DE944468C - Vorrichtung zum Steuern der Werkzeugbeistellung bei der Herstellung von Kolbenringen od. dgl. mittels Kopierschablonen - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung- von Kolbenringen im Kopierverfahren die Abweichungen eines unrunden Kolbenringumfanges von einem Grundkreis in eine Radial- und eine Tangentialverschiebung aufzuteilen. Die beiden Verschiebungen werden dabei auf je einen Nocken kopiert und beim Abtasten dieser Nocken mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des Drehstahles zusammengefaßt. Zui diesem Zweck werden in spanabhebende Werkzeugmaschinen Heberübersetzungen und Planetenradgetriebe eingebaut, die eine genaue Bearbeitung voraussetzen. Auf diese Weise ist es möglich, Kolbenringe von verschiedener Spreizung mit gleicher Radialdmckcharakteristilc herzustellen; allerdings muß 'man in jede Maschine zum Herstellen von Kolbenringen eine Addiervorrichtung der besagten Art einbauen.

Die bisher bekannten scheibenförmigen Kopierschablonen verkörpern radial auf. ihirem Außenumfang nur je eine Unrundform. Bei der Her- so Stellung von Kolbenringen sind aber zur Berücksichtigung verschiedener Faktoren, z. B. verschiedener Werkstoffeigenschaften, eine Vielzahl von Unruindkurven erforderlich, die wahlweise in Benutzung genommen werden können. Daraus ergibt sich, daß ein großes Lager von untereinander nur wenig verschiedenen Schablonen für die Herstellung von Unrundkolbenringen erforderlich ist.

Es sind auch bereits Unrunddrehbänke für - die Herstellung von Kolbenringen bekannt, bei denen in die Abtastvorrichtung der Kopierschablone eine veränderliche Übersetzung in Form eines Doppelhebeis mit verstellbarem Lagerpuinkt eingebaut ist. Bei einer solchen Vorrichtung können zwar unter Verwendung einer Schablone Ringe verschiedenen Durchmessers mit geometrisch ähnlichen Formen hergestellt werden; jedoch: ist es nicht möglich, ίο Ringe mit verschiedener Charakteristik der Spannungsverteilung herzustellen oder verschiedene Werkstoffeigenschaften bei der Herstellung von Ringen gleicher Charakteristik zu berücksichtigen. Zu .diesem Zweck müssen auch hier verschiedene Schablonen auf Lager gehalten werden, um im Bedarfsfall gegeneinander ausgewechselt zu werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Lagerhaltung von 'Schablonen zu vermeiden und so .die Bedienung der bei der Herstellung der Kolbenringe benutzten Kopier -Werkzeugmaschine zu vereinfachen. Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum 'Steuern der Werkzeugbeistellung.bed der Herstellung von Kolbenringen od. dgl. mittels einer umlaufenden, auf'einen Taster einwirkenden Kopierschablone. Die erwähnte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kopierschablone eine Vielzahl von zwischen den Formen zweier Grenzunrundkuirven liegenden Zwi-r schenfarmien darstellt, die sich je aus den Schnittpunkten der Verbindungslinien aller winkelgleich Hegenden Umfangspunkte der beiden koaxial' gelagerten Grenzunrumdkurven mit -der in der jeweiligen Stellung des Tasters senkrecht zur Drehachse der Grmzunrundkurven gelegten 'Schnittebene ergeben, und daß. der Taster auf eine beliebige Radialebene der Kopierschablone durch Verschieben parallel zur Umlaufachse der Schablone einstellbar ist.

Die Erfindung sieht also vor, für die Herstellung von Kolbenringen mit ungleichmäßigem, gegebenenfalls auch mit gleichmäßigem Radialdruck in spanabhebende Werkzeugmaschinen. eine oder mehrere Kopierschablonen einzubauen, deren Außenumfang über seine axiale Höhe mehrere Unrundfoirmen nebeneinander verkörpert, also im Gegensatz zu; den bekannten Schablonen in axialer ■ Richtung nicht zylindrisch ist. Dadurch, wird es möglich, nicht nur für verschiedene Größen oder verschieden unrande Formen nur eine einzige Schablone zu verwenden, sondern man kann auch vor und während jeder Auflage einer Kolbenringserie den Materialsichwankungein des Gußeisens durch neues Einstellen der Abtastvorrichtung entsprechen.

Im allgemeinen verkörpert eine Schablone gemäß der Erfindung die Formen von Kolbenringen einer bestimmten Raddaldrudtverteilung und ungleicher Spreizung, wobei der einzelne Kolbenring ungleichmäßigen Radialdruck aufweisen kann. Dadurch kann man sich den Ungleichmäßigkeiten im Guß des Werkstückes und der Spannungsabhängigkeit _ des Elastizitätsmoduls bei Gußeisen anpassen, die die .ungleiche 'Spreizung, d. h. die verschiedene Entfernung der Stoßenden voneinander bei freiliegendem Ring, hervorrufen. So lassen sich damit auch bei Abweichungen des Ringquerschnitts von der Grundform, z. B. bei sogenannten Nasenringen oder Ölschlitzringen, verschiedene Tangentialkraftwerte verwirklichen.

