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Fühlergesteuerte Vorrichtungen an Radsatzdrehbänken zur Bearbeitung
der Profile schienengebundener Radreifen Die Erfindung betrifft eine fühlergesteuerte
Vorrichtung an Radsatzdrehbänken zur Bearbeitung der Profile schienengebundener
Radreifen mit zwei oder mehreren nacheinander zum Schnitt kommenden und auf einem
gemeinsamen Kopierschlitten befestigten Werkzeugen,. die bei gleichbleibender Leitvorschubrichtung
von einem einzigen Fühler nach einer die Arbeitswege der Werkzeuge in der Reihenfolge
ihres Eingriffs fortlaufend enthaltenen Schablone gesteuert sind und von denen jedes
nur einen Teil der Gesamtprofilfläche bearbeitet.
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Profilierte Rotationskörper haben im Sinne einer gleichbleibenden
Leitvorschubrichtung steigende und fallende Umrißformen. Es ist bekannt, solche
Umrißformen mit Hilfe einer F#ihlersteuerung zu kopieren, ohne daß das Werkzeug
oder die Werkzeuge dazu umgespannt werden müssen. Dazu sind auf einem gemeinsamen
Werkzeugschlitten zwei Werkzeuge vorgesehen, von denen jedes an einer Werkstückseite
angreift. Da der beiden Werkzeugen gemeinsame Schlitten unter dem Werkstück durchgeführt
sein muß, muß man bei einer solchen Vorrichtung die Spitzenhöhe der Drehbank entsprechend
vergrößern. Außerdem müssen bei dieser Vorrichtung zwei getrennte Schablonen gegeneinander
eingestellt werden. Bei größeren Anforderungen an die Genauigkeit des' Werkstücks
ist diese Einstellung schwierig: Bei einer anderen bekannten Vorrichtung, bei der
eine durchgehende Schablone vorgesehen ist,
müssen die an den entgegengesetzten
Werkstückseiten angeordneten Werkzeuge genau zueinander eingestellt werden. Diese
Einstellung wird aber mit zunehmendem Werkstückdurchmess6r immer schwieriger.
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Es sind bereits Drehvorrichtungen, z. B. an Vielstahldrehbänken, bekannt,
bei denen mehrere Werkzeuge auf einem fühlergesteuerten Werkzeugschlitten nebeneinander
angeordnet sind und gemeinsam dem Werkstück zugeführt und bei gleichbleibender Leitvorschubrichtung
von einem einzigen Fühler gesteuert werden, der mit einer die Arbeitswege enthaltenden
Schablone in Berührungskontakt steht. Bei diesen bekannten Vorrichtungen erzeugen
*die gemeinsam gesteuerten Stähle aber nur zueinander kongruente Kurven und damit
ähnliche Rotationsflächen, in erster Linie zylindrische Absätze, an Langdrehteilen.
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Bei Radreifen handelt es sich aber im Sinne einer gleichbleibenden
Leitv orschubrichtung um steigende und fallende Umrißformen, die mit der bekannten
Einrichtung nicht ohne weiteres bearbeitet werden können.
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Für die Umrißbearbeitung hat tnan bisher ein fühlergesteuertes Werkzeug
mit halbkreisförmiger Schneide verwendet. Wenn man dabei das Werkzeug parallel zum
Profil führt, wird die halbkreisförmige Schneide bei der Herstellung von Umrissen
im Bereich ±9o° auf einem Umfang von etwa iäo° beansprucht. Der Abrundungshalbmesser
der Werkzeugschneide ist also gleich oder kleiner zu wählen als der Abrundungshalbmesser
der kleinsten Hohlkehle des zu bearbeitenden Umrisses. Beträgt der Abrundungshalbmesser
der kleinsten Hohlkehle z. B. io mm, dann darf der Schaft des Werkzeuges gegebenenfalls
nur 2o mm breit sein. Bei hohen Beanspruchungen des Werkzeuges ist diese Schaftbreite
zu gering. Die Schaftbreite verringert sich außerdem noch beim Nachschleifen der
Schneide, weil gerade die seitlichen Schneiden des Werkzeuges hoch beansprucht sind,
wenn der Umriß längere Seitenflächen besitzt. Wählt man dagegen Schneiden mit großem
Abrun= dungsradius, dann arbeiten solche Schneiden schlecht und regen bei hohen
Schnittgeschwindigkeiten das Werkstück zu Schwingungen an.
