-
Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von einzelnen, in Laufrädern einsetzbaren
Schaufeln von Kreiselmaschinen Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum
Bearbeiten von einzelnen, in Laufrädern einsetzbaren Schaufeln von Kreiselmaschinen
nach Schablonen, wobei die Schaufel und Schablone derart auf dem Maschinenbett angeordnet
sind, daß sie um in ihrer Längsrichtung verlaufende, parallel zueinander stehende
Achsen, die angenähert durch den Krümmungsmittelpunkt der zu bearbeitenden bzw.
abzutastenden Flächen führen, drehbar sind. Bei diesen bekannten Maschinen laufen
die Schaufeln und die Schablone dauernd um. Nach einem noch nicht zum Stand der
Technik gehörenden Vorschlag sind dabei Träger für Werkzeug und Taster parallel
zueinander in einem Führungskörper verschiebbar, der für den Vorschub in Richtung
der Schaufelachse um eine die Bearbeitungsumlaufachsen des Werkstückes und der Schablone
kreuzende Achse schwenkbar ist. Auch bei diesen Maschinen laufen bei der Bearbeitungsoperation
sowohl die Kopierschablonen als auch das Werkstück um parallel zueinander angeordnete
Achsen um. Bei einer solchen Konstruktion werden durch zwei Kopieraggregate gleichzeitig
die Außenform und die Innenform der Schaufeln bearbeitet; dabei sind die Schablonen
der zu bearbeitenden Schaufel geometrisch ähnlich vergrößert
ausgebildet,
und zwischen dem Tasterschlitten und dem Werkzeugschlitten sind mechanische Übertragungsorgane
vorgesehen.
-
Bei dieser Konstruktion mit umlaufenden Schablonen und umlaufendem
Werkzeug muß jeweils beim Durchlaufen der Schablone bzw. der Schaufel das Innenkopieraggregat
mit dem Taster und dem Werkzeug um eine große Distanz zurückbewegt werden. Dies
wirkt sich sehr nachteilig auf die Bearbeitungsgeschwindigkeit aus, weil den Verschiebegeschwindigkeiten
der je einen Taster und je ein Werkzeug tragenden Schlitten Grenzen gesetzt sind.
-
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine weist diese Nachteile nicht
auf; sie ist gekennzeichnet durch Einrichtungen zum pendelnden Antrieb der Schaufel
und Schablone während der Bearbeitung und zum Abheben des Werkzeuges vom Werkstück
während der rückläufigen Pendelbewegung der Schaufel.
-
Das Bearbeiten eines Werkstückes bei pendelnder Drehbewegung um seine
Achse ist an sich z. B. bei der Herstellung von Schiffspropellern bekannt, wobei
sich aus der Pendel- und gleichzeitiger axialer Bewegung die Steigung der Propellerfläche
ergibt.
-
Die Zeichnung Fig. i bis 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in Draufsicht.
-
Mit I ist die Schaufel bezeichnet, beispielsweise eine Schaufel einer
Gasturbine. Die Schaufel i dreht sich um die Achse 2, welche im Maschinenständer
3 gelagert ist. Die Achsen 4 und 5 sind ebenfalls im Maschinenständer 3 gelagert;
sie sind parallel zur Achse :2 angeordnet. Mit der Achse 4 dreht sich eine Schablone
6, nach welcher die Außenform der Schaufel i kopiert wird. Mit der Achse 5 dreht
sich eine Schablone 7, nach welcher die Innenform der Schaufel i kopiert wird. Eine
Zahnstange 8 kämmt gleichzeitig mit dem auf der Achse 4 befestigten Zahnrad 9 und
dem auf der Achse 2 befestigten Zahnrad io sowie dem auf der Achse 5 befestigten
Zahnrad i i. Es sind Druckrollen i2, 13, 14 angeordnet, um die Zahnstange 8 zu führen.
Eine Feder 15 preßt die Rolle 16 gegen die Kurvenscheibe 17, welche um eine exzentrische
Achse 18 drehbar angeordnet ist.