Es ist auch möglich, daß eine weitere Kopierschablone .die Formen von Kolbenringen gleicher Spreizung und gleicher Charakteristik der Radialdruckverteilung bei verschiedenen ■ Ungleichförmigkeitsgradea derselben, also bei mehr oder minder starken,. Abweichungen des gewünschten Radialdrucks an einzelnen Ringstellen' von dem Durchsichnittsdruick, in sich· vereinigt. Hat man die richtige Raddaldruckcharakteristik für den Kolben- · ring, so ist es bei den !einzelnen Motortypen von Wichtigkeit, .daß der Ungleichförmigkeitsgrad der Raddaldruckcharakteristik den Eigenheifcen des Motors angepaßt wenden kann, was durch die Erfindung möglich ist. Ferner kann eine Kopierschablone .die Form von Kolbenringen gleicher Spreizung und verschiedener Radialdnuickverteilungen in sich vereinigen.

Für .die Herstellung von Kolbenringen wird es vorteilhaft sein, je eine .der erfindungsgemäßen Schablonen in beliebiger Kombination zu verwenden. Beispielsweise ist es möglich, J^ tia& Schablone für verschiedene Radialdruckcharakteristiken und für verschieden stark gekrümmte, aber in ihirer Charakteristik (Lage der Hoch- und Tiefpunkte) gleiche Radialdruckverteilungen zu verwenden. In die Kopiermaschine werden· am besten alle drei Kopierschablonen eingebaut, so daß, zeitraubende Montagearbeiten für das Wechseln der Schablonen entfallen und entsprechend den jeweiligen Erfordernissen lediglich eine Kopierschablone abgetastet *~ werden kann. Die Schablonen sind dabei zweckmäßigerweise ■ auf einem Nebensupport der Werkzeugmaschine, z. B. einer Dreh- und Bohrbank, angebracht, der zu dem Hauptsiupport relativ nach linearen oder nichtlinearen Skalen, die den Ringfedergesetzen entsprechen, verschoben werden kann. Der Hauptsupport trägt dabei den Stahlhalter sowie einen zur Abtastung der Schablonen dienenden Hebel.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Schablonenkörpern der neuen Form. Gemäß der Erfindung ist ein Werkzeug zum Bearbeiten eines zwischen zwei Grenzkurvenscheiben 'eingespannten,, in senkrecht zur Achsrichtung geradlinig verschiebbaren Pendellagern drehbar gelagerten Rohlings zwischen Widerlagern, auf denen sich die Grenzkurvenscheiben radial abstützen, auf derjenigen Geraden verschiebbar, die die Auflagepunkte der Grenzkurvenscheiben auf den Widerlagern verbindet. Zwei die beiden Grenzgrößen der herzustellenden Schablone verkörpernde, sich gegen feste Widerlager abstützende Nockenscheiben schwenken also ihre gemeinsame Welle mit dem zwischen ihnen aufgespannten Rohling um die Differenz der Grenzgrößen. Als »Grenzgröße« wird die Größe der Schablone bezeichnet, die axial der Stirnfläche der Schablone am nächsten kommt, wobei die Differenz

durch den Größenunterschied zwischen den beiden Grenzgrößen entsteht. Bei der Bearbeitung des Rohlings wird es erfof derlich, daß die beiden die Grenzgrößen verkörpernden Nocken Unter- bzw. Übermaße erhalten, da man nicht die volle Größe jedes Nockens ausnutzen kann.

Um möglichst wenig Reibung während der Bearbeitung des Rohlings zu haben und um die Pendelbewegungen der Nockenwelle aufnehmen ίο zu können, sind die Widerlager zweckmäßigerweise als drehbare Rollen ausgebildet. Der Rohling kann zwischen den beiden Nocken durch Schrauben, Keile od. dgl. befestigt sein, ohne daß eine Welle hindurchgeführt ist. Denkbar ist es natürlich auch, an Stelle einer kontinuierlichen Schablone nur mit den beiden Grenznocken unmittelbar bei der Kolbenringherstellung zu arbeiten und die entsprechenden Koordinatenwerte direkt von der die Grenznocken tragenden Welle abzutasten. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Kopierschablonen wird es möglich, während der Bearbeitung von Kolbenringen mit gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Radialdruckverteilung immer die gewünschten 'Spreizungen bzw. Radialdruckverteilungen oder Ungleichförmigkeitsgrade der Radialdruckvertealung zu bestimmen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert, und zwar zeigt Fig. ι drei erfindungsgemäße Kopierschablonen auf einer Welle angeordnet,

Fig. 2 die Einrichtung zur Herstellung einer ■ eirfindungsgemäßen Schablone,.

Fig·. 3 die Ausbildung des Festlagers der Einrichtung nach Fig. 2 und

Fig. 4 -die Abweichungen der beiden Grenzschablonen von einem Grundkreis.

