DE931082C - Maschine zum Herstellen der genauen Form der Oberflaeche eines Teiles eines Flugzeugfluegels - Google Patents

Description

Es kann als wahrscheinlich angesehen werden, daß ein spitz zulaufender Flugzeugflügel mit geraden in der gleichen Ebene liegenden Vorder- und Hinterkanten in Zukunft aus aufgeteilten Holmgurten hergestellt wird, die mit Stringern aus einem Stück bestehen und die im Strangpreß- oder einem mechanischen Bearbeitungsverfahren hergestellt werden. Die äußere Oberfläche jedes dieser Holmgurte bildet einen sich über die ganze Spannweite erstreckenden Abschnitt des Flügelprofils. Es ist deshalb nötig, die Holmgurte mit einer dem genauen Profil entsprechenden glatt bearbeiteten Oberfläche zu versehen.

Das Hauptziel der Erfindung ist eine Maschine, die dieser Forderung genügt und die darüber hinaus mit einer relativ höhen Geschwindigkeit arbeitet. In diesem Zusammenhang soll erwähnt werden, daß die Anwendung eines Schneidwerkzeuges mit Kugelkopf, der durch ein Holzmodell der zu schneidenden Oberfläche gesteuert wird, bekannt ist. Ein Schneidwerkzeug mit Kugelkopf ergibt jedoch keine glatte Oberfläche und kann nur bei sehr niedriger Geschwindigkeit das überschüssige Metall oder sonstige Material, aus dem dieser Tragflächenabschnitt hergestellt wird, entfernen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine, die der Oberfläche eines Teiles eines spitz zulaufenden Flügels, der sich über die ganze Spannweite erstreckt, im folgenden kurz Holmgurtteil

genannt, sorgfältig die richtige Fprm .gibt. Dieser Teil liegt zwischen den die Vorder- bzw. Hinterkante bildenden Abschnitten des Flügels. In der Maschine wird dieser Teil von einem Tisch oder einem sonstigen Gestell getragen, der über dem festen Sockel um eine Achse beweglich ist, die rechtwinklig zu der Ebene des Flügels, in der sich die Vorder- und Hinterkante befinden, liegt (angenommen, daß sich der Holmgurtteil an seiner ίο richtigen Stelle im Flügel befände) und die durch den Schnittpunkt der beiden Linien entlang der Vorder- bzw. Hinterkante des Flügels hindurchgeht (bei der obenerwähnten Annahme). Die Bearbeitung wird mit einem zylindrischen sich drehenden Schneidwerkzeug, etwa einem Fräser, vorgenommen, das in Richtung der Flügelsehne schneidet und zusammen mit seinem Schlitten und einem zugehörigen Support in einer Ebene beweglich ist, die rechtwinklig zu der genannten Ebene des Flügels liegt. Die Schnittlinie liegt hierbei in jedem Augenblick auf den geraden Erzeugenden, die entsprechende Punkte des Profils des Holmgurtteiles an verschiedenen Stellen längs des sich in Achsrichtung des Flügels erstreckenden Teiles in sich vereinigen und die so konvergieren, daß sie die genannte Achse schneiden. Die Bewegungen des Fräsers werden in Abhängigkeit von dem gewünschten Profil durch Kurvenlineale, die zwischen dem beweglichen Tisch und dem Support liegen, gesteuert.

Die erfindungsgemäße Maschine ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigt

Fig. ι eine Schnittansicht eines spitz zulaufenden Flugzeugflügels mit einem Holmgurtteil, der mit einem zylindrischen rotierenden Schneidwerkzeug zu bearbeiten ist,

Fig. 2 eine Draufsicht, hauptsächlich des beweglichen Tisches, der den zu bearbeitenden HoImgurtteil trägt; der Fräser und der zugehörige Support sind zur besseren Übersicht weggelassen, Fig. 3 eine Seitenansicht, in der Teile des feststehenden Sockels der Maschine zu sehen sind, die in Fig. 2 weggelassen sind, sowie der Support für den Zylinderfräser,

Fig. 4 eine Ansicht einer anderen Seite, die rechtwinklig zu der in Fig. 3 liegt;, sie stellt eine Abänderung dar, bei der das Gewicht des Fräsersupports und des Fräsers zum Teil von Hilfsvorrichtungen aufgenommen wird, Fig. 5 ein Schaltschema der in Fig. 4 dargestellten Hilfsvorrichtung.

