DE1942050A1

DE1942050A1 - Verfahren zur Herstellung von Werkstuecken mit trochoidem Querschnitt,insbesondere von schraubenartigen Teilen und Maschinen zur Durchfuehrung derselben

Info

Publication number: DE1942050A1
Application number: DE19691942050
Authority: DE
Inventors: Josef Krejcir
Original assignee: Sigma Lutin
Current assignee: Sigma Lutin
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1969-08-19
Publication date: 1970-05-27
Also published as: FR2021530B1; FR2021530A1; AT301297B

Description

DIPL-:..G. K. SIEBERT

813 Starnberg bei München PATENTANWALT -. _Alm._{Idoweg 12}

• F»rnipr»di«r (O 81 51) 27 30 und -4t IS

1 9 4 2 U O U PoilidwcSckonlo Mündwn 649 17

d«n

SIGMA, närodni podnik, LUTlN, Tschechoslowakei

Verfahren zur Herstellung von Werkstücken mit trochoidem Querschnitt, insbesondere von schraubenartigen Teilen und Maschinen zur Durchführung derselben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken mit trochoidem Querschnitt, insbesondere ύοώ. schraubenartigen, zwischen Spindelstock usd Reitstockhülse einer Drehmaschine eingespannten Werkstücken, durch Drehbearbeitung mit Hilfe eines oder mehrerer in einem verschiebbaren Support eingespannter spanabhebender Werkzeuge, sowie Maschinen zur Durchführung derselben.

Dabei handelt es sich insbesondere um die He. jellung von Schraubenspina§ln und Aussparungen für diese bei Spinde lgvnnp ea *

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Bisher wurden die Spindeln von Schraubenspindelpumpen auf Hinterdrehmaschinen, wo der Drehstahl von einer Nooke entsprechender Form gesteuert wird, hergestellt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Herstellungsweise be— steht in der Umständlichkeit, da sich bei jeder Umdrehung die wirksamen Schnittwinkel des Werkzeuges ändern -aid auch die Herstellung der Nocke bedeutend anspruchsvoll ist. Daraus folgt, daß die Produktionskosten der Spindel bei diesem Bearbeitungsverfahren verhältnismässigr Loch sind, abgesehen davon, daß von der Zylinderform nennens-" wert abweichende Formen lediglich in beschränktem Maße und mit großen Schwierigkeiten ausgeführt werden können.

Ebenso ist die Herstellungsweise durch Kopieren von nichtrotierenden formen auf einer Drehmaschine nach einem Musterstück bekannt. In diesem Falle ist die Dreharbeitsleistung beschränkt, da diese von der Überwachungs— geschwindigkeit der Kopiereinrichtung abhängig ist und daher keine höheren Drehzahlen angewandt werden können. Bedingung dabei ist die Herstellung eines Musterstücks. Die Leistung bei diesem Verfahren entspricht annährend

vor

derjenigen im\genannten Falle. Ein weiteres bekanntes Herstellungsverfahren von Spindeln besteht in der Bearbeitung mit profiliertem Drehstahl. Dabei ist es erforderlich, daß der Drehstahl in der Form einer Steigungslänge der Spindel ausgebildet ist, was einen weiteren Wachteil darstellt. Ein Drehstahl dieser Art ist äußerst breit und läßt nur Späne sehr geringer Stärke zu. Liese Schwierigkeiten wachsen bei Spindeln von größeren Längen an, da sich Durchbiegungen der Spindeln ergeben. Durch dieses Verfahren können lediglich Durchgangsgewinde bearbeitet werden und nicht Pumpenspindeln, die mit einem Kopf für den Kupplungsanschluß versehen sind. Darüber hinaus ist die Konstruktion und Herstellung eines derartigen

