Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.XI.1967 (P 123 734) 26.XI.1966 Republika Federalna Niemiec 25.06.1974 69614 KI. 49a,5/28 MKP B23b5/28 Wlasciciel patentu: Wilhelm Hegenscheidt Kommanditgesellschaft, Erkelenz (Nie¬ miecka Republika Federalna) Urzadzenie do automatycznego ustawiania wzornika suportu do toczenia kopiowego na tokarkach kolówkach Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do automa¬ tycznego ustawiania wzornika suportu do toczenia ko¬ piowego na tokarkach kolówkach, sluzacych do obrób¬ ki profili obracanych zestawów kolowych na jednej ma¬ szynie i w jednym przejsciu narzedzi.Profile obreczy zestawów kolowych pojazdów szyno¬ wych podlegaja bardzo róznorodnemu zuzyciu zarów¬ no na biezniku, jak i na obrzezu kola.Zdarzaja sie obrecze kól, w których zuzycie wyste¬ puje glównie na biezniku, i takie obrecze, w których -uzyte jest glównie obrzeze kola. Oba te miejsca zuzy¬ cia wystepuja na obu obreczach kola lub tylko na jed¬ nej z nich. Okreslenie za pomoca znanych sposobów mierniczych srednicy, na która ma byc przetoczony bieznik obreczy, jest trudne do przeprowadzenia.W celu unikniecia niepotrzebnego usuwania cennego materialu, z którego wykonana jest obrecz, nalezy szczególnie dokladnie przeprowadzic pomiar zuzycia obrzeza kola, pamietajac o tym, ze zuzycie obrzeza kola o 1 mm odpowiada zuzyciu bieznika o mniej wiecej 2 mm.Ta róznorodnosc w zuzyciu profilu obreczy stwarza w polaczeniu z niezbyt prostym profilem znamiono¬ wym duze trudnosci pomiarowe zestawu kolowego.Ze wzgledu na te trudnosci, w wiekszosci przypad¬ ków nie dokonuje sie w ogóle obmiaru profilu obre¬ czy. Tokarz obwodzi tylko nozem tokarskim bieznik obreczy, po czym ustawia wymagana glebokosc skra¬ wania na podstawie osobistego doswiadczenia. 10 15 20 25 30 |c zainteresowanym w przetoczeniu calego pro¬ filu przy jednym tylko ustawieniu noza, tokarz usta¬ wia glebokosc skrawania z naddatkiem, co powoduje niepotrzebne i nadmierne zuzycie cennego materialu obreczy kola.Znane sa optyczne, wzglednie elektroniczne przyrza¬ dy pomiarowe, za pomoca których moze byc okreslo¬ na najwieksza, mozliwa do uzyskania srednica. Sam pomiar odbywa sie recznie, a rezultat pomiaru musi byc wprowadzony równiez recznie do suportu tokar¬ ki — kolówki.Znane jest przeprowadzanie kontroli dosuwania na¬ rzedzi skrawajacych za pomoca czujników, które przy¬ legaja sprezynujaco do przedmiotu obrabianego i sa polaczone z przyrzadem wskazujacym, który pozwala na dosuwanie narzedzi wedlug okreslonej wartosci.Urzadzenie to nadaje sie jednak tylko do cylindro¬ wych przedmiotów obrabianych i nie ma zastosowania przy toczeniu profili o wzrastajacych i malejacych za¬ rysach.Znane jest równiez zastosowanie czujników do wyla¬ czania biegu szybkiego ruchu suportu kolówki, przy czym ruch dosuwania suportu konczy sie przed dotknie¬ ciem noza tokarki do przedmiotu obrabianego.Urzadzenie to sluzy do zmniejszenia czasu pomocni¬ czego przy obsludze maszyny czterosuportowej i bylo