-
Ein Führungskörper i9 ist um die Achse 2o schwenkbar. Die Schwenkachse
2o ist in den beiden Lagerkörpern 2i gelagert. Im Führungskörper i9 sind der Werkzeugschlitten
22 und der Tasterschlitten 23 gelagert. Der Tasterschlitten 23 ist mit einer Rolle
24 versehen, welche längs der Schablone 6 gleitet. Eine Zahnstange 25, mit dem Tastenschlitten
23 fest verbunden, greift in das Zahnrad 26 ein. Das Zahnrad 26 ist mit der Welle
27 fest verbunden und damit auch gekuppelt mit dem Zahnrad 28, welches ebenfalls
mit der Welle 27 fest verbunden ist. Das Zahnrad 28 greift in die Zahnstange 29
ein, welche mit dem Werkzeugschlitten 22 fest verbunden ist. Der Werkzeugschlitten
22 trägt an seinem vorderen Ende ein Werkzeug 3o, beispielsweise einen Hobelstahl.
Der Durchmesser der Zahnräder 26 und 28 entspricht dem Größenverhältnis der Schablone
6 zur Schaufel i. Ein Schneckenradgetriebe 31 ist am Ende der Welle 2o angeordnet
und dient dem Antrieb der Verschwenkung des Führungskörpers i9.
-
Ein zweiter Führungskörper 32 ist auf der entgegengesetzten Seite
der Achse 2 parallelachsig zum Führungskörper i9 angeordnet. Der Führungskörper
32 ist um die Achse 33 schwenkbar. Die Schwenkachse 33 ist in den Lagerkörpern 34
gelagert. Im Führungskörper 32 sind ein Werkzeugschlitten 35 und ein Tasterschlitten
36 gelagert. Im Tasterschlitten 36 ist ein Kolben 38 mit einem Schaft 39 und einer
Rolle 37 geführt, und eine Feder 4o preßt den Kolben 38 gegen den Anschlag 41. Eine
Zahnstange 42, mit dem Tasterschlitten 36 fest verbunden, greift in das Zahnrad
43 ein. Das Zahnrad 43 ist mit der Welle 44 fest verbunden. Auf der Welle 44 sitzt,
ebenfalls fest verbunden mit derselben, ein Zahnrad 45, ,welches in die Zahnstange
46 eingreift. Die Zahnstange 46 ist mit dem Werkzeugschlitten 35 fest verbunden.
Der Werkzeugschlitten 35 trägt an seinem vorderen Ende ein Werkzeug 47, beispielsweise
einen Hobelstahl. Ein Schneckenradgetriebe 48 ist am Ende der Welle 33 angeordnet;
dasselbe dient dem Antrieb der Verschwenkung des Führungskörpers 32.
-
Eine Pumpe 6o fördert C51 in die beiden Druckleitungen 49 und 5o.
Die Druckleitung 49 ist über einen Schlauch 51 mit dem Zylinder 52 verbunden. In
den Zylinder 52 ragt der Kolben 53, welcher auf der äußeren Seite des Werkzeugschlittens
22 angesetzt ist. Die Druckleitung 5o ist über einen Schlauch 54 mit dem Zylinder
55 verbunden. Ein Kolben 56 ragt in den Zylinder 55. Der Kolben 56 ist am äußeren
Ende des Werkzeugschlittens 35 befestigt. Ein Druckregulierventil 57 regelt den
Druck in den beiden Druckleitungen 49 und 5o. Mit der Achse 18 gekuppelt ist ein
Hahn 58 angeordnet. Eine veränderliche Blende 59 ist zwischen die Druckleitung 5o
und den Hahn 58 eingeschaltet.
-
Die Wirkungsweise des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
ist die folgende: Nach dem Einspannen der Schablonen 6 und 7 werden die Führungskörper
i9 und 32 durch die Getriebe 31 und 48 in die Anfangsstellung für die Bearbeitung
eingestellt. Die Pumpe 6o wird eingeschaltet und fördert C51 in die Druckleitungen
49 und 5o, auf konstantem Druck gehalten durch das Druckregulierventil 57. Ein in
der Zeichnung nicht dargestellter Motor treibt über ein Getriebe die Achse 18 mit
der Kurvenscheibe 17 an. Die Kurvenscheibe 17 preßt bei jeder Umdrehung die Rolle
16 mit der Zahnstange 8 gegen die Feder 15 und erzeugt eine hin- und hergehende
Bewegung der Zahnstange B. Diese Bewegung erzeugt ihrerseits Schwenkbewegungen der
Achsen 2, 4 und 5. Dadurch werden sowohl die Schablonen 6 und 7 wie auch die Schaufel
i während der Bearbeitung um in ihrer Längsrichtung verlaufende parallele Achsen
pendelnd vor- und rückwärts verschwenkt. Synchron mit der Drehbewegung der Kurvenscheibe
17 und damit auch mit den Schwenk-
Bewegungen der Schablonen 6 und
7 und der Schaufel i öffnet und schließt der Hahn 58 eine Druckablaßöffnung aus
der Druckleitung 5o hinter der Blende 59. Auf diese Weise werden Druckstöße in den
Zylindern 52 und 55 erzeugt. Während der Verscliwenkbewegung der Schaufel i im Vorlauf
werden dadurch die Werkzeugschlitten 22 und 35 und damit über die Wellen 27 und
_44 die Tasterschlitten 23 und 36 gegen die Schablonen 6 bzw. 7 hin verschoben.
