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Beinbearbeitungs-Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Feinbearbeitungs-Werkzeugmaschine
mit zur Ausführung zusammengesetzter Bewegungen dienenden Quer- und Längsschlitten,
sowie mit einem Feinbearbeitungskopf zur Bearbeitung von Werkstücken mit komplexer
Oberfläche, wie Turbinenschaufeln oder dgl..
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Die neue Werkzeugmaschine ist eine mit einem Feinbearbeitungsband
arbeitende Maschine, die zur Feinbearbeitung und Polierung von normalerweise langgestreckten
Gegenständen mit zusammengesetzten Oberflächenkrümmungen in wenigstens zwei, für
gewöhnlich jedoch in drei Dimensionen dienen, wie dies bei Turbinenkompressorschaufeln
für Flugzeugturbinen, Dampfturbinenschaufeln, Pflugscharen oder dgl. ist. Dies ist
ein hochspezialisiertes technisches Feld, in welchem in den meisten Fällen höchste
Präzision bei der Bearbeitung erforderlich ist, bei der Jedoch hohe Arbeitsgeschwindigkeit
und Leistung höchst wünschenswert sind, um die extrem hohen Produktionskosten, die
bei Verwendung der üblichen Methoden und Einrichtungen auftreten, möglichst zu reduzieren.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beinbearbeitungs-Werkzeugmaschine
der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, welche diesen Forderungen gerecht
wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen querbeweglichen Werkstückhalter
mit einer Klemmeinrichtung zum starren Einklemmen des Werkstückes, einem querbeweglichen
Halter für eine die Sollfläche des Werkstückes darba;enden Schablone mit einer Klemmeinrichtung
zum starren Einklemmen der Schablone, durch eine die beiden Halter zur gemeinsamen
Bewegung um eine im wesentlichen gleiche horizontale Achse und/oder um zwei parallele,
im gegenseitigen horizontalen Abstand angeordnete senkrechten Achsen, während wenigstens
eines Teils der Querbewegung der beiden Halter verbindenden Kupplung durch eine
Antriebseinrichtung für die Querbewegung und eine Einrichtung, um die beiden Halter
in einer Richtung senkrecht zur Querbewegung in zeitlicher. Abhängigkeit von dieser
schrittweise vorzuschieben.
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Bei dieser Maschine wird eine besondere Schablone verwendet, die die
komplexe und für gewöhnlich aus mehreren Krümmungen zusammengesetzte Fläche der
Schaufel oder eines anderen zu bearbeitenden Werkstückes darbietet oder wenigstens
einen Teil die ser Oberfläche. Die Schablone ist mit dem Werkstück antriebsmäßig
gekuppelt, wobei eine Tastereinheit und eine nach Art einer Nockensteuerung an der
Schablone angreifende Reaktionseinheit mit der querbewegten Oberfläche der Schablone
zusammenwirken. Durch diese Einheiten und damit zusammenwirkende Steuerschalter
und durch druckmittelbetätigte Betätigungseinrichtungen wird die Bewegung mit größter
Genauigkeit auf die
Peinbearbeitungseinheit übertragen, während
diese sich in Eingriff mit der querbewegten Werkstückoberfläche befindet.
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Die neue Maschine wird normalerweise beim Fertigbearbeiten und Polieren
spezieller Oberflächen verwendet, wie sie bei Kompressorturbinenschaufelnfür Flugzeugturbinen
oder dgl. verwendet werden, wobei dies jedoch lediglich ein Anwendungsfall für die
große Vielfältigkeit der Anwendbarkeit und den Einsatz der neuen Maschine sein soll.
Es handelt sich hierbei um Werkstücke, welche vordere und rückwärtige Kantenbereiche
aufweisen, zu der die Längs- und Horizontalbewegung des Halters für die Turbinenschaufeln
parallel verlaufen müssen, wenn das Feinbearbeitungsband anfänglich in Berührung
mit der Oberfläche oder den Kanten gelangt, bzw. sich endgültig von diesen bei Beendigung
des Arbeitshubes löst, wobei die Turbinenschaufel schwach um eine horizontale Achse
oszilliert wird. Dies ist insbesondere notwendig in dem Fall einer Turbinenschaufel,
welche keine- parallelen Oberflächen aufweist. Hierbei wird die Schablone und das
damit verbundene Werkstück um parallele senkrechte Achsen allmählich in einer vibrierenden
oder rüttelnden Oszillationsbewegung verschwenkt, während sich die Turbinenschaufel
kontinuierlich unter dem Eingriff des Feinbearbeitungsbandes hinwegbewegt.