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Die Erfindung will diese Nachteile vermeiden und eine größere Freizügigkeit
für die Werkzeugausführung und eine einfache Unterbringung und Einstellung der Werkzeuge
auf dem Support ermöglichen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß nunmehr auch bei kadsatzdrehbänken
von der an sich bekannten Maßnahme alle Werkzeuge auf der gleichen Werkstückseite
anzuordnen und gleichzeitig oder nacheinander zum Eingriff kommen zu lassen, Gebrauch
gemacht wird. Bei der besonderen Eigenart der Radsatzdrehbänke, bei der nur Rotationskörper
sehr großer Durchmesser bearbeitet werden, bringt diese Anordnung den besonderen
Vorteil, daß man den Werkzeugschlitten nicht mehr unter dem Werkstück durchführen
muß, so daß sehr viel an Spitzenhöhe gespart wird. Bei , gleichzeitig zum Eingriff
kommenden Werkzeugen kann die Zerspanungsarbeit beider Stähle aufgeteilt, bei nächeinander
zum Eingriff kommenden Werkzeugen kann jeder Stahl in die zur Profilfläche günstigste
Stellung gebracht werden.
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Die zu bearbeitende Gesamtprofilfläche wird so aufgeteilt, daß jedes
Werkzeug oder jede Werkzeuggruppe entweder die steigenden oder die fallenden Umrißformen
bearbeitet. Die Bearbeitung der zylindrischen oder der nur schwach geneigten Umrißformen
kann wahlweise durch die einen oder anderen Werkzeuge erfolgen. Zylindrische Flächen
können zu einem Teil von Werkzeugen für fallende Umrißformen und zum anderen Teil
von Werkzeugen für steigende Umrißformen bearbeitet werden.
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Die Aufteilung der Umrißfläche und die Anordnung der Werkzeuge erfolgt
so, daß bei Arbeitsschluß des einen Werkzeuges oder der einen Werkzeuggruppe ein
anderes Werkzeug oder eine andere Werkzeuggruppe an seine Arbeitsstelle gerückt'ist,
so daß ein weiterer Teil der Profiloberfläche bearbeitet wird, ohne daß lange Leerwege
zurückgelegt werden müssen, während derer kein Werkzeug arbeitet.
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Entsprechend ihren Aufgaben werden die Werkzeuge so angeordnet, daß
dieStellung derSchneiden eines oder mehrerer Werkzeuge die Bearbeitung der fallenden
Umrißformen gestattet und eines anderen oder mehrerer anderer Werkzeuge die Bearbeitung
der steigenden Umrißformefi erlaubt.
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Man kann bei dieser Anordnung besonders für die Bearbeitung von Radsätzen
die Schneidenabrundung unabhängig von den Abmessungen des Werkzeugschaftes frei
wählen. Unter Beibehaltung der üblichen Supportkonstruktion kann man die für jedes
Werkstück vorteilhafteste Schneide wählen und erproben. Für Hartmetallwerkzeuge
lassen sich Normplättchen verwenden. Beim-Nachschleifen der Werkzeuge kann man die
ursprüngliche Schneidenform beibehalten und die Werkzeuge bis zum Aufbrauchen des
Plättchens verwenden.
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Zwischen dem Arbeitsweg des einen Werkzeuges und dem Arbeitsweg des
folgenden Werkzeuges kann ein kurzer, beiden Werkzeugen gemeinsamer Leerweg eingelegt
werden. Dieser Leerweg erleichtert den Anschnitt des folgenden Werkzeuges z. B.
durch Verringern des Vorschubes. Auch lassen sich während dieses Leerwegs andere
Vorschübe schalten. Kein Werkzeug wechselt während seines. Arbeitsweges in Längs-
oder Querrichtung seine Richtung. Durch die Vermeidung von Richtungswechseln wird
die Steuerung sehr einfach. Man erzielt den Richtungswechsel nach Einschalten des
Antriebs durch Umschalten während des Leerweges der Werkzeuge.
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Die Zeichnung erläutert die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen.
Es zeigt Fig. i schematisch einen kadreifenumriß mit der Werkzeuganordnung in der
Anfangsstellung.
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Fig. 2 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. i nach Beendigung des Spurkranzsclmittes,
Fig.
3 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. i nach Beendigung des Leerlaufweges zwischen
beiden Schnitten, Fig. 4 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. i nach Fertigstellung
des Gesamtumrisses, Fig. 5 schematisch einen Radreifenumriß mit einer weiteren Ausführungsform
der Werkzeuganärdnung, Fig. 6 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. 5 nach Fertigstellung.der
Lauffläche, Fig. 7 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. 5 nach Fertigstellung des gesamten
Umrisses, Fig. 8 die Form der Führungsschablone für den Fühler der Fühlersteuerung,
Fig. 9 eine Werkzeuganordnung, bei der jedes Werkzeug mehrere Abschnitte des Werkstückes
nacheinander bearbeitet; die Werkzeuge befinden sich in der Anfangsstellung, Fig.
io die Werkzeuganordnung gemäß Fig. 9 nach Beendigung des ersten Schnittes, Fig.
i i die Werkzeuganordnung gemäß Fig. 9 nac'.@ Beendigung des zweiten Schnittes,
Fig. I2 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. 9 nach Beendigung des dritten Schnittes,
Fig. 13 die Werkzeuganordnung gemäß Fig. 9 nach Beendigung des letzten Schnittes,
Fig. 14 die zum Arbeitsvorgang gemäß Fig. 9 bis 13 gehörige Schablone, Fig. 15 die
Spitze des Fühlers in.vergrößerter Darstellung.
