DE959781C - Vorrichtung zur Herstellung von Kurvenscheiben - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. MÄRZ 1957

Sch 17680 Ib 149 b

Die Herstellung von Kurvenscheiben erfolgte bisher in der Regel mit Hilfe von Kopierfräsmaschinen. Bei diesen Maschinen ist das Fräswerkzeug elektrisch oder mechanisch, mit einem Tastfinger gekuppelt, der entlang einer, der Kurvenscheibe nachgebildeten Schablone geführt wird und seine Bewegung auf das Fräswerkzeug überträgt.

Mit diesen Kopierfräsmaschinen ist es jedoch ίο nicht möglich! Kurvenscheiben zu fräsen, die sowohl in mathematischer als auch in praktischer Hinsicht als ideal gelten können. Bed genauer Prüfung der hergestellten Kur.venscheiben stellt es sich zumeist heraus, daß die Steigung in einigen Abschnitten, bei konstanter Gesamtsteigung, mehr oder weniger beträchtliche Maxima- und Mdnimapunkte aufweist. Hieraus folgert sich zwangläufig ein zu großer bzw. zu kleiner Vorschub an den Schnittwerkzeugen. Die Vorschubschwankungen überlasten die Werkzeuge und sind vielfach der Grund vor- ao zeitiger Abstumpfung, ja sogar Bruch der empfindlichen Schnittwerkzeuge.

Die vorstehend angeführten Umstände zwingen auf 'die Drehzahl zurückzugehen, welche von den Schnittwerkzeugen noch »angenommen« werden, was as natürlich eine unrationelle Fertigung bedingt.

Es sind nunmehr bereits Vorrichtungen bekanntgeworden, die auf eine normale Fräs-, Schleif- oder sonstige Werkzeugmaschine aufgesetzt werden und dem Werkstück die zur Herstellung einer Kurve erforderliche Dreh- und Vorschubbewegung erteilen.

Diese Vorrichtungen bestehen meistens aus zwei übereinander angeordneten und um 90° zueinander versetzten Schlittenpaaren, wobei einer der Schlitten die Aufspannspindel für das Werkstück trägt. Die Bearbeitung der Kurvenscheibe erfolgt in der Weise, daß die Schlitten zunächst ■entsprechend der herzustellenden Kurve eingestellt werden und dann das gesamte Schlittenaggregat mit dem aufgespannten Werkstück gedreht wird.

Bei ähnlichen Vorrichtungen steht die Aufspannspindel unter Zwischenschaltung eines Wechselrädergetriebes mit der die Schlitten betätigenden Tischspindel im Verbindung, wobei bei einer weiterhin bekanntgewordenen Einrichtung auf dem obersten Schlitten ein verstellbares Schräglineal angebracht ist, das sich gegen einen festen Reitstock abstützt, so daß bei einer Querverschiebung des obersten Schlittens der darunterliegende 'Schlitten, der gleichzeitig die Aufspannspindel trägt, in der Längsrichtung abgelenkt wird.

Schließlich ist es bekannt, Kurven mit gleichbleibender Steigung unter Verwendung einer Hebelübersetzung, die von einem Schräglineal gesteuert wird, herzustellen.

Die vorstehend erwähnten Vorrichtungen müssen entsprechend den herzustellenden Kurven die Wechselräder bzw. Hebel ausgetauscht werden. Ferner muß die gewünschte Steigung auf eine graphische Darstellung übertragen und hiervon der Winkel entnommen werden, der dann auf dem Schräglineal eingestellt wird. Durch die mehrmaligen unvermeidlichen Übertragungsvorgänge werden, abgesehen von den Zeitverlusten, Fehlresultate begünstigt.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde eine, auf eine Werkzeugmaschine aufsetzbare, aus mehreren Schlittenführungen und einer Aufspannspindel für das Werkstück bestehende Vorrichtung zur Herstellung von Kurvenscheiben zu schaffen, bei welcher durch Verschieben eines Schlittens dem Werkstück die erforderliche Dreh- und Vorschubbewegung zwangläufig erteilt wird, wobei ohne Austausch von Wechselrädem oder Hebeln und ohne Anwendung von graphischen Darstellungen sich jede gewünschte arithmetische Steigung stufenlos in einem Arbeitsgang mit Hilfe eines Stellarmes anreißen und bearbeiten läßt.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß ein, auf einem verschwenkbaren Stellarm gelagerter und auf demselben mit Hilfe einer Spindel verschiebbarer Steuerschlitten über einen Drehzapfen od. dgl. mit einem Zwischenschlitten in Verbindung steht, der seinerseits in einem ebenfalls verschiebbaren Arbeitsschlitten geführt wird, wobei die zwangläufigen Führungen und damit die Bewegungsrich'tungen des · Zwischenschlittens und des Arbeitsschlittens in an. sich bekannter Weise aufeinander senkrecht stehen und an dem Arbeitsschlitten eine Aufspannspindel für das Werkstück befestigt ist, die mit einem Ritzel in eine an dem Zwischenschlitten angeordnete Zahnstange eingreift.