stosowane w okresie poprzedzajacym automatyzacje obrabiarek.Znane jest takze ustalanie polozenia wzorników obu suportów na wspólna srednice w kolówkach za pomo- 6961469614 ca czujnika, wspóldzialajacego z bieznikiem. Za po¬ moca drugiego czujnika, który dziala na zewnetrzny zarys wienca, wzornik jest ustawiany osiowo. Z urza¬ dzeniem tym sa jednak zwiazane znaczne niedogod¬ nosci.Znane urzadzenie nadaje sie tylko do zestawów ko¬ lowych, które zostaly uprzednio obrobione calkowicie na tokarce do obróbki zgrubnej. Tak wiec do toczenia zestawów kolowych sa potrzebne dwie kolówki. Tocze¬ nie oszczedne, a wiec toczenie profilowe z najmniej¬ szym ubytkiem materialu nie jest mozliwe, poniewaz te czujniki w przypadku ich pracy zgodnie z wynalaz¬ kiem musialyby dotykac juz wytoczonych miejsc.Do ustalania polozenia wzorników tego urzadzenia sluza czujniki, które dotykaja obrobiony zgrubnie pro¬ fil na wiencu i na biezniku oraz sa przesuwane osio¬ wo i promieniowo. Do tego potrzebne jest jednak, aby sanie wzdluzne wzornika byly umieszczone równolegle do nachylenia bieznika. Stanowi to duza niedogodnosc, poniewaz nachylenie bieznika jest róznorodne na ze¬ stawach kolowych o róznej konstrukcji. Tak wiec mo¬ ga tu byc obrabiane nie wszystkie zestawy kolowe, lecz tylko te zestawy, które posiadaja okreslone nachylenie bieznika. Istotne jest równiez to, ze za pomoca tego urzadzenia mozliwa jest obróbka tylko czynnego pro¬ filu. Wskutek nieobrabiania wewnetrznych obrysów wienca i punktowego wzniesienia wienca, pozostaje nie¬ dopuszczalna krawedz.Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie urzadzenia do automatycznego ustawiania wzornika suportu do to¬ czenia kopiowego na tokarkach kolówkach, przezna¬ czonego do odczytywania miejsc zuzytych na obraca¬ jacym sie zestawie kolowym, do ustalenia stopnia zu¬ zycia tych miejsc a nastepnie takie ustawienie suportu aby nóz tokarski obrabial profil przy najoszczedniej- szym ubytku materialu.Zadanie to zostalo rozwiazane przez umieszczenie na wychylnym ramieniu czujnikowym rolki czujnikowej oraz krazków czujnikowych ustawionych prostopadle do plaszczyzny rwwierzchni tocznej i do tworzacej obrzeze zestawu kolowego, które podczas przesuwu suportu do- suwowego wlaczaja wylaczniki silników napedowych, przy czym rolka czujnikowa jest oparta o wieniec ze¬ stawu kolowego i jest polaczona z wylacznikiem nape¬ du silnika posuwu szybkiego i wlacznikiem silnika po¬ suwu wolnego. Dlugosc rolki czujnikowej jest wieksza od przesuniecia osiowego zestawu kolowego.W urzadzeniu wedlug wynalazku kazde miejsce zu¬ zyte jest odczytywane oddzielnie zarówno na obrysie wienca, jak i na biezniku w plaszczyznie okregu tocz¬ nego. Najwiecej zuzyte miejsce jest miarodajne dla ustawienia srednicy wzornika lub narzedzi.Sprawdzanie profilu dokonywane jest przy obracaja¬ cym sie zestawie kolowym, wskutek czego czujniki sprawdzaja miejsca zuzyte bez koniecznosci obmierze¬ nia zestawu kolowego. Urzadzenie to stanowi uzupel¬ nienie