Da, die, vom Druckmittel auf die Kolben 53 bzw. 56 ausgeübte Kraft größer ist als
die Kraft der Federn 4o auf die Kolben 38, so verschieben sich die Tasterschieber
23 bzw. 36 so weit nach links bzw. nach rechts, bis die Kolbenstangen 39 mit ihren
Enden an den Tasterschlitten 23 bzw. 36 anstehen. Diese Endstellungen der Tasterschlitten
23 bzw. 36 bestimmen die Zustelltiefe der auf den Werkzeugschlitten 22 bzw. 35 angeordneten
Werkzeuge 3o bzw. 47 in Bezug auf die zu bearbeitende Schaufel i. Nach Beendigung
des Vorlaufs der Schaufel i, d. h. nach Beendigung einer Spanabnahme, wird der Druck
in den Zylindern 52 und 55 während des Rücklaufs der Schaufel i abgesenkt. Die Feder
40 vermag nun den Druck des Zylinders 55 zu überwinden und verursacht ein Abheben
des Hobelstahls 47 von der Schaufel i während des Rücklaufs. In gleicher Weise wird
auch der Druck im Zylinder 52 abgesenkt und dadurch eine Abhebung des Hobelstahls
30 von. der Schaufel i bewirkt. In der vorbeschriebenen Art und Weise wird
gezeigt, wie das Abheben der Werkzeuge 30 und 47 von der Schaufel i durch
hydrauliche Mittel erfolgt. Die Abhebung der Werkzeuge kann auch durch mechanische,
pneumatische oder - elektrische Mittel erfolgen. Durch absatzweises Schwenken der
Führungskörper i9 und 32 mittels der Getriebe 31
und 48 und gleichzeitige
pendelnde Vor- und Rückwärtsbewegungen der Schablonen 6 und 7 und der Schaufel i
erfolgt die Bearbeitung der Schaufel i gleichzeitig auf der Innen- und" Außenseite
vom Schaufelfuß bis zum Schaufelkopf oder in umgekehrter Richtung. fein von Kreiselmaschinen
nach Schablonen, wobei die Schaufel und Schablone derart auf dem Maschinenbett angeordnet
sind, daß sie um in ihrer Längsrichtung verlaufende, parallel zueinander stehende
Achsen, die angenähert durch den Krümmungsmittelpunkt der zu bearbeitenden bzw.
abzutastenden Flächen führen, drehbar sind, und daß Träger für Werkzeug und Taster
parallel zueinander in einem Führungskörper verschiebbar sind, der für den Vorschub
in Richtung der Schaufelachse um eine die Bearbeitungsumlaufachsen des Werkstückes
und der Schablone kreuzende Achse schwenkbar ist, gekennzeichnet durch Einrichtungen
zum pendelnden Antrieb der Schaufel (i)- und Schablone (6,7) während der
Bearbeitung und zum Abheben des Werkzeuges (30 bzw. 47) vom Werkstück (i) während
der rückläufigen Pendelbewegung.
-
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für
das Abheben des Werkzeuges vom Werkstück die Tasterrolie (24, 37) in dem eigentlichen
Taster (23, 36) gegen den Druck einer Feder (4o) zwischea zwei Endlagen durch im
Takte der Pendel-Bewegungen gesteuerten Flüssigkeitsdruck hin und her verschiebbar
ist.
-
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die
Außenform und die Innenform der Schaufel (i) gleichzeitig durch zwei aus Taster-
(23, 36) und Werkzeugschlitten (22, 35) bestehenden Aggregaten bearbeitet wird.
-
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schablone (6, 7) dem bearbeiteten Werkstück (r) geometrisch ähnlich vergrößert ausgebildet
ist.
-
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine
mechanische Übertragungsvorrichtung (25, 26, 27, 28, 29 bzw. 42, 43, 44, 45, 46)
zwischen Taster (23, 36) und Werkzeugschlitten (2:2,35) angeordnet ist.