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Drehstahles, dessen Sinusprofil und Schneide in einer Schraubenlinie verläuft, wesentlich anspruchsvoller. Des weiteren ist ein Spindelherstellungsverfahren mit einem oder mehreren rotierenden Drehstählen bekannt, bei dem die Werkstückachse gegenüber der Achse des Messerkopfes exzentrisch verläuft. Dabei rotiert der Messerkopf und verschiebt sich der. Länge nach gegen das Werkstück oder umgekehrt, wobei das Werkstück ebenfalls in Abhängigkeit vom Schub Je nach der erforderlichen Steigung der Schraubenlinie verdreht wird. Die Drehstähle sind auf den Durchschnitt des Spindelkerns eingestellt und es handelt sich demgemäß bei der Bearbeitung nicht nur um ein Schlagzahnfräsen. Trotzdem bei diesem Herstellungsverfahren in Bezug auf die Schneidgeschwindigkeit, die Vorschubbewegungen u.a. optimale Bedingungen gewählt werden können, bleibt der Hauptnachteil, der Wartungsaufwand und die bedeutenden Zeitverluste,, bestehen. Die Handhabung des Werkzeuges ist recht schwierig, denn bei der Arbeit ist es erforderlich, in beiden Totpunkten mit der Bewegung innezuhalten und die Einstellung des Drehstahles um einen weiteren Span vorzunehmen. Außer diesen Kachteilen ist auch die Tatsache bedeutsam, daß durch das angeführte Verfahren, die Herstellung von ungewälzten Flächen ^f praktisch unmöglich ist. . „ ^;

Ein weiteres bekanntes Herstellungsverfahren von Spin— .^ dein besteht in Dreharbeiten, die auf der Einrichtung, in der das Werkstück exzentrisch zwischen dem Spindel- und Reitstock eingespannt ist, durchgeführt werden. Im Spindelstockkopf ist die Hilfsspindel gegen die Drehmaschinenachse zu, um den Exzentrizitätswert der Spindel achsenmäßig ausgeglichen. Um den gleichen Wert wird auch ',<

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die Reitstockspitze ausgeglichen. Der Reitstock führt eine Zwangsrotationsbewegung, die von der Spindel der Maschine abgeleitet wird, aus. Die Hilfsspindel erhält durch ein entsprechendes Getriebe eine zusätzliche Drehzahl. Bei der Bearbeitung der Spindel auf eine be- · stimmte Steigung ist es erforderlich, daß eine Verbindung zwischen dem Längsschub des Drehstahles und der Drehzahl der Hilfsspindel, die, wie bereits erwähnt wurde, andersartig und zwar größer oder kleiner ist als diejenige der Hauptspindel, zustande kommt. Ein Nachteil besteht darin, daß die Spindel bei Rückgang eine Rotationsbewegung in umgekehrtem Drehsinn ausführen muß. Andrerseits kann der Drehstahl während der Be- ' arbeitung verhältnismäßig mühelos gehandhabt werden, so daß auch andere Formen als zylinderähnliche hergestellt werden können. Ein grundsätzlicher Mangel beruht auf der festen Verbindung zwischen dem Vorschub und dem Getriebe im Spindelkopf, so daß für eine gewisse Steigung den bestimmten Spindeldrehzahlen auch ein entsprechender Vorschub pro Zeiteinheit zuzuordnen ist, andernfalls käme es zu einer Steigungsänderung. Im allgemeinen wurde dieses Verfahren für Schrupparbeiten angewendet und die Endbearbeitung wurde dann auf .oben angeführte Weise durchgeführt. Gewöhnlich handelt es sich um Vorbereitungs-Einzweckeinrichtungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die vielseitig anwendbar ist und mit der verschiedenste Formen am Zylinder, Kegel und auf sonstigen Flächen, mag es sich um gerade oder schraubenlinienformige handeln, hergestellt werden können. Die Erfindung soll weiter eine verhältnismäßig einfache Bedienung, die im wesentlichen der Wartung einer normalen

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Drehmaschine entspricht, ermöglichen, damit die bei Rückschub auftretenden Schwierigkeiten und weitere Mängel vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst _;> daß dem Werkstück oder dem spanabhebenden Werkzeug bzw. den Werkzeugen einerseits eine Rotationsbewegung um die Aufnahmeachse des Werkstückes herum und eine radiale kreisende Bewegung, die um die Exzentrizität im Hinblick auf die Aufnahmeachse achsenmäßig ausgeglichen ist, und andererseits eine Zusatzbewegung zu einer der erwähnten Bewegungen verlie en wird, wobei diese Zusatzbewegung über Getriebe und Differentialgetriebe vom Vorschubgetriebe des Supports abgeleitet wird und die weitere Bewegung des Differentialgetriebes /über die Getriebe vom Antrieb der Drehmaschine abgeleitet wird.

