung der -inneren ebenen Kurbelarmflächen den
Werkzeugen, wie vorstehend geschildert, neben dem radialen Vorschub eine gleichzeitige
Verschiebung in der Querrichtung der Drehachse erteilt wird, erfahren die Werkzeuge
bei der Bearbeitung von etwa an diese Planflächen ansch'ließenden Kegelflächen erfindungsgemäß
eine gleichzeitige Verschiebung in der Längsrichtung der Drehachse. Dieser Zusätzliche
Längsvorschub wird eingeleitet durch Einrücken des auf der Welle 33 verschiebbar
aufgekeilten Räderblocks 42 und 43, von dehn aus die Bewegung über das Zwischenrad
44, die Rädergruppe 45, 46, die auswechselbaren Aufsteckräder 47 und 48 und die
Kegelräder 49, 5o und 51 auf das im Bettschlitten 2 -drehbar gelagerte und als :Mutter
ausgebildete Kegelrad 52 übertragen wird. Zufolge dessen Drehung auf der im Bett
3 unbeweglich gelagerten Gewindespinde!1 53 erfolgt eine Verschiebung des Bettschlittens
2 und damit auch der Werkzeuge in den Werkzeugträgern i i in der Längsrichtung der
Drehachse nach der einen oder anderen Richtung. Der hierzu erforderliche Richtungswechsel
des Längsvorschubes wird durch den verschielbbaren Räderblock 42, 43 und Zwischenrad
44 bewerkstelligt. Die Größe des Längsvorschutbes kann unabhängig von dem bereits
'besprochenen Schaltungsgetriebe je nach dem Grad der zubearbeitenden Schräge durch
,die Wahl des entsprechenden Übersetzungsverhältnisses der auswechselbaren Aufsteckräder
47 und 48 beliebig verändert werden.
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A'bb. 4 zeigt den Verlauf der Schräge der kege-Ligen Kurbelarmflächen,
welche sich auf diese Weise ergibt, beispielsweise durch einen gleichzeitigen radialen
Vorschub der Werkzeugträger i i von der Größe a und einem Längsvorschub des Bettschlittens
2 und mit diesem auch der Werkzeuge von der Größe b. Durch die Kombination. dieser
!beiden Schaltbewegungen wird das Bearbeiten der kegeligen Armflächen in einem ununterbrochenen
einzigen Arbeitsgang e'rmö'glicht, wodurch ebenfalls wieder wesentliche Zeitersparnisse
erzielt werden.