Zur Erläuterung sei gesagt, daß der. normale spitz zulaufende Flugzeugflügel ein Wurzel- und ein Endprofil mit geraden Erzeugenden einschließt, die die übereinstimmenden Punkte der Flügelsehne auf jedem Querschnitt zwischen dem Wurzel- und dem Endprofil verbinden. Daraus ergibt sich, daß, wenn der Holmgurtteil 11 (zwischen den Linien 12 und 13 in Fig. 1) mit einem zylindrischen Fräser bearbeitet werden soll, die Schnittlinie jederzeit auf diesen Erzeugenden des Profils liegen muß. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Flügelstringer 16 mit der Innenseite des Teiles 11 fest verbunden.

Wenn die Vorder- und Hinterkanten 17 und 18 des Flügels über das Endprofil hinaus verlängert wurden, würden sie sich schließlich im Punkt 19 (Fig. 2) schneiden. Bei Flügeln mit einem konstanten Verhältnis von Flügeldicke zur Flügelsehne werden alle Profilerzeugenden durch diesen Punkt gehen. Sollte dieses Verhältnis Flügeldicke zur Flügelsehne nicht konstant sein, werden die Erzeugenden eine Linie schneiden, die rechtwinklig zur Ebene des Flügels liegt und durch den Schnittpunkt der Verlängerungen seiner Vorder- und Hinterkante geht..

Gemäß der Erfindung muß der Flügel (d. h. der Holmgurtteil 11, dessen Oberfläche sorgfältig zu bearbeiten ist) so bewegt werden, daß der Fräser an der Stelle, an der er den Teil 11 berührt, jederzeit parallel zu den Erzeugenden liegt.

Der Holmgurtteil 11 wird in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise mit Klammern (nicht gezeigt), auf einem Tisch oder einem sonstigen Gestell 21 befestigt, der im Winkel horizontal über einem festen Sockel 22 beweglich ist. Die Winkelbewegung findet um die Achse durch den Schnittpunkt der Verlängerungen der Vorder- und Hinterkante des Flügels (d.h. den Punkt 19), die rechtwinklig zur Flügelebene liegen, statt. In der Praxis wird der Punkt 19 außerhalb der Maschine liegen, die den Sockel und den Tisch aufweist. Die Winkelbewegung kann beispielsweise durch parallele horizontale Schraubenspindeln 23, 24 bewirkt werden, die bei 25, 25 in dem festen Sockel axial unbeweglich gelagert sind und die nicht drehbare Muttern'26 mit Armen 27 unterschiedlich antreiben, die in Nuten auf den inneren und äußeren radialen Rändern (bezogen auf den Punkt 19) des beweglichen Tisches 21 eingreifen. Die Schraubenspindeln sind mit einer endlosen Kette 29 verbunden dargestellt, die auf Kettenrädern 30 läuft. Diese Räder 30 sind vorzugsweise so abgestimmt, daß sie das gewünschte Übersetzungsverhältnis des unterschiedlichen Antriebes ergeben. Wie dargestellt, können die Schraubenspindeln in ihren Steigungen aber auch Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen besitzen, die das gewünschte Verhältnis ergeben. Eine der Schraubenspindeln kann von einem Elektromotor 32 mit einer Steuerung 33 angetrieben werden.