pelnej automatyzacji tokarek — kolówek, po¬ niewaz za pomoca tego urzadzenia tokarka samoczyn¬ nie okresla wlasciwe polozenie noza, a tym samym no¬ wa srednice zestawu kolowego oraz ustawia suport w polozenie odpowiadajace tej srednicy.Ustawianie nozy skrawajacych odbywa sie zarówno przy posuwie szybkim, jak i zwolnionym, a rozmiesz- 20 25 czenie czujników w glowicy czujnikowej jest tak do¬ brane, ze czujnik dotykajacy wienca przylega najpierw do profilu obreczy oraz nieco odgina sie sprezyscie, a nastepnie powoduje wylaczenie posuwu szybkiego i 5 wlaczenie posuwu wolnego napedu suportu. Od tej chwili nastepuje dopiero wlasciwe dosuniecie suportu.Wierzcholek wienca jest taka czescia, która nie podle¬ ga zuzyciu i z tego powodu znajduje sie na ogól jesz¬ cze w stanie pierwotnym. To miejsce profilu uzywane 10 jako zderzak wylaczeniowy, jest nader korzystne, ponie¬ waz niezaleznie od stopnia zuzycia i od srednicy ze¬ stawu kolowego suport jest zawsze doprowadzany szyb¬ kim ruchem do ustalonego uprzednio wymiarowo miej¬ sca, w którym rozpoczyna sie sprawdzanie profilu. 15 Obróbka obu profili odbywa sie na jednej maszynie i w jednym przejsciu narzedzia. Dzieki temu powstaja mniejsze koszty obróbki i mniejsze czasy pomocnicze w ruchu.Boczne (poosiowe) ustawienie zestawu kolowego wzgledem suportów nie jest jednoznaczne, z uwagi na zuzycie wienca, co powoduje wiekszy luz boczny w szynach oraz z uwagi na niejednakowe nawiercenia pod nakielki, co spowoduje przestawienie wzgledem srodka wzdluznego zestawu kolowego.Niejednoznacznosc poosiowego ustawienia zestawu kól powoduje, ze czujnik sprawdzajacy wieniec musi byc tak uksztaltowany, aby dotykal on wienca w kaz¬ dym osiowo przesunietym polozeniu zestawu kolowego. 30 Czujnik ten ma wedlug wynalazku ksztalt walca o szerokosci tak dobranej, aby umozliwiala ona dotyka¬ nie wienca przy kazdym, osiowo przesunietym polo¬ zeniu zestawu kól.Wynalazek jest pokazany przykladowo na rysunku, 35 na którym fig. 1 przedstawia suport kopiujacy tokar- ki-kolówki wraz z urzadzeniem czujnikowym wedlug wynalazku, w widoku z boku, fig. 2 — glowice czujni- / kowa urzadzenia czujnikowego, znajdujaca sie w polo¬ zeniu roboczym obok zestawu kól, w widoku z góry, 40 fig. 3 — glowice przedstawiona na fig. 2 w widoku z boku, fig. 4 — ogólne rozmieszczenie suportów i czuj¬ ników w przypadku osobnych suportów dosuwowych, fig. 5 — uklad suportu jak na fig. 4, lecz przy jed¬ nym wspólnym suporcie dosuwowym, a fig. 6 — za- 45 sade dzialania czujnika.Fig. 1 przedstawia suport do toczenia ksztaltowego, posiadajacy sanie poprzeczne 1, sanie wzdluzne 2 oraz suport dosuwowy 3. Suport dosuwowy 3 slizga sie na prowadnicach 44, umieszczonych na lozu 4 i jest do- 50 prowadzany w polozenie robocze w znany sposób przez srube pociagowa 7, napedzana silnikiem posuwu szyb¬ kiego 5 i silnikiem posuwu powolnego 6.Ruch san wzdluznych 2 i san poprzecznych 1 jest sterowany wzornikiem -8 poprzez czujnik hydraulicz¬ ny 9. Nóz 10 podczas dokonywania pomiarów znajdu¬ je sie w polozeniu oddalonym od kola i przechodzi do polozenia roboczego wówczas, gdy czujnik 9 do¬ tknie wzornika 8. 