Die Hauptspindel und die drehbare Reitstockhülse mit verschiebbarer Spitze können gemeinsam über Zahnradgetriebe durch die Antriebswelle betätigt werden, wobei die Hauptspindel mit dem Reduktionsgetriebe verbunden ist. Im Gehäuse des Reduktionsgetriebes ist eine radial verstellbare Hilfsspindel drehbar gelagert, die von einer aus dem Differentialgetriebe herausgeführten Verbindungswelle gesteuert wird. Die Drehzahlen der Hilfsspindel und die Drehzahlen der Hauptspindel können gleichartig und die Beziehung zwischen den Übersetzungsverhältnissen kann lauten

Z. » wobei,

das Übersetzungsverhältnis im Austauschgetriebe,

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Z₁- ·

Tf2- ' Tp- . das Übersetzungsverhältnis des Differential-

4 6

getriebes und

■γ

— das Übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes γ ■

ausdrückt.

Das über ein Wechselrädergetriebe betätigte Differentialgetriebe kann einerseits vom Antrieb des Spindelstockes und andererseits über Austauschzahnräder vom Vorschubmechanismus des Supports aus angetrieben sein. Die Antriebswelle für den Antrieb der Exzenter, die den Kalter mit einem spanabhebenden Werkzeug, bzw. Werkzeugen betätigen, kann dabei an den Antrieb des Differentialgetriebes angeschlossen sein.

Das mit dem Differentialgetriebe zusammenwirkende Wechselradgetriebe kann nach folgender Beziehung ausgebildet sein:

^Z1

1, wobei

^Z1

das Übersetzungsverhältnis im Wechselradgetriebe und

Z₂

_{3 5}

—— das übersetzungsverhältnis im Differentialge

^Z4 · ^Z6 triebe darstellt.

Das Werkstück kann fliegend an der Hilfsspindel des Reduktionsgetriebes eingespannt sein. ' ·

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das spanabhebende· Werkzeug kann in einer Bohrstange eingespannt sein, die durch' die vorgebohrte zylinderartige Aussparung des Werkstückes hindurchführt und zwischen die Spitzen der Maschine eingespannt wird, wobei das Werkstück im Halter des Maschinensupports be- · festigt ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Hierbei zeigen:

Fig. 1 - das Herstellungsverfahren der äußeren Form einer Spindel durch Dreharbeit mit festem Werkzeug,

Fig. 2 - das Verfahren nach Fig. 1 mit der Darstellung der einzelnen Querschnitte,

Fig. 3-6 - die einzelnen gegenseitigen Lagen des Werkstückes und Werkzeuges bei Drehbearbeitung der Spindel durch Kreisbewegung des Werkzeuges, ^;.

Fig. 7 - die Maschine zur Spindelherstellung gemäß Fig. 1

und 2, . . -

Fig. 8 - die Maschine zur Spindelherstellung gemäß /

Fig. 3-6, f"

Fig. 9 -.10 - das Bearbeitungsverfahren von Spindelaussparungen mit fliegend eingespanntem Werkstück durch festes Werkzeug, ■'

Fig. 1'1 - 14 - das B earbeitungs verfahr en von Spindelaus-

sparungen mit fliegend aufgenommenem Werk- ; stück durch Kreisbewegung des Werkzeuges,

Fig. 15 u. 16 die Bearbeitung von langen Spindelaussparungen.