Die radiale Festlegung des Tisches relativ zum Punkt 19 erfolgt mit Hilfe von Rollen 35 (Fig. 2), die, auf dem festen Sockel angebracht, in Nuten 36 in dem beweglichen Tisch 21 eingreifen, die auf Kreisbogen um die Bewegungsachse, d. h. den Punkt 19, liegen. Zweckmäßig sind diese Nuten 36 in auswechselbaren Elementen vorzusehen, so daß diese entsprechend den Erfordernissen ausgewechselt werden können.

Ein Schlitten 37 für den Fräser sitzt gleitend auf dem Support, der als Träger 38 parallel zur Fräserachse dargestellt ist. Die Enden dieses Trägers sind gleitend in senkrechten Nuten in den Ständern 40 des festen Sockels geführt (nur bei 39 in Fig. 4 gezeigt). Axial wird der Träger mit Hilfe ias der auf dem Träger sitzenden Rolle 41 festgelegt,

die in einer Nut 42 in einem der Ständer 40 läuft.

Der Träger trägt weiter in der Nähe des inneren und äußeren radialen Endes des Holmgurtteiles Rollen 43, die mit Kurvenlinealen im Eingriff stehen. Die Kurvenlineale befinden sich auf dem beweglichen Tisch 21 und entsprechen in ihrer Form dem gewünschten Profil der Oberfläche des Holmgurtteiles in Richtung der Flügelsehne.

In der Zeichnung ist der Fräserschlitten mit aufgesetztem Elektromotor dargestellt, der den Fräser über eine biegsame Welle antreibt. Der Schlitten kann entlang dem Träger 38 mit einer Schraubenspindel 49 verschoben werden, die über ein Gewinde mit dem Schlitten im Eingriff steht und axial in den Lagerböcken 51 des Trägers festgelegt ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, ragt ein Ende der Schraubenspindel 49 durch einen der Ständer 40 hindurch und trägt an seinem Ende ein Handrad 53, mit dem die Spindel gedreht werden kann.

Der Fräser soll koaxial mit den Rollen 43 liegen und denselben Durchmesser wie diese haben. Weiter soll die gemeinsame Achse von Fräser und Rollen parallel zur Achse der Vorschubschraubenspindel 49 liegen.

Bei der Bearbeitung eines Holmgurtteiles wird der Fräserschlitten 37 auf dem Träger 38 an die Stelle gebracht, die zuerst bearbeitet werden soll, beispielsweise an das äußere radiale Ende des Werkstückes.

Der bewegliche Tisch 21 wird relativ zum Fräser so eingestellt, daß dieser von einer Vorderoder einer Hinterkante des Holmgurtteiles aus arbeitet (s. Fig. 4). Wenn, das Gestell in einer Richtung um die Achse durch den Punkt 19 geschwenkt worden ist, ist das äußere radiale Ende des Werkstückes in Richtung der Flügelsehne über die ganze Breite sauber bearbeitet, wobei durch das Zusammenwirken der Kurvenflächen 44 und der Rollen 43 der Fräser entsprechend angehoben und gesenkt worden ist. Das bewegliche Gestell 21 kehrt dann in seine Ausgangsstellung zurück (Fig. 4). Danach wird die Schraube 49 gedreht und der Fräserschlitten 37 damit in bezug auf den Punkt 19 entsprechend radial nach innen vorgeschoben, worauf dann ein weiterer Streifen in gleicher Weise bearbeitet werden kann. So wird dann fortgefahren, bis die ganze Oberfläche des Holmgurtteiles sorgfältig bearbeitet ist.

Bei der Abwandlung nach Fig. 4 und 5 bezeichnet 21 wieder den beweglichen Tisch, 22 den festen Sockel, 40 einen der Ständer, 43 eine Rolle auf einem Ende des Trägers 38 für den Fräserschlitten 37 (in diesen Figuren nicht dargestellt) und 44 die mit der Rolle 43 zusammenwirkende Steuerkurve.