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Weiterhin ist dafür Sorge getragen, daß die polierende Bandoberfläche
an dem Werkstück dann, wenn die Turbinenschi;fel mehrere aufeinanderfolgende, hin
und her gehende Hübe ausführt, in einer solchen Weise angreift, daß die Achse der
Kontaktrolle,
um die das Band läuft, parallel zur Richtung der Werksstückbewegung
verläuft, so daß ein tatsächlich linearer Angriff der Bandoberfläche an der Oberfläche
der Schaufel erfolgt.
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Die allmähliche Oszillationsbewegung des schaufelförmigen Werksstückes
um eine horizontale Längsachse wird unter mechanischer, nockenförmiger Steuerung
von der Schablone aus mit Hilfe einer kugelförmigen Widerlagereinheit erreicht.
Die Einstellung der horizontalen Winkellage des Werksstückes und der Schablone wird
durch einen oder mehrere hydraulische Zylinder gesteuert. Aufgrund der kombinierten
Krümmungen der Oberfläche der Schaufel muß die Schablone Jedoch eine weitere, zusammengesetzte
Oszillationsbewegung auslösen, die auf den Peinbearbeitungskopf übertragen wird.
Diese Oszillationsbewegung erfolgt um parallele Horizontale und quer zur Arbeitsrichtung
verlaufende Achsen, um das Feinbearbeitungsband um eine Kontaktachse laufen zu lassen,
die zur Werksstückoberfläche parallel verläuft.
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Dieser Vorgang steht unter der Kontrolle eines zweiten hydraulischen
Zylinders und eines Steuergestänges, die beide in erster Linie durch den die Schablone
abtastenden Tastkopf und das zugehörige Gestänge gesteuert werden.
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Für die horizontale Arbeitshubbewegung und die schrittweise Bewegung
senkrecht dazu von Schablone und Werkstückhalter erfolgt eine Steuerung über einen
hydraulischen Zylinder, wobei die beiden Halter eine gemeinsame Unterstützung vorfinden.
In dieser Anordnung werden die beiden Halter für die horizontale Arbeitsbewegung
von
einer Platte getragen, die durch reibungsfreie Kugellagerbuchsen und durch die lastaufnehmende
Rollen auf einer zweiten, durch einen hydraulischen Antrieb schrittweise von vorne
nach hinten bewegbaren Schlitteneinheit abgestützt sind, durch die Schablone und
Werkstückhalter unterhalb der Tasteinrichtung und des Fertigbearbeitungskopfes in
horizontaler Richtung und in Längsrichtung bewegt werden. Auch die für die schrittweise
Bewegung senkrecht zur Arbeitsrichtung dienende Schlitteneinheit ist praktisch reibungsfrei
auf einer Grundplatte gelagert.
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Um eine Anpassung an die zusammengesetzte Bewegung und Werkstückhalter
um eine horizontale und vertikale Achsen zu erhalten, wie dies oben beschrieben
wurde, sind die beiden Halter antriebsmäßig durch eine in Längsrichtung dehnbare,
Universalgelenkverbindung von besonderer Ausbildung verbunden, welche eine teleskopartig
verschiebbare, keilförmige Welle und eine zugehörige mit Keilnut ausgerüstete Hülse
aufweist, welche eine; axiale Verschiebung der miteinander gekuppelten Einrichtungen
gestattet und die über Universalgelenke die Drehbewegung auf die Halter übertragen.
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Weiterhin ist eine durch Motor angetriebene Pumpe vorgesehen, um den
verschiedenen hydraulischen Einrichtungen das Hydraulikmittel unter der Steuerung
entsprechender Ventile zuzuführen.
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Die neue Werkzeugmaschine dient in erster Linie zur Bertigbearbeitung
und Polierung; d.h. jedoch nicht, daß die Werkstücke nicht in relativ rauher Oberflächenbeschaffenheit
in die Maschine eingebracht werden können, so daß tatsächlich eine erhebliche Schicht
von Metall zur Fertigbearbeitung abgetragen werden muß.
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Die neue Maschine ist sehr vielseitig einsetzbar in Bezug auf die
Art der Werkstücke, die mit der Maschine bearbeitet werden können und die zusammengesetzte,
gekrümmte und lineare Oberflächen aufweisen können. Weiterhin kann die automatische
Arbeitsweise der Maschine die Möglichkeit schaffen, daß bekannte, nummerische Kontroll-
oder Bandpteuereinrichtungen zur Steuerung der Maschine verwendet werden. Statt
des Feinbearbeitungsbandes kann auch ein Schleifrad in den Bearbeitungskopf eingespannt
werden.