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In Fig. i bis 4 beai-heitet das Werkzeug i den Spurkranz von Punkt
2 bis Punkt 3. Anschließend bearbeitet das Werkzeug 4 die Laufflächeninnenkante,
die Lauffläche, die Hohlkehle und den Spurkranz von Punkt 5 bis Punkt 6. Die Schaftmittellinie
7 des Werkzeuges i bildet mit der- Werkstückachse einen Winkel a von etwa 45°.
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In den Fig. 5, 6 und 7 bearbeitet das Werkzeug 8 den Spurkranz, die
Hohlkehle, die Lauffläche und die Laufflächenkante von Punkt 9 bis Punkt io. Das
dein \Verkzeug 8 voreilende Werkzeug i i bearbeitet einen Teil cjer Lauffläche von
Punkt 12 bis Punkt 13 vor. Das Werkzeug 14 bearbeitet schließlich den Spurkranz
von Punkt 15 bis Punkt 16 nach.
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Bei der Führungsschablone 17 für die Führung des Fühlers 18 entspricht
der Linienzug i9 bis 2o dem Teilumriß von Punkt 9 bis Punkt io (Fig. 5) am Radreifen,
der Linienzug 25 bis 26 dem Teilumriß von Punkt 15 bis Punkt 16 (Fig. 6) am Radreifen.
Der Linienzug 2o bis 25 der Schablone 17 gehört zu einem kurzen Leerlaufweg,
der vorteilhaft zwischen Arbeitsende des Werkzeuges e und Arbeitsbeginn des Werkzeuges
14 eingelegt wird. Dieser Leerlaufweg ist nur der Deutlichkeit halber so lang gehalten.
Tatsächlich beträgt er nur wenige Millimeter.
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In den Fig. 9, 1o, i 1, 12 und 13 bearbeitet das Werkzeug 27 den rechten
Spurkranz zum Teil, die rechte Hohlkehle vollständig, die Lauffläche von Punkt 29
bis 30 und schließlich noch die linke Außenseite des linken Spurkranzes von
Punkt 34-35 (voll ausgezogene Linie). Der Weg von Punkt 36 bis 30 wird von
beiden Werkzeugen 27 und 31 durchlaufen. Das nacheilende. Werkzeug 31 bearbeitet
zunächst den rechten Spurkranz von Punkt 32-33, dann die Lauffläche und schließlich
den linken Spurkranz von Punkt 36-34 fertig (gestrichelte Linie). Wenn das Werkzeug
27 den Punkt 35 verläßt, hat sich das Werkzeug 31 bereits denn Punkt 36 der Lauffläche
genähert und beginnt dann am Punkt 36 zu schneiden.
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Zu diesem Profilümriß gehört die Schablone 39 nach Fig. 14. Der Linienzug
37-38 entspricht dabei dein bearbeiteten Profil von Punkt 29-3o (Fig. io) und der
Linienzug 40-4i dem bearbeiteten Profil von Punkt 32-33. Der Umriß nach Linie 42-43
steuert die Profilbearbeitung von Punkt 34-35 und der Linienzug 44-q.5 die Profilbearbeitung
von Punkt 36-34.
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Das Werkzeug 27 besitzt eine Spitzenabrundung 46 und das Werkzeug
31 eine Spitzenabrundung 47. Das Spitzenprofil des Fühlers 51 setzt sich aus einem
Kreisbogen 48, einem Kreisbogen 49 und einem geraden Zwischenstück 5o zusammen.
Der Kreisbogen 49 entspricht dabei der Spitzenabrundung 46 am Werkzeug 27 und der
Kreisbogen 48 der Spitzenabrundung q.7 äm Werkzeug 31. Damit gelingt eine formgetreue
Wiedergabe der Hohlkehlen beim Bearbeiten der Spurkranzumrisse. Die Spitzenabrundungen
46 und 47 an den Werkzeugen kann man verschieden groß wählen. Das gleiche Verhältnis
ist dann auch für die Kreisbögen-an der Spitze des Fühlers 51 einzuhalten.