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Das in Pig. 1-8 dargestellte Herstellungsverfahren beruht auf einem Prinzip nach dem die geforderte trochoide Form des Werkstückes durch Dreharbeit zustande kommt, indem zwei Kreisbewegungen, z.B. diejenige des Werkzeuges 11 und die des Werkstückes 12 zusammengesetzt werden. Dabei betrifft das in Pig. 1 und 2 angeführte Beispiel ein Verfahren, bei dem beide zusammengesetzte Kreisbewegungen von dem Werkstück 12 ausgeführt werden und wobei sich dieses beispielsweise in Pfeilrichtung (Pig. 1) um die. Drehachse 14 bewegt und gleichzeitig um die Aufnahmeachse 13 gedreht wird. Sofern beide Kreisbewegungen, sowohl dem Sinne als auch der Größe nach, einander gleichen, ergibt sich ein, mittlerer runder Querschnitt des Werkstückes 12. Palis sich diese nicht gleichen, entstehen weitere unterschiedliche Parmen. Bei diesem Bearbeitungsverfahren erhält das Werkstück 12 eine gerade Oberfläche in axialem Sinne. Palis es bei der Herstellung erforderlich ist, eine Schraubenlinie zu erzielen, ist es zweckmäßig, zu einer ■ dieser angeführten Bewegungen eine weitere Zusatzbewe— gung in Abhängigkeit vom Vorschub des Werkzeuges 11 hinzuzufügen. Das Werkstück 12 ist bei diesem Herstellungsverfahren in der Maschine in der Aufnahmeachse 13 eingespannt, die parallel zur Drehachse 14 verläuft und um die Exzentrizität 15 ausgeschwenkt ist. Bei der Rotationsbewegung des Werkstückes 12 um die Drehachse entsteht bei der Bearbeitung ein exzentrischer runder Querschnitt. Palis das Werkstück 12 um die Aufnahmeachse 13 verdreht wird und das Werkzeug 11 dabei in Pfeilrichtung '16 vorgeschoben wird, entsteht ein exzentrisdi er, runder Querschnitt in der Schraubenlinie, dessen einzelne Schnitte in Pig. 1 dargestellt sind und den einschlägigen Schnitteü in Pig. 2, die am Zylinder von einem der

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Exzentritität 15 gleichenden Halbmesser liegen, entsprechen. Wenn es erforderlich ist, ein Werkstück mit rechter und linker Schraubenlinie herzustellen, ist es zweckmäßig, den entsprechenden Drehsinn der zusätzlichen Kreisbewegung mit Berücksichtigung des Vorschubsinnes des Werkzeuges 11 anzuwenden. Die Maschine für die Bearbeitung nach dem beschriebenen Verfahren ist in Pig. dargestellt. Diese Maschine weist einen Spindelstock 17, den Eeitstock 18, weiter den Support 19 mit Werkzeug 11 oder mehreren Werkzeugen und das Vorschubgetriebe 20 für die Betätigung des Supports 19 auf. Im Spindelstock 17 ist die Hauptspindel 21, die bspw. mittels Zahnradgetriebe 22 von der Antriebswelle 23 angetrieben wird drehbar gelagert. Diese Antriebswelle 23 treibt gleichzeitig über ein weiteres Zahnradgetriebe 24, das dem Zahnradgetriebe 22 gleicht, die drehbare Hülse 25 des Reitstockes 18 an. An die Hauptspindel 21 ist ein Reduktionsgetriebe 26 mit Einstellvorrichtung 27 für die Einstellung der Exzentrizität 15 der Hil&pindel 28 angeschlossen. In Spindelstock 17 ist weiter ein Differentialgetriebe 29 mit Antrieb durch die Antrde bswelle 23 über das Wechselradgetriebe 30 gelagert. Der Ausgang des Differentialgetriebes 29 ist an die Hauptspindel 21 über die Einstellvorrichtung 27 des Reduktionsgetriebes 26 mit Hilfe der Verbindungswelle 34 angeschlossen. Zwischen der Kilfsspindel 28 und der Hülse 25 des Reit.stockes 18 wird das Werkstück 12 eingespannt. Dabei kann in der Hülse 25 die Abstützspitze um die gleiche oder gegebenenfalls um eine verschiedene Exzentrizität 15 eingestellt werden.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet in der Weise, daß die von Riemenscheibe 33 angetriebene Antriebswelle 23 mit übereinstimmender Drehzahl die Hauptspindel 21 und die Hülse 25 des Reitstockes 18 und dadurch auch das

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Werkstück 12 in rotierende Bewegung setzt. Das Werkstück 12 führt die Rotationsbewegung so aus, daß sich seine Aufnahmeachse 13 in. einer Kreislinie in einemder Exzentrizität 15 gleichenden Halbmesser, fortbewegt. Gleichzeitig treibt die Antriebswelle 23 über ein Wechselradgetriebe 30 das Differentialgetriebe 29 " an. Die gegenseitige'Beziehung beider Getriebe für die Durchführung des exzentrischen runden Ausschnitts des Werkstückes 12 kann durch Gleichung

^Z2 h ^Z6 Ϊ
ausgedrückt werden, wobei

— das Übersetzungsverhältnis in Wechselradgetriebe 30, ^Z

das Übersetzungsverhältnis in Differentialgetriebe 29 und

_ das Übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes 22, ggf. 24 darstellt.