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Gegenüber bekannten Werkzeugmaschinen dieser Art bietet die neue Maschine
eine besonders hohe Leistung mit außerordentlich hoher Genauigkeit und großer Vielseitigkeit.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der neuen Maschine, bei der
verschiedene Elemente von geringerer Bedeutung zur Verdeutlichung der Veranschaulichung
weggelassen sind.
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Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Maschine.
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht von links der in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Maschine.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht von der rechten Seite der in den Fig.
1 und 2 dargestellten Maschine.
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Fig. 4A ist eine teilweise gebrochene Draufsicht auf einen Teil der
Maschine nach Fig. 4.
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Fig. 4B ist eine Teilansicht im vergrößerten Maßstabe eines Abschnittes
der Fig. 4.
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Fig. 5 ist eine Draufsicht in Blickrichtung der Pfeile 5-5 der Fig.
2, 3 und 4.
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Fig. 6 ist eine Endansicht der Vorrichtung nach Fig. 5 mit Blickrichtung
von rechts in Fig. 5.
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Fig. 7 ist eine Teil-Vorderansicht, wobei Teile weggebrochen und Teile
senkrecht geschnitten sind.
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Fig. 8 ist eine Draufsicht, zum Teil gebrochen dargestellt, einer
Halteeinrichtung nach Fig. 7.
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Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer Fühlereinrichtung teilweise im
senkrechten Schnitt.
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Fig. 10 ist eine Vorderansicht der Anordnung nach Fig. 9.
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Fig. 11 zeigt in einer Teilansicht von größerem Maßstabe den Fühlerkopf
der Anordnung nach den Fig. 9 und 10, wobei die Darstellung teilweise nach der Linie
11-11 der Fig. 10 geschni-tten ist.
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Fig. 12 ist ein senkrechter Schnitt entlang der Schnittlinien 12-12
der Fig. 11.
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Fig. 13 ist eis sehr schematische Ansicht und zeigt die verschiedenen
Steuereinrichtungen für die beweglichen Teile, während Fig. 14 ein Schaltschema
widergibt, welches die versohiedenen Steuerelemente der Maschine umfaßt.
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Die erfindungsgemäße Maschine ist aus einer Anzahl von Grundkomponenten
und Untereinrichtungen zusammengesetzt, die nachfolgend nacheinander beschrieben
werden.
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Aus Fig. 1 geht hervor, daß die Teile der Xaschisle auf einem sehr
groben Grundkörper 10 angeordnet sind, die aus geschweißten Winkeleisen und einer
kanalförmigen Plattform bestehen, die eine Sache, horizontale, von vorne nach hinten
verlaufende Platte 11 darbietet. Diese langgestreckte Stützbahn, wie sie in den
Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, unterstützt eine Kombination einer horizontalen, von vorne
nach hinten schrittweise bewegbaren und eine horizontale, von Seite zu Seite bewegbaren,
hydraulischen Einrichtung, die allgemein
mit der Bezugsziffer 12
bezeichnet ist. Die Anordnung 12 2erfällt in eine obere, von Seite zu Seite verfahrbare
Untereinheit, welche eine Schablone und das Werkstück hin und hergehend in kontinuierlichen
Hüben bei niedriger Geschwindigkeit in Richtung des doppelköpfigen Pfeiles A bewegt.
Die Untereinheit 13 wird durch eine von vorne nach hinten schrittweise bewegbare
Untereinheit 14 der hydraulischen Antriebseinrichtung 12 unterstützt, welche die
Untereinheit 13 in einer Querrichtung oder in umgekehrter Richtung, wie dies durch
den doppelköpfigen Pfeil B wiedergegeben ist, periodisch verschiebt.
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Die von Seite zu Seite bewegbare Untereinheit 13 unterstützt mit Hilfe
noch zu beschreibender Mittel eine langgestreckte, rechteckförmige obere Platte
oder einen Schlitten 15, der zwei aufrechte, reibungsfreie Schwenkeinheiten 16 und
17 trägt. Weiterhin ist eine Halteeinrichtung 18 für eine genau geformte Schablone
T, sowie eine Halteeinrichtung 19 für ein flügelförmiges Werkstück W jeweils in
Längsrichtung in gegenseitigen Abständen auf den Schwenklagern 16 und 17 montiert.