Bei dieser Abwandlung wird das Gewicht des Trägers 38, des Fräserschlittens 37 und des Fräsers 15 teilweise von einer Hilfsvorrichtung aufgenommen, die in Abhängigkeit von der axialen Belastung einer der bei 56 angelenkten Vorschubspindeln 56 auf Grund des Steigens der Rolle auf der Kurve betrieben wird, so daß die Kraft, die von der Schraubenspindel gebraucht wird, im wesentlichen gleich ist, ob der Fräser entsprechend dem gewünschten Profil in Richtung der Flügelsehne, das durch die Kurvenscheibe 44 festgelegt ist, steigt oder fällt.

Bei dieser Ausführung ist die Schraubenspindel 56 nicht axial unbeweglich gelagert wie die Schrauben 23 und 24 in Fig. 2, sondern so eingebaut, daß sie an den Enden eine kleine Bewegung ausführen kann. An einem Ende ist ein Hubregler angebracht. Die Hilfsvorrichtung ist als hängender Hebebock 58 ausgebildet. Der Regler besteht aus einem Federwiderlager, das bis zu einer begrenzten Bewegung in beiden Richtungen gegen eine vorgespannte Druckfeder wirkt. Die Bewegung wird über einen Hebel 61 auf ein Druckflußregelventil 62 im Kreislauf der Hebevorrichtung 58 übertragen. Der Kreislauf schließt einen Falltank auf der Rücklaufseite des Regelventils, eine hydraulische Pumpe 65 auf der Auslaufseite des Falltanks und einen hydraulischen Akkumulator 66 zwischen Hydraulikpumpe und der Hebevorrichtung ein, wobei letztere mit dem Regelventil verbunden ist.

Bei Betriebsverhältnissen, bei denen starke Wölbungen auftreten (d. h. etwa wenn der Fräser sich zu Beginn eines Arbeitsganges an einer Längskante des Holmgurtteiles befindet), wird durch die sich daraus ergebene Axialbelastung der Schraube 56 über den Hebel 61 das Steuerventil betätigt und der Hebevorrichtung Drucköl zugeführt und die Vorrichtung durch Aufnahme eines Teiles des auf ihr lastenden Gewichtes unterstützt. Wenn sich die axiale Belastung der Spindel vermindert, bringt die Feder 60 das Regelventil in die geöffnete Stellung zurück (wie in Fig. 5 gezeigt). Auf diese Weise bleibt die Rolle 43 im Eingriff mit dem Kurvenlineal 44.

In der Praxis wird vorzugsweise an beiden Enden des Trägers 38, auf dem der Fräserschlitten hin und her beweglich ist, eine Hebevorrichtung mit angeschlossener Reglereinheit 57 eingebaut.

In der besonderen Form der Reglereinheit 57,. die in Fig. 5 dargestellt ist, endet die. Schraube in einem Flansch 68, der gegen einen benachbarten Flansch 69 stößt. Beide Flansche sind in einem axial beweglichen Drucklager 70 montiert. Der Flansch 69 ist fest mit einer Spindel 72 verbunden, die gleitend durch einen Widerlagerflansch 73 in dem festen Gehäuse 74 hindurchgeht und die an ihrem freien Ende an dem Hebel 61 angelenkt ist. Das freie Ende der Spindel besitzt einen Teil 76 mit größerem Querschnitt, der gegen eine Widerlagerkappe 77 anliegt, durch die die Spindel gleitend hindurchgeht. Die Druckfeder 60 wirkt zwischen der Widerlagerkappe 77 und dem Widerlagerflansch 73. Die Einheit 57 kann auf eine axiale Belastung der Schraube 56 in beiden Riehtungen ansprechen.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Maschine zum Herstellen der genauen Form der Oberfläche eines Teiles eines Flug-