Bei Gültigkeit dieser Gleichung bei Rotation der Antriebswelle 23 und ohne Bewegung des'Vorschubgetriebes 20, besitzt die- Verbindungswelle 34- mit der Hauptspindel übereinstimmende Drehzahlen und dadurch auch mit dem Rexluktionsgetriebe 26, das mit der Hauptspindel 21 verbun— den ist. Das Werkstück 12 führt dabei lediglich die Bewegung in der Kreislinie aus und rotiert nicht um die "eigene Aufnahmeachse 13- Falls das Vorschubgetriebe in Tätigkeit gesetzt wird, bewegt die Leitspindel 31

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einerseits den Support 19 und dadurch auch das Werkzeug 11 bzw. mehrere Werkzeuge, andererseits rotiert sie durch das Wechselradgetriebe 32 in Verbindung mit dem Gehäuse des Differentialgetriebes 29· Dabei ergibt sich im Differentialgetriebe 29 eine Zusammensetzung der Bewegungen und eine Verdrehung der Hilfsspindel und auch des Werkstückes 12. Das Werkstück 12 führt dann eine zusammengesetzte Bewegung aus, wobei es vom Werkzeug 11 in Form einer Schraubenlinie bearbeitet wird. Dabei ist im Gegensatz zu den früher bekannten Verfahren und Einrichtungen, die Vorschubgeschwindigkeit des spanabhebenden Werkzeugs 11 nicht an die Größe der Schrauben— liniensteigung des Werkstückes 12 gebunden, man kann eine beliebige Bearbeitungsgeschwindigkeit anwenden, die Bearbeitung vermag unterbrochen und ggf. zurückgestellt werden, ohne daß eine Unterbrechung der Rotation der Hauptspindel 21 erforderlich wäre. Daraus folgt der Vorteil, daß die Rückbewegung des spanabhebenden Werkzeugs 11 durch änderung des Drehsinnes der Leitspindel 31 und dadurch des Gehäuses des Differentialgetriebes 29 und der Hilfsspindel 28 mit dem Werkstück erfolgt, wobei die Bewegung der Hauptspindel 21 nicht unterbrochen werden muß. Nach Abnahme des ersten Spans und nach Rückstellung des Werkzeugs 11 durch Schnellvorschub in die Ausgangsstellung, kann ein weiterer Span abgenommen werden. Die Hauptspindel 21 kann erst nach Beendigung der Bearbeitung zum Stillstand gebracht "\< werden. Falls das spanabhebende Werkzeug 11 im Laufe der Bearbeitung noch eine radiale Bewegung ausführt, ■ ' können entsprechende Formen am Kegel oder sonstigen Gestalten erreicht werden. Bei der Herstellung von an—·

deren Querschnitten als runden ist es erforderlich, das Wechselradgetriebe 30 so zu bemessen, daß die Hilfsspindel 28 entsprechende Drehzahlen aufweist, die dem gewählten

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Durchschnitt entsprechen. Pur hypozykloide Formen, d.h. Ellipsen, Drei-, Vierkante u.a. gelten halbe, .Drittel- und Vierteldrehzahlen u.a. der Hilfsspindel 28 im Hinblick auf die Drehzahl der Hauptspindel 21. Diese Gruppe umfaßt ebenfalls das oben beschriebene runde exzentrische Profil, wobei das Verhältnis 1:1 ist. Demgegenüber, sind bei epizykloiden Formen die Drehzahlen analog und unterscheiden sich durch den Drehsinn; z. B. bei dem Übersetzungsverhältnis 1:1 entsteht eine Kardioide und den Übersetzungsverhältnissen 1:2, 1:3» 1:4- usw. entstehen

fc 2-, 3-, 4—flügelige usw. epizykloide Formen. Dje Beispiele in Fig. 3 bis 6 betreffen weitere Möglichkeiten von Bearbeitungsalternativen, bei denen die obigen Kreisbewegungen kombiniert werden, wobei eine dieser Bewegungen von dem Werkstück 12, die andere vom spanabhebenen Werkzeug 11 ausgeführt wird. Die einzelnen Fig. 3 bis 6 geben auch die gegenseitige Lage des bearbeiteten Materials des Werkstückes 12 und des spanabhebenden Werkzeugs 11 auf der Strecke von 90° im Verlaufe einer Umdrehung, wieder. Die Beispiele betreffen wiederum die Herstellung eines Werkstückes mit exzentrischem runden Querschnitt. Die Exzentrizität 15 entspricht dem Halbmesser der Kreislinie, auf der sich die Schneide des spanabhebenden Werkzeugs

* fortbewegt.

