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Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Kurbelwellen, insbesondere Vielstahldrehbank
Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Kurbelwellen,
insbesondere Drehbank, bei welcher der die radiale Werkzeugvorschubbewegung ausführende
Schlitten ein Meisterwellentriebwerk trägt, welches den Werkzeugträgern für die
Bearbeitung der Kurbelzapfen eine kreisende Bewegung gibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Maschine so auszugestalten,
daB bei ein und derselben Einspannung des Werkzeuges nicht nur sämtliche Kurbelzapfen,
sondern auch die Lagerzapfen eines oder mehrerer Werkstücke gleichzeitig bearbeitet
werden können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daB auf dem Schlitten ein oder
mehrere Werkzeuge, insbesondere Drehstähle, einstellbar befestigt sind, welche die
Kurbelwellenmittellager während der Bearbeitung der kreisenden Kurbelzapfen abzudrehen
gestatten.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fig. z eine Stirnansicht der Maschine, Fig.2 einen AufriB
der Maschine, teilweise im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt
nach der Linie 3-3, der Fig. 2, Fig. q. eine Stirnansicht des in Fig. 3 gezeigten
Werkzeugträgers, Fig. 5 den Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3, Fig. 6 die in
Fig. 3 gezeigten Teile beim Bearbeiten der Kurbelwangen und
Fig.7
die in Fig.3 gezeigten Teile beim Bearbeiten der Kurbelzapfen.
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Das Bett der Maschine besteht aus einer Grundplatte mit einer waagerechten
Gleitbahn zo und zwei seitlichen Ständern, zwischen denen ein Schlitten i auf der
Gleitbahn io geführt ist und welche Lager e, e1 für Werkstückspindeln aufweisen.
Die Maschine ist zur Aufnahme zweier Werkstücke fi und 12 eingerichtet, die je von
beiden Enden her angetrieben werden und sich quer über den Schlitten i erstrecken.
Dementsprechend sind in den Ständern n zwei Paare einander gleichachsig gegenüberliegender
Spindellager vorgesehen, und die Spindeln f; f1 tragen auf ihrem inneren Ende je
ein Spannfutter h und hl und auf ihrem äußeren Ende je ein aufgekeiltes Schneckenrad
13. Unterhalb der Schneckenräder ist an jedem Ständer a eine Welle 14 gelagert,
auf der zwei mit den Schneckenrädern 13 kämmende Schnecken w und w2 befestigt sind.
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Die beiden Wellen 14 sind miteinander gekuppelt und werden gemeinsam
angetrieben. Sie sind zu diesem Zweck durch Kegelräderpaare b mit Querwellen 15
und 16 verbunden, die sich parallel zu den Spindelächsen verlaufend zwischen den
Ständern a vorn. und hinten an der Maschine erstrecken. Eine der Wellen 14 wird
über Wechselräder d durch einen Motor e angetrieben. Auf diese Weise werden die
beiden zu bearbeitenden Kurbelwellen ii und i2 in Umlauf versetzt. Auf dem Schlitten
i sind in der Quermittelebene 5-5 (Fig. 3) beiderseits zwei zueinander gleichachsige
Lagerböcke r vorgesehen, von denen lediglich der eine in Fig. i sichtbar ist. In
diesen Lagerböcken, deren gemeinsame Achse parallel zu den Spindelachsen verläuft,
ruht die Meisterwelle f 2. Auf ihren Enden ist je ein Schneckenrad 17 befestigt,
das auf einer mit der Welle 14 verschiebbaren und durch Feder und Nut geführten
Schnecke w1 kämmt. Die Schnecke liegt zwischen zwei Ansätzen 18 des Schlittens i
und wird daher von diesem bei einer Verschiebung mitgenommen. Infolgedessen wird
die Meisterwelle f 2 im Gleichlauf mit den Werkstücken ii und 12 angetrieben, obgleich
sie durch den Schlitten i. parallel zu diesem verschiebbar ist.