60 W kozle lozyskowym 11, umieszczonym na saniach poprzecznych 1, zamocowane jest wychylne ramie 12 z czujnikami. Ramie to jest ustawiane w polozenie ro¬ bocze (pokazane linia ciagla) i w polozenie spoczyn¬ kowe (pokazane linia przerywana) za pomoca cylindra 65 hydraulicznego 13. 55(9614 W glowicy ramienia 12 umieszczany jest uklad dzwigniowy 14 z rolka czujnikowa 15. Rolka ta jest ciagnieta przez sprezyne 16 w kierunku kolka oporo¬ wego 17 i wylacznika 18.W glowicy ramienia 12 osadzone sa suwliwie czujni¬ ki 20 i 21. Do jednych konców czujników przymo¬ cowane sa krazki 22 i 23, a na drugie konce czujni¬ ków naciskaja sprezyny 24 i 25 co powoduje, ze w polozeniu spoczynkowym osadzenia walów 26 i 28 do¬ tykaja do pierscieni oporowych 27 i 29. Do czujników 20 i 21 przymocowane sa prety 32 i 33, dzialajace na wylaczniki 43 i 45, umieszczone w ramieniu 12.Na fig. 6 linia ciagla przedstawia profil zuzytego kola 55, a linia przerywana profil nowy 56, który ma byc uzyskany po przetoczeniu. linia I — I przebiega przez plaszczyzne bieznika, a linia II — II przebiega przez plaszczyzne prostopadla do tworzacej obrzeza.Czujniki 20 i Zl poruszaja sie w przyblizeniu w tych plaszczyznach. Przy malo zuzytych profilach 55 wy¬ starcza uzycie 2 czujników na kazde kolo, co pokaza¬ no na rysunku. Przy bardziej zuzytych profilach licz¬ ba czujników musi byc zwiekszona, szczególnie do sprawdzania wienca, na przyklad przez równolegle umieszczenie trzeciego czujnika do czujnika 21.Na saniach wzdluznych 2 umieszczony jest inny czuj¬ nik 46, wewnatrz którego moze przesuwac sie sworzen 47 (fig. 5). Sworzen ten pod naciskiem sprezyny 48 dotyka w polozeniu spoczynkowym swoim odsadzeniem 49 do pierscienia oporowego 50. Sworzen 47 przedlu¬ zony jest pretem 51, dzialajacym na lacznik 52. Uru¬ chomienie tego lacznika powoduje uruchomienie za¬ woru elektromagnetycznego, co z kolei zakancza ruch cylindra hydraulicznego i zwiazanych z nim san wzdluznych 2. Zarówno zawór elektromagnetyczny, jak i cylinder hydrauliczny nie zostaly pokazane na ry¬ sunku.Urzadzenie czujnikowe dziala w nastepujacy sposób: Przed rozpoczeciem sprawdzania i toczenia obreczy, zarówno sanie poprzeczne 1, jak i suport dosuwowy 3 znajduja sie w krancowo odsunietym polozeniu. Sanie wzdluzne 2 znajduja sie w polozeniu krancowym, w którym zakonczyly one poprzednia obróbke skrawa¬ niem.Wychylne ramie czujnikowe 12 znajdujace sie na su- porcie zostaje przestawione z polozenia spoczynkowego (pokazanego linia przerywana) w polozenie robocze.Suport dosuwowy 3 jest przesuwany szybkim posu¬ wem w kierunku zestawu kolowego 53 az do osiagnie¬ cia polozenia, w którym rolka czujnikowa 15 dotknie do wienca i zostanie przezen odepchnieta. Powoduje to uniesienie dzwigni 14 i wylaczenie poprzez wlacznik 18 silnika szybkiego posuwu 5.Teraz z kolei sanie wzdluzne 2 sa przesuwane w kie¬ runku