Die drei Schlitten sind demnach in Form eines Dreiecks miteinander verbunden. Zwei der Schlitten bilden einen rechten Winkel bzw. die Katheden und der dritte um 180° verschwenkbare Schlitten die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks. Aus dem Vorschub des Arbeitsschlittens resultiert sich die Steigung der zu schneidenden Kurve.

In den Zeichnungen wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. ι zeigt die Vorrichtung im Schaubild, Fig. 2 einen Schnitt durch die einzelnen Schlitten und

Fig. 3 eine sehematische Darstellung der Vorrichtung.

Auf der Fundamentplatte 1 der Vorrichtung ist eine halbkreisförmige Skalenscheibe 2 befestigt, auf der wiederum ein, um einen Bolzen 3 verschwenkbarer Stellann 4 angeordnet ist. Der um 18o° verschwenkbare Stellarm 4 besitzt auf seiner gesamten oberen Länge eine Schwalbenschwanzführung auf der ein Steuerschlitten 5 mit Hilfe einer Spindel 6 bewegt werden kann. Die ,Spindel 6 ist in einem Lagerbock 7 des Stellarmes gelagert und trägt am vorderen Ende ein Handrad 8. Eine in dem Lagerbock angebrachte Stellschraube 9 dient zur Feststellung der Spindel 6.

An dem Steuerschlitten 5 ist ein Zapfen 10 vorgesehen, der in eine Bohrung des Zwischenschlittens 11 hineinragt. Der Zwischenschlitten 11 ist ebenfalls auf der gesamten oberen Länge zur Aufnahme des; Arbeitsschlittens 12 mit einer Schwalbenschwanzführung ausgestattet. Der ArbeitsscHitten ist auf zwei gehärteten Führungswellen 13 bzw. 14 gelagert und besitzt eine mit einem Gewinde versehene Stange 15, auf welcher zwei Anschlagmuttern 16 angeordnet sind. Ferner ist in dem Arbeitsschlitten 12 eine vertikale Aufspannspindel 17 für das Werkstück gelagert, die auf dem einen Ende eine zylindrische Skala 18 und auf dem anderen Ende ein Ritzel 19 trägt, das in eine, an dem Zwischenschlitten 11 angebrachte Zahnstange eingreift. Jede lineare Bewegung des Zwischenschlittens 11 wird in ihrer entsprechenden Größe auf die Aufspannspindel 17 als Drehung übertragen.

Alle bewegten Teile der Vorrichtung sind entweder durch Schwalbenschwanzführungen oder durch Drehzapfen miteinander verbunden, so d;. > die Bewegungen jedes einzelnen. Schlittens kornplementäre Veränderungen der übrigen Teile des Schlittenaggregats bewirkt. Durch eine Verschiebung der Winkelstellung des Stellarmes und durch Drehen der Spindel 6 beschreibt der 'Steuerschlitten die veränderliche Hypotenuse des rechtwinkligen iao Dreiecks. Dies wiederum bewirkt eine Verschiebung der restlichen zwei Schlitten in einer Größeneinheit, welche zu den Winkelproportionen in festem Verhältnis steht. Hierdurch wird die Aufspannspindel 17 durch den Zwischenschlitten 11 in Drehung versetzt, gleichzeitig durch den Arbedtsschlitten 12 ver-

schoben und beschreibt somit eine vollkommene Spirale.

Die Skalenscbeibe 2 dient zur Festlegung¹ der

Steigung der herzustellenden Kurve, während auf der zylindrischen Skala 18 die Länge der Kurve, bezogen auf Radialstrahlen, abgelesen werden kann.

Eine Einstellung des Stellarmes 4 auf dien o-Wert der Skalenscheibe 2 ergibt einen geschlossenen Kreis auf der herzustellenden Kurvenscheibe. Eine Verschiebung des Stellarmes nach rechts oder nach links hat positive bzw. negative Werte zur Folge. Je größer die Winkelstellung des Stellarmes ist, um so kleiner wird die Drehung der Aufspannspindel und um so· größer wird der Vorschub des Arbeitsschlittens.

Obwohl 'es möglich ist, eine Kurve direkt aus einem Rohling herauszuarbeiten, kann eine solche Maßnahme nicht empfohlen werden.

Nachdem der Rohling lediglich in seinem Mittelpunkt gehalten wird, ergibt sich ein beträchtlicher allseitiger Überhang, der wiederum eine gewisse Vibration, insbesondere beim Grobschnitt, zur Folge hat. Aus diesem Grunde ist eine Anreißvorrichtung 21 vorgesehen, mit welcher die Kurven direkt auf der Rohscheibe angerissen werden. Das. überstehende Material kann dann auf die übliche Weise beseitigt und lediglich die Feinbearbeitung auf der Vorrichtung vorgenommen werden.