   zeugflügels, der sich über die Spannweite erstreckt und der zwischen den Abschnitten, die die Vorder- und Hinterkante des Flügels bilden, liegt, gekennzeichnet durch einen Tisch (2i)> der über einem festen Sockel (22) um eine zur Ebene des Flügels rechtwinklige Achse (19) bewegt werden kann, die durch den Schnittpunkt der Verlängerung der Vorder- bzw. Hinterkante (17, 18) des Flügels hindurchgeht und auf dem der Flügelteil befestigt ist, weiter durch einen in einer rechtwinklig zur Flügelebene liegenden Ebene beweglichen Support mit einem Schlitten, der ein zylindrisches rotierendes Schneidwerkzeug trägt, etwa einen Fräser (15), das in Richtung der Flügelsehne schneidet, wobei die Schnittlinie in jedem Augenblick auf geraden Erzeugenden liegt, die entsprechende Punkte des Profils an verschiedenen Stellen längs des zu bearbeitenden Teiles

   zo in sich vereinigen und die alle durch die genannte Achse hindurchgehen, ferner durch Kurvenliniale (43, 44), die zwiisehen, dem beweglichen Tisch (21) und dem Support (38) liegen und äie Bewegung des Fräsers steuern.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hilfsvorrichtung, von der das Gewicht des Fräsers (15), des Schlittens (37) und des Supports (38) teilweise aufgenommen wird und die in Abhängigkeit von der axialen Belastung der Vorschubmittel für das bewegliche Gestell (21) betrieben wird.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Tisches

   (21) um seine Achse (19) durch horizontale parallele Schraubenspindeln bewirkt wird, die nicht drehbare Muttern tragen, die mit den inneren und äußeren radialen Kanten des beweglichen Tisches verbunden sind.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindeln (23, 24) in dem festen Sockel (22) axial unbeweglich gelagert sind.
5. 5. Maschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schraubenspindeln (56) in dem Sockel (22) um einen kleinen Betrag verschieblich gelagert ist und daß die Spindel an ihrem einen Ende mit einem Hubregler (57) für die Hilfsvorrichtung (58) zusatnmenwirkt.
6. 6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Support als axial unbeweglicher Träger (38) ausgebildet ist, der parallel zur Achse des Fräsers liegt und der an seinem Ende gleitend in senkrechten Nuten in Ständern (40) auf dem festen Sockel geführt ist.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (38) durch eine auf ihm befestigte Rolle (41), die in einer Nut (42) in einem der Ständer (40) läuft, axial festgelegt ist.
8. 8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (38) am inneren und äußeren radialen Ende des zu bearbeitenden Teiles (11) Rollen (43) trägt, die mit dem Schneidwerkzeug gleichachsig sind und die mit Kurvenlinealen (44) im Eingriff stehen, die auf dem beweglichen Tisch (21) angebracht sind.
9. 9. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsvorrichtung ein hängender Hebebock (58) vorgesehen ist.
10. 10. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (57) ein zweiseitig wirksames Widerlager aufweist, in welchem die Spindel (56) gegen eine vorgespannte Druckfeder (65) axial begrenzt beweglich ist, und daß die Bewegung der Spindel auf ein Durchflußregelventil (62) im Hydraulikkreis der Hebevorrichtung (58) übertragen wird, der weiter einen Falltank (64) auf der Rücklaufseite des Regelventils, eine Hydraulikpumpe (65) auf der Auslaufseite des Falltanks und einen hydraulischen Akkumulator (66) zwischen der Pumpe und der Hebevorrichtung, die ihrerseits mit dem Regelventil verbunden ist, aufweist.

    ir. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Tisch (21) radial auf dem festen Sockel durch angebrachte Rollen (35) festgelegt wird, die in Nuten (36) in dem Tisch eingreifen, die auf Kreisbogen um seine Bewegungsachse (19) liegen.

    Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 308966, 478 148; französische Patentschrift Nr. 998 501; britische Patentschrift Nr. 696 110; USA.-Patentschriften Nr. 2321984, 2424031.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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