Die Halteeinrichtungen 18 und 19 sind mit ihren Enden arbeitsmäßig durch ein Universalgelenk
oder eine Kupplung 20 verbunden. Eine graduell durch Nockenwirkung von der Schablone
T abgeleitete Oszillationsbewegung wird, wenn die Schablone der Einwirkung eines
Reaktionsabnahmegliedes 21 mit fester Kugel unterworfen wird, von der Halteeinrichtung
18 über die Kupplung 20 auf die Halteeinrichtung 19 und damit auf das Werkstück
W übertragen. Die sich ergebenden Bewegungen der Teile werden durch die Buchstaben
C in Fig. 1 angedeutet und verlaufen um
die Achse der Kupplung
20.
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Die Halter 18 und 19 für die Schablone und das Werkstück wer den um
die senkrechten Achsen der zugehörigen Schwenklager 16 und 17 mittels eines hydraulischbetätigbaren
Rüttelzylinders 22 entsprechend der Pfeile D bewegt. Dem Zylinder 22 ist ein Schwenkarm
und ein Verbindungsgestänge 23 zugeordnet. Diese Bewegung findet statt unter der
Kontrolle eines entsprechenden hydraulischen Kreises, sowie Begrenzungsschaltern
am Ende des von Seite zu Seite verlaufenden Querzyklus oder nach einer begrenzten
Anzahl solcher Zyklen, welche die Halteeinrichtungen 18 und 19 ausführen. Der Zweck
der Schwing- oder Rüttelbewegung für die Schablone T und das Werkstück W an diesen
Intervallen besteht allein darin, die Wirkung des Feinbearbeitungs-Werkzeugkopfes
H, wie er durch ein endloses Schleifband Bt und ein Kontaktrad Wh gebildet wird,
parallel zu der Vorderkante und der rückwärtigen Kante des Werkstückes W zu halten,
wenn das Schleifband Bt anfänglich in Eingriff gelangt oder sich schließlich vom
Werkstück trennt, sowie parallel zu den Zonen der Querbewegung zwischen diesen extremen
Fällen. Wenn das Werkstück parallele Seiten aufweist, kann der Zylinder 22, der
Schwenkarm und das Verbindungsgestänge 23 stillgelegt oder weggelassen werden.
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Eine solche kontrollierte und intermittierende fortgesetzte schrittweise
Einstellung des Bandes Bt und des Kontaktrades Wh erfolgt um eine Achse, die etwa
um 900 zur senkrechten Ebene verläuft, welche die Achse des Rades einschließt und
erfolgt
weiterhin unter der Steuerung eines schwenkbaren Fühlkopfes
24, der so angeordnet ist, daß er von oben her an der Schablone T direkt oberhalb
der Widerlagereinheit 21 angreift. Der Kopf 24 steuert entsprechende Begrenzungsschalter,
die ihrerseits die Einjustierung des Kontaktrades Wh in einer senkrechten Ebene,
sowie um die horizontale 90Achse überwacht, die oben erwähnt wurde. Die Begrenzungsschalter
steuern einen hydraulischen Zylinder für die Oszillation der Fühleinrichtung und
des Schleifbandkopfes und der zugehörigen Gestängeeinheit 25, die in Fig. 4A gezeigt
ist und die hinter der aufrechten Wand 26 der Maschine angeordnet ist. Ein pneumatischbetätigbarer
Hubzylinder, sowie eine Dämpfungs- und Geschwindigkeitssteuereinrichtung dienen
dazu, die Berührung zwischen dem Fühlerkopf 24 und der Schablone T herzustellen
und aufrechtzuerhalten und die Geschwindigkeit der Kopfbetätigung beim Heben und
Senken gegenüber der Schablone T zu steuern.
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Auf diese Weise besitzt der Fühlerkopf 24, der von oben her mit der
Schablone T in Berührung steht, eine geringfügige Schwenkbewegung, die an eine eigentliche
Fühlereinrichtung des Kopfes über eine in Querrichtung verlaufende Schwenkachse
an dem Fühlerkopf selber weitergeleitet wird. Diese Bewegung wird aufgenommen, wenn
die Schablone T unterhalb des Kopfes 24 in horizontaler Richtung hinwegbewegt wird
und verläuft in einer senkrechten Ebene, welche die Richtung der seitlichen Bewegung
der Schablone umfaßt. Eine sehr begrenzte Schwenkbewegung des Fühlerelementes in
der beschriebenen Weise schließt und unterbricht
bestimmte Begrenzungsschalter,
die ihrerseits wieder über Solenoidventile oder dgl. Mittel den hydraulischen Zylinder
und die Gestängeanordnung 25 steuern.