Über die Herstellung von flachen Kurvenscheiben hinaus gestattet der Apparat auch die Erzeugung von Glockenkurven oder Trommelkurven, d. h. Trommeln, bei denen sich die Kurven an dem Trommelmantel befinden, wozu jedoch eine kleine bauliche Veränderung vorgenommen werden muß, und zwar ist es erforderlich, die vertikale Drehbewegung der Aufspannspindel 17 in 'eine horizontale Drehbewegung umzuwandeln, was beispielsweise mit Hilfe eines Kegelradgetriebes erzielt werden kann. Vorzugsweise befestigt man das eine Kegelrad oberhalb der zylindrischen Skala 18 auf der Aufspannspindel 17 und das zweite Kegelrad auf einer horizontalen Welle 22, die in einem, von dem Arbeitsschlitten 12 abnehmbaren Lagerbock 23 gelagert ist, wie dies in der Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt ist.

Weiterhin ist an der Vorrichtung nach der Erfindung eine Einrichtung zur Feststellung des Stellarmes 4 und eine Einrichtung zur Verschiebung des

So gesamten Sehlittenaggregats vorgesehen.

Die Einrichtung zur Feststellung des Stellarmes besteht aus einem Keil 24, der in einem Längsschlitz den mit einem Kopf versehenen Bolzen 3 des Stellarmes aufnimmt und mit Hilfe einer Schraube 25 zwischen den Bolzenkopf und die Skalenscheibe 2 eingedrückt werden kann.

Um das gesamte Schlittenaggregat verschieben zu können, ist dieses unter Zwischenschaltung einer nicht dargestellten, weiteren Schlittenführung zwisehen Skalenscheibe 2 und Fundamentplatte 1 auf dem Vorrichtungsgestell befestigt. Zur Verschiebung des. Sehlittenaggregats dient hierbei die Schraube 26.

Bei Kurvenscheiben mit Mittelpunktsteilung ermöglicht die Erfindung die Herstellung einer einwandfreien Kurvenscheibe direkt vom Berechnungsblatt weg. Die Erstellung von Musterscheiben sowie das vorherige Aufzeichnen der Kurve entfällt ebenso ■ wie die Verwendung einer in Strahlen aufgeteilten Kurvenscheibe, da diese Unterteilung an der Vorrichtung bereits vorgesehen ist.

Die Vorrichtung, die sich besonders .zur Herstellung von Steuerkurven für Einspindeldrehautomaten eignet, stellt eine in sich geschlossene Konstruktionsemheit dar und kann ohne weiteres auf jede geeignete Fräs-, Stoß-, Schleif-, ja sogar Bohrmaschine montiert werden. Sie wird wie ein Maschinenschraubstock aufgespannt und ist außer ihrer Verschraubung in keiner Weise zusätzlich mit der Werkzeugmas chine gekoppelt. Dies ist besonders darum von großem Vorteil, weil keine Maschine zum Zweck des Kurvenfräsens dauernd blockiert wird.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Auf eine Werkzeugmaschine aufsetzbare, aus mehreren Schlitten und einer Aufspannspindel für das Werkstück bestehende Vorrichtung zur Herstellung von Kurvenscheiben, bei welcher durch Verschieben eines Schlittens dem Werkstück die erforderliche Dreh- und Vorschubbewegung zwangläufig erteilt wird, dadurch !gekennzeichnet, daß ein, auf einem. um i8o° verschwenkbaren Stellarm (4) gelagerter und auf demselben mit Hilfe einer Spindel (6) verschiebbarer Steuierschlitten (5) über einen Drehzapfen (10) od. dgl. mit einem Zwischensehlitten. (11) in Verbindung steht, der seinerseits in einem ebenfalls verschiebbaren Arbeitsschlitten. (12) geführt wird, wobei die zwangläufigen Führungen und damit die Bewegungsrichtungen des Zwischenschlittens (11) und des Arbeitsschlittens (12) in an sich bekannter Weise aufeinander senkrecht stehen und an dem Arbeitsschlitten (12) eine Aufspannspdndel (17) für das Werkstück befestigt ist, die mit einem Ritzel (19) in eine an dem Zwischenschlitten

   (11) angeordnete Zahnstange (20) eingreift.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Kegelradgetriebes od. dgl. die vertikale Drehbewegung ■der Aufspannspindel (17) in eine horizontale Drehbewegung umgewandelt werden kann.

   3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschlitten

   (12) mit einer verstellbaren Anschlagvorrichtung (15, 16) versehen ist.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verschwenk- iao bare Stellarm (4) mit Hilfe eines den Drehzapfen (3) des Stellarmes anziehenden Keils (24) festgestellt werden kann.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Schlittenaggregat mittels einer weiteren 'Schlitten-

   führung innerhalb der Vorrichtung verschoben werden kann.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anreißeinrichtung (21) besitzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 600312, 830874,

   852637, 902568, 924784;

   Zeitschrift Werkstattstechnik und Maschinenbau,

   42. Jg., Heft 2, Februar 1952, S. 46 bis 50.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©609619/2+2 9.56 (609 835 3.57)