Die' Maschine zur Herstellung von Werkstücken nach Fig. bis 6 ist' in Fig. 8 dargestellt. Diese Einrichtung weist wiederum den Spindelstock 17, den Reitstock 18, den Support 19 mit einem oder mehreren spanabhebenden Werkzeugen 11 und das Vorschubgetriebe 20 auf. In diesem Falle weist weder der Spindelstock 17, noch der Reitstock 18 Unterschiede in Bezug auf die Ausbildung normaler Drehmaschinen auf. Die Einrichtung enthält zusätzlich ein Differentialgetriebe 29, aus dem eine Antriebswelle 35

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für die Betätigung der Kreisbewegung des spanabhebenden Werkzeuges 11 herausgeführt ist. Das Differentialgetriebe 29 hat wiederum, wie im ersten Falle, einen Antrieb von dem Spindelstock 17 über das Wechselradgetriebe'30 und den zweiten Antrieb vom Vorschubgetriebe 20 des Supports 19 aus über die Leitspindel 31 "und. das Wechselradgetriebe 32. Zwischen dem Spindelstock 17 und dem Reitstock 18 ist das Werkstück 12 auf bekannte Weise befestigt. Für die Herstellung von Werkstücken mit run-'dem Querschnitt gilt die vereinfachte Beziehung

Z, . Z-, . Zc-

^₁ __^ «= 1, wobei wiederum

— das Übersetzungsverhältnis des Wechselradgetrie-

^Z2. bes 30 und

Z-, . Zn

_J_ _J_ das übersetzungsverhältnis des Differential-

Z₄ Z₆ getriebes 29
ausdrückt.

Bei dieser Beziehung stimmen die Drehzahlen der Maschine und die Drehzahlen der Antriebswelle 35 überein. Die beschriebene Einrichtung arbeitet so, daß das Werkstück 12 mit gegebener Geschwindigkeit rotiert und mit derselben Geschwindigkeit sich auch die Schneide des spanabhebenden Werkzeugs dreht. Dabei entsteht auf dem Werkstück 12 eine Form mit exzentrischem runden.Querschnitt, dessen Exzentrizität durch die Exzentrizität 15 des kreisenden spanabhebenden Werkzeugs 11 gegeben ist. Nach der Einschaltung des Vorschubmechanismus 20, dreht sich die

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Leitspindel 31» schiebt den Support 19 vor und gleichzeitig setzt sie das Gehäuse des Differentialgetriebes 29 über das Vechselradgetriebe 32 in Rotationsbewegung, wodurch der Antriebswelle 35 Zusatzdrehzahlen verliehen werden. Dadurch kommt es zu einer Kombination der Bewegungen und zur Bearbeitung des Werkstückes 12 in Schraubenlinienform. Ist es erforderlich, kegelartige Gestalten zu bearbeiten, muß das spanabhebende Werkzeug 11 entsprechend bewegt werden. Die Vor- und Nachteile der beschriebenen Einrichtung, insbesondere sofern die Notwendigkeit des Abstellens des spanabhebenden Werkzeugs und dessen Zurückstellung u.a. betroffen ist, ist wie im früher beschriebenen Beispiel, gleich.

Ähnlicherweise kann diese Einrichtung auch nicht rotationsförmige Gestalten bearbeiten, indem zwei-, drei- und mehrfache positive Umdrehungen der Antriebswelle in entgegengesetzter Richtung wie die Umdrehungen der Maschinenspindel verlaufen, wobei ein kardiodischer Querschnitt und bei zwei-, drei- und mehrfachen Umdrehungen in diesem entgegengesetzten Sinne epizykloide zweiflügelige, drei-, und mehrflügelige Querschnitte entstehen.

Durch die Einrichtung gemäß der Erfindung können nicht nur Außenflächen von Werkstücken, sondern auch Aussparungen in den beschriebenen Formen bearbeitet werden. Die Bearbeitung der Aussparungen kann auf zweierlei Art durchgeführt werden. Im ersten Falle gemäß Fig. 9-14 wird das Werkstück 12 fliegend von der Spindel der Maschine, ggf. von deren Hilfsspindel 28 aufgenommen und das spanabhebende Werkzeug 11, das für die Bearbeitung von Aussparungen vorgesehen ist, führt dieselben kombinierten Bewegungen durch, wie bei der Außenbearbeitung.