Auf einem Hauptsupport einer Dreh- oder Bolirbank, der den Stahlhalter sowie eine Abtastrolle 1 trägt, befindet sich ein Nebensupport 2, der gegenüber der Abtastrolle 1 nach linearen oder nichtlinearen, den für Kolbenringe anzuwendenden Federgesetzen entsprechenden Skalen 3, 3', 3" verschoben werden kann. Auf dem Nebensupport 2 sind Kopierschablonen 4, 5, 6 auf einer in Lagerungen 8 drehbaren gemeinsamen Welle 7 befestigt, die mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit umläuft wie die Kolbenringträgerwelle. Jede der Kopierschablonen 4, 5, 6 verkörpert auf ihrem Umfang in axialer Richtung nebeneinander beliebig viele Unrundformen, die nach den zugehörigen Skalen 3, 3', 3" ausgewählt werden können. Es werden z. B. die Unrundformen der Kopierschablone 4 über den Zeiger 9 auf der Skala 3, der Kopierschablone S über den Zeiger 9' auf der Skala 3' uind der Kopierschablone 6 über den Zeiger 9" auf der Skala 3" eingestellt (vgl. Fig. 1).

Die kontinuierlichen Kopierschablonen werden auf der in Fig. 2 schematisch dargestellten Vorrichtung in folgender Weise hergestellt. Zwei Grenznocken 10, 11 begrenzen z.B. den Variationsbereich der Spreizung und werden gegen zwei Widerlagearrolleni2,12' abgestützt, wobei die Anpreßkräfte durch Federn 13, 13' erzeugt werden. Zwischen den beiden Grenznocken 10, 11 ist ein Schablonenrohling¹· r 4 eingespannt. Die Welle 15 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in verschieblicben Pendelrollenlagern 16 gelagert, wobei der Schablonenrohling in Richtung· der Pfeile 17 Schwenkbewegungen im Rahmen der GrenznockendifBerenz ausführt. Während das eine Pendellager in seinen Führungen so geführt ist, daß es nur Verschiebungen senkrecht zur Welle 15 ausführen kann, ist die Führung des anderem Pendellagers so ausgebildet, daß auch .eine axiale Verschiebung des Pendellagers möglich ist.

In der Höhe der Berührungslinien zwischen den beiden Grenznocken 10,11 und Wiederlagerrollen 12, 12' findet die Bearbeitung des Schablonenrohlings 14 mittels Bearbeitungswerkzeugen 18 statt.

In Fig. 4 sind Abweichungen der Grenznocken 10,11 gegenüber 'einem Grundkreis 19 schematisch dargestellt. Die maximale Grenzgrößendifferenz zwischen den Greinznocken 10,11 ist mit α bezeichnet.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum' Steuern der Werkzeugbeistellung bei der Herstellung von Kolbenringen od. dgl. mittels einer umlaufenden, auf einen Taster einwirkenden Kopierschablone, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopierschablone eine Vielzahl von zwischen den Formen zweier GrienzunrundkuTven liegenden Zwischenformen darstellt, die sich je· aus den Schnittpunkten der Verbindungslinien aller winkelgleich liegenden Umfangspunkte der beiden koaxial gelagerten Grienzunrunidkurven mit der in der jeweiligen 'Stellung des Tasters senkrecht zur Drehachse der Grenzunrundkurven gelegten Schnittebene ergieben, und daß der Taster auf eine beliebige Radialebene der Kopierschablone durch Verschieben parallel zur Umlaufachse der Schablone einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopierschablone die Formen von Kolbenringen gleichen Radialdrucks und ungleicher Spreizung verkörpert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopierschablone die Formen von Kolbenringen gleicher Spreizung und gleicher Charakteristik der Radialdruckverteilung mit verschiedenen Ungleichförmigkeitsgraden verkörpert.

4. Vorrichtung· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopierschablone die Formen von Kolbenringen gleicher Spreizung und verschiedener Radialdruckvierteilung verkörpert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzieichinet, daß je eine Kopierschablone nach den Ansprüchen 2 bis 4 vorgesehen ist und die Bewegung 'des Werkzeuges wahlweise durch jede dieser Schablonen steuerbar ist.

6. Vorrichtung zum Herstellen von Kopier-Schablonen für eine Vorrichtung nach An-

Spruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug· (18) zum Bearbeiten eines zwischen zwei Grenzfcuirvenscheibein (io, ii) eingespannten, in verschiebbaren Pendellagern. (16) drehbar gelagerten. Rohlings (14) zwischen Widerlagern (12, 12'), a-uf denen sich die Grenzkurvehscheiben (10,11) radial abstützen, auf derjenigen Geradien verschiebbar ist, die die Auflagepunkte der 'Grenzkurvenscheiben (10, 1 r) auf den Widerlagern (12, 12') verbindet.

Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 906 842; belgische Patentschrift Nr. 504 564.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

© 609 531 6.56