zestawu kól az do uzyskania polozenia, w któ- Tym sworzen 47 zostanie nacisniety przez plaszczyzne boczna zestawu kolowego 53. Pret 51 uruchamia lacz¬ nik 52, co z kolei powoduje unieruchomienie san wzdluznych 2.Poprzez poprzednio opisane czynnosci, czujniki 20 i 21, które maja okreslic polozenie noza skrawajacego zostaly doprowadzone do dokladnego ustawienia w sto¬ sunku do osi zestawu kolowego.Nalezy zwrócic uwage na to, ze ze wzgledu na mo¬ zliwosc róznego ustawienia poosiowego poszczególnych zestawów kól w obrabiarce, rolka czujnikowa 15 ma odpowiednia dlugosc, zapewniajaca pewny docisk do wienca w kazdym polozeniu suportu.Wylacznik 52 nie tylko wylacza ruch san wzdluz- 5 nych 2, lecz wlacza równiez silnik posuwu wolnego 6, co powoduje, ze czujniki 20 i 21 przesuwaja sie wol¬ no w kierunku zestawu kolowego 63 az do zetkniecia sie krazków 22 i 23 z zuzytymi miejscami na profilu obreczy. Przy dalszym ruchu san poprzecznych w kie- 10 runku przedmiotu obrabianego, pierscienie oporowe 26 wzglednie 28 przestaja przylegac do osadzen 27 lub 29 czujników 20 lub 21. Czujniki wykonywuja ruchy, uza¬ leznione od bicia promieniowego i tym samym od stopnia zuzycia profili. Poruszajac sie czujniki uru- 15 chamiaja wylaczniki 43 wzglednie 45.Ten z wylaczników 43 wzglednie 45, który zadziala ostatni, wylacza silnik napedu powolnego 6. Suport dosuwowy 3 zostaje tym samym doprowadzony do wla¬ sciwego polozenia, w którym moze byc wykonana ob- 20 róbka skrawaniem.Nastepnie wychylne ramie czujnikowe 12 zostaje przestawione w swoje polozenie spoczynkowe, a sanie narzedziowe 1 zostaja przesuniete za pomoca nie po¬ kazanych na rysunku elementów napedowych w kie¬ runku zestawu kolowego az do polozenia, w którym czujnik 9 dotknie do wzornika 8, a tym samym na¬ rzedzie 10 znajdzie sie w prawidlowym dla rozpoczecia obróbki miejscu. 30 Przedstawiono tu wiec i opisano urzadzenie wedlug wynalazku dla jednego tylko suportu tokarki-kolówki.Z reguly tokarki te posiadaja po dwa suporty. Przy niewielkich glebokosciach skrawania (1 wzglednie 2 mm) mozna obydwa suporty ustawiac niezaleznie od siebie 35 jednym i tym samym urzadzeniem wodzacym. Jak wy¬ kazala praktyka, niewielkie wystepujace wówczas róz¬ nice srednic mieszcza sie w granicach tolerancji.W przypadkach jednak, gdy chodzi o obróbke kól dla szybkich pociagów i gdy tym samym wymagane jest 40 uzyskanie mozliwie dokladnie jednakowych srednic, to wówczas suporty dosuwowe |3 prawy i lewy zostaja po¬ laczone w jedna calosc. [Posiadaja one jeden wspólny mechanizm napedowy 5, 6 i 7 (fig. 4). W innych roz¬ wiazaniach sanie poprzeczne pozostaja rozdzielone, ale przesuwaja sie one razem z duza dokladnoscia.W rozwiazaniach tych wynalazek jest udoskonalony w ten sposób, ze wylaczniki 45 i 43 prawego suportu i wylaczniki 45a i 43a lewego suportu sa laczone rów- 50 nolegle, tak, ze dopiero po zadzialaniu wszystkich czterech wylaczników 45, 43, 45a, 43a na obydwu su- portach zostaje wylaczony silnik posuwu wolnego 6. 55 PL PL