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Palis die Lösung mit Hilfsspindel 28 angewendet \%^rird, kommt die Bearbeitung bei der Zusammensetzung der Bewegungen des spanabhebenden Werkzeugs 11 und des Werkstückes 12 zustande. Auch in diesem Falle können Krgelformen bearbeitet werden.

Im anderen Falle nach Fig. 15 und 16, der für die Bearbeitung von längeren Aussparungen günstig ist, bei denen die fliegende Aufnahme des Werkstückes 12 nicht günctig ist j wird das spanabhebende Werkzeug 11 mit dem Werkstück 12 so vertauscht, daß das spanabhebende Werkzeug 11 z.B. an der Bohrstange 38 zwischen die Spitzen der Kaschine eingespannt wird und das Werkstück 12 am Support 19 der ; faschine eingespannt wird. Im Hinblick darauf, daß das ί· spanabhebende Werkzeug 11 fest eingespannt ist, können bei dieser Durchführung keine kegelförmigen Aussparungen *■ bearbeitet werden. Des weiteren können mit diesem Verfahren auch keine Aussparungen mit exzentrischem, rundem. Querschnitt bearbeitet werden. Außerdem ist es im Hin- ■ blick auf die Austauschfunktion des spanabhebenden Werkzeugs 12 erforderlich, für die gegebenen Formen auch '.\ die entsprechenden oben angeführten Übersetzungsverhältnisse zu wechseln. Die Einrichtung gemäß der Erfindung "; kann auch für andere Bearbeitungsverfahren angewendet _; \ werden. Falls 'z.B. bei der Ausbildung der Maschine gemäß "*··, erstem Beispiel die Antriebswelle 23 nicht rotiert und das Vorschubgetriebe 20 in Bewegung ist, wird das Werk- · · stück 12 lediglich durch zusätzliche Umdrehungen ver- -i dreht und das spanabhebende Werkzeug 11 versieht dasselbe *£; mit einer gewundenen Nut. Dies kann nicht nur auf Spindel- [ formen, sondern auch auf Zylindern durchgeführt werden, * "" falls der exzentrische Wert gleich Null ist.

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Sine, alternative Lösung entstellt dann, wenn Beispiele It. Fig. 7 und 8 kombiniert werden, wodurch, dann die Herstellung weiterer kombinierter und schwieriger Formen ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die"Herstellung aller Werkstücke mit trochoidem Querschnitt anwendbar, mag es sich nun umtrochoide Formen an der Oberfläche, oder in einer Aussparung handeln. Gleichzeitig ist damit vor allem die rationelle Herstellung von Schraubenspindeln und Statoren von Spindelpumpen möglich, wobei vornehmlich bei Statoren die Herstellung von erforderlichen mehrgängigen Spindelaussparungen, die den entsprechenden Profilen der Spindeln entsprechen, bisher sehr schwierig war. Bei der Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, gewinnt man Formen, die genügend genau für die Pumpenproduktion sind. Dabei ist die Herstellung der Spindeln und deren Aussparungen selbst, verhältnismäßig billig und kann von einem durchschnittlich qualifizierten Dreharbeiter durchgeführt werden. Das Verfahren It. Erfindung kann außerdem auch bei der Herstellung sonstiger Formen am Zylinder oder Kegel, bei Kehrflankenausführung von Verkstücken angewendet werden und ähnlicherweise ermöglicht diese eine Halbautomation des Betriebes. Die Einrichtung selbst erweist sich auch als ein nützliches Schulhilfsmittel, mittels dessen es möglich sfc, die verschiedenen, bei der Zusammensetzung der einzelnen Arbeitsbewegungen entstandenen Formen anschaulich vorzuführen.

*· Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

M . !Verfahren zur Herstellung "von Werkstücken mit V—^trochoidem Querschnitt, insbesondere von schraubenartigen, zwischen Spindelstock und Reitstockhülse einer Drehmaschine eingespannten Werkstücken, durch Drehbearbeitung mit Hilfe eines oder mehrerer in einem verschiebbaren Support eingespannter spanabhebender Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkstück (12) oder dem spanabhebenden Werkzeug

(11) bzw. den Werkzeugen einerseits eine Rotationsbewegung um die Aufnahmeachse (13) des Werkstückes

(12) herum und eine radiale kreisende Bewegung, die . um die Exzentrizität (15) im Hinblick auf die Aufnahmeachse (13) achsenmäßig ausgeglichen ist, und andererseits eine Zusatzbewegung zu einer der erwähnten Bewegungen verliehen wird, wobei diese Zusatzbewegung über Getriebe und Differentialgetriebe vom Vorschubgetriebe (20) des Supports (19) abgeleitet wird und die weitere Bewegung des Differentialgetriebes (29) ebenfalls über die Getriebe vom Antrieb der Drehmaschine abgeleitet wird.
2. Haschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Spindelstock mit Hauptspindel und einem Reitstock mit Hülse, sowie mit einem Vorschubsupport mit spanabhebendem Werkzeug, bzw. mehreren Werkzeugen; der durch Vorschub- und Getriebemechanismen, z.B. durch Zahnradgetriebe die Getriebeverbindungen zwischen den genannten Teilen bilden,verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptspindel (21) und die drehbare Hülse (25) des Reit- ■ Stockes (18) mit radial verstellbarer Spitze gemeinsam

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über Zahnradgetriebe (22, 24) von der Antriebswelle (23) aus antreibbar sind und die Hauptspindel (21) mit dem Gehäuse des Reduktionsgetriebes (26) dreh-■ bar gelagert ist, wobei die mittels einer aus dem Differentialgetriebe (29) herausgeführten Verbin- dungswelle (34) antreibbare Hilfsspindel (28) radial verstellbar angeordnet ist, und wobei das Werkstück (12) zwischen der Hilfsspindel (28) und der verstellbaren Spitze der Hülse (25) des Reitstockes (18) eingespannt ist.
3· Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Hilfsspindel (28) mit derjenigen der Hauptspindel (21) übereinstimmt und die Beziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis

L ' ~ JL ^ist> wobei

^Z2 Z₄ ^Z6

das Übersetzungsverhältnis im Austauschgetriebe (30)

JL das Übersetzungsverhältnis des Differential-,7 getriebes (29) "und

— das übersetzungsverhältnis des Zahnradgetriebes (22) Y

ausdrückt.

BAD ORIGINAL

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4. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Spindel- und !Reitstock mit Hülse, zwischen denen das Werkstück aufgenommen ist, weiter mit einem Vorschubsupport mit spanabhebendem Werkzeug, bzw. mehreren Werkzeugen, der von einem Vorschubmechanismus betätigbar ist und mit Getriebemechanismen, z.B. Zahnrädern, die die Getriebeverbindungen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe (29) über das Wechselradgetriebe (30) einerseits von der Hauptspindel (21) und andererseits über das Wechselradgetriebe (32) vom Vorschubgetriebe (20) des Supports (19) gesteuert ist, einen Abtrieb aufweist, der über die Antriebswelle (35) für die Exzenter (36), mit dem Halter (37) für das spanabhebende Werkzeug (11) bzw. für mehrere Werkzeuge verbunden ist.
5. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselradgetriebe (30) und die Zahnradpaare im Differentialgetriebe (29) nach der Beziehung

^Z1 · ^Z3. * ^Z5 . _Λ ■

Z₂ Z₄ Z₆ ausgebildet sind, wobei

· das Übersetzungsverhältnis des Austauschge-

Z₂ triebes (30) und

, das "übersetzungsverhältnis des Diffe-

Z,, Z₁- rentialgetriebes (29) ausdrückt.

' I

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-Jr-
6. Maschine nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 für die Bearbeitung von Aussparungen mit trochoidem Querschnitt in kurzen Werkstücken, mit Hilfe spanabhebender Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück fliegend an der Hilfsspindel (28) des Eeduktionsgetriebes (26) eingespannt ist.
7. Maschine nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 -für die Bearbeitung von Aussparungen mit trochoiden Querschnitt

fc bei längeren Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß das spanabhebende Werkzeug (11) in einer Bohrstange (38) eingespannt ist, welche durch die vorgebohrte, zylinderförmige Aussparung des Werkstückes (12) hindurchführt und zwischen den Spitzen der Maschine eingespannt ist, wobei das Werkstück (12) vom rlalter (37) am Support (19) der Maschine aufgenommen ist..

H. Aug. 1969/3/Pe

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