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Die Untereinheit 25 veranlaßt, wenn sie in Abhänigkeit von der Tätigkeit
der Begrenzungsschalter am Fühlerkopf 24 ausgelöst wird, Montageplatten 27 und 28,
welche schwalbenschwanzförmig ausgebildet und eine oszillierende Einstellung für
den Fühlerkopf 24 und den Feinbearbeitungskopf H ermöglichen, geringfügig um parallele
und querverlaufende horizontale Achsen zu schwenken, mit dem Ergebnis, daß das Schleifband
Bt des Feinbearbeitungskopfes zuverlässig einen vollen Linienkontakt im Arbeitsbereich
mit der Oberfläche des Werkstückes W beibehält.
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An dieser Stelle erscheint es zweckmäßig, kurz die weiteren Ausrüstungen,
die mit der Maschine zur Speisung der hydraulischen Komponenten, für die pneumatische
Einstellung der Teile, sowie für die Steuerung bestimmter Bewegungen und dgl. durch
die Begrenzungsschalter zu erwähnen.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3 und 4 ist ein entsprechend ausgelegbr
Elektromotor 30 gemäß Fig 3 antriebsmäßig über eine Kupplung 31 mit einer hydraulischen
Pumpe 32 verbunden, der die Hydraulikflüssigkeit aus einem Akumulatortank 33 zugeführt
wird, dessen Füllarmatur bei 34 angedeutet ist. Das erforderliche, hydraulische
Leitungssystem, welches die hydraulische Krafteinheit 30, 32 mit den entsprechenden
Zylindern verbindet, ist in den Zeichnungen nicht dargestellt, ebensowenig
wie
andere, allgemein notwendige Druckleitungen, Verdrahtungen für die elektrischen
Begrenzungsschalter und dgl.. Dies ist im Interesse der Vereinfachung und Klarheit
geschehen und zulässig, da die Art und Weise solcher Verbindungen für den Fachmann
offensichtlich sind, sobald die Natur der gewünschten Bewegungen und Steuerungen
deutlich geworden ist. Fig. 14 deutet eine für die Praxis vorgeschlagene Verdrahtung
an.
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Der Fühlerkopf 24 weist eine eigentliche Fühlereinheit 36 auf, die
an dem Ende einer aus parallelen Armen bestehenden Unterstützung 37 getragen wird,
welche ihrerseits schwenkbar mit ihrem rückwärtigen Ende an den oszillierenden Platten
27 angelenkt sind, von denen Einzelheiten weiter unten dargelegt werden. Die senkrechte
Stellung der Unterstützung 37 wird mit Hil-, fe eines pneumatischen Heb- und Senkzyiinders
39 eingestellt und aufrechterhalten, wobei eine Geschwindigkeitskontrolle für diese
Bewegung durch eine Dämpfungseinheit 40 ausgeübt wird.
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Unter Bezugnahme auf die senkrechte Unterstützung des Kontaktrades
Wh, um welches das endlose Schleifband Bt gelegt ist, ist ersichtlich, daß dieses
in Fig. 4 dargestellte Rad durch einen schwenkbaren Arm 42 unterstützt wird, der
selber in der senkrecht einstellbaren oszillierenden, schwalbenschwanzförmigen Platte
28 montiert ist. Einzelmerkmale dieser Anordnung und deren Arbeitsweise, z.B. die
gemeinsame Verschwenkung mit der oszillierenden, schwalbenschwanzförmigen Halterung
bei 27 für den Tastkopf 24 werden weiter unten beschrieben. Für den Moment reicht
es aus, festzustellen, daß der Arm 42 für die
Kontaktrolle das
durch einen Motor angetriebene Schleifband Bt in Berührung mit dem Werkstück W bringt
und zwar unter der Einwirkung eines. pneumatischen Druckes, der auf den Arm durch
einen Luftzylinder 43 ausgeübt wird, sowie unter einer Geschwindigkeitskontrolle
durch die Dämpfungseinrichtung 44.
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Die Bezugsnummer 46 nach Fig. 1 bezeichnet allgemein eine Kontrollventileinheit,
die auf der Maschine montiert ist und die dazu dient, pneumatische Einstellungen
für die Arbeitsweise des Zylinders 39 für den Fühlerkopf und den Zylinder 43 für
den Arbeitskopf zu ermöglichen. Mit der Bezugsziffer 47 wird eine weitere Ventileinheit
bezeichnet, die Nadelventile zur Geschwindigkeitssteuerung, die nicht gezeigt sind,
umfaßt, welche zur Steuerung der Arbeitsweise der verschiedenen hydraulischen Zylinder
dienen. Mit der Bezugsziffer 48 ist ein elektrischer Anschlußkasten bezeichnet,
während 49 eine Steuertafel mit Druckknöpfen wiedergibt. Die Merkmale und die Arbeitsweise