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Die Meisterwelle ist mit einer Anzahl von Exzenterscheiben q (Fig.5)
versehen, deren Exzenterradien hinsichtlich Länge und Winkel den Kurbeln der Kurbelwelle
entsprechen. Auf jeder Exzenterscheibe q ist nun ein Werkzeugträger P gelagert,
der unter Führung durch die nachstehend beschriebenen Mittel um die Achse der Meisterwelle
f 2 eine translatorische Kreisbewegung ausführt, die der Kreisbewegung der zu bearbeitenden
Kurbelzapfen genau entspricht. Das hat dann die Wirkung, daß, solange der Schlitten
i feststeht, die kreisenden Werkzeughalter keine Relativbewegung zu den Achsen der
zu bearbeitenden Kurbelzapfen ausführen.
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Jeder Werkzeughalter besteht aus einer waagerechten Schiene, die quer
von vorn nach hinten über die ganze Maschine verläuft und mit zwei Ausschnitten
ig versehen ist, durch welche sich die Werkstücke erstrecken. Jeder Werkzeugträger
trägt nun zwei vor den Werkstücken gelegene Stähle s' und s3 mit aufwärts gerichteten
Schneiden zur Bei arbeitüng der Kurbelzapfen der Werkstücke und außerdem hinter
jedem Werkstück einen mit abwärtsgerichteter Schneide versehenen Stahl s2 bzw. s
zum Bearbeiten der Wangen.
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Zur translatorischen Führung eines jeden Werkzeughalters p gegenüber
dem Schlitten i dienen folgende Mittel: Auf seiner Unterseite trägt der Werkzeughalter
eine sich in seiner Längsrichtung erstrekkende Schwalbenschwanznut 2o (Fig. 5),
die auf einer Gleitbahn o gleitet. Diese hat zwei abwärts ragende Zapfen 7n bis
sn3, welche in lotrechten Bohrungen k
bis k3 des Schlittens i gleiten. Diese
Bohrungen bilden mit der Gleitbahn 2o einen Kreuzschlitten, der nur eine rein translatorische
Relativbewegung der Elemente i und P gestattet.
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Mangels besonderer Vorkehrungen müßte das Gesamtgewicht der Werkzeughalter
und ihrer Führungsmittel von der Meisterwelle getragen werden und diese in einer
die Genauigkeit der Bearbeitung beeinträchtigenden Weise durchbiegen. Um das zu
verhindern, werden die Gewichte der einzelnen Werkzeughalter und ihrer Führungsmittel
ausgeglichen. Das geschieht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auf hydraulischem
Wege. Zu diesem Zweck sind diejenigen Bohrungen k bis k3 durch einen Kanal l verbunden,
deren Gesamtvolumen infolge entsprechender Phasenverschiebung in der Aufundabbewegung
der Zapfen m bis zn3 unverändert bleibt. Handelt es sich z. B. um eine vierfach
gekröpfte Kurbelwelle mit um 18o° versetzten Kurbeln, wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel,
dann. werden die Bohrungen k und k1 verbunden, da sich in ihnen die Zapfen m und
ml genau gegenläufig bewegen. Ebenso werden die Bohrungen k2 und k3 verbunden. Die
miteinander verbundenen Bohrungen sind mit Drucköl gefüllt, das den erstrebten Gewichtsausgleich
herbeiführt.
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Der Schlitten i trägt ferner noch in der Quermittelebene einen Bock
zur Aufnahme eines Stahlhalters x. Der Stahl dieses Halters x dient zur Bearbeitung
des mittleren Wellenlagerzapfens der Kurbelwelle. Da dieser Zapfen keine Kreisbewegung
ausführt, ist der Stahl unmittelbar am Schlitten i statt an einem kreisenden Werkzeugträger
angebracht.
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Im Betrieb erfährt der Schlitten i zunächst einen der Zustellung der
Stähle s1 und s3 dienenden Vorschub nach links, beispielsweise auf hydraulischem
Wege durch Drucköl oder Preßluft, die durch Leitungen j, j1 (Fig. i und 2) zugeführt
werden kann. Es werden dann die Kurbelzapfen u abgedreht. Ist diese Arbeit beendet,
so wird der Schlitten i in der entgegengesetztenRichtung verschoben. Dabei werden
gleichzeitig die Stähle s1 und s3 zurückgezogen und die Stähle s und s2 angestellt,
welche die Wangen bearbeiten.
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Es können also die Kurbelzapfen, Lagerzapfen und Wangen zweier Kurbelwellen
ohne Umspannen derselben in denkbar kürzester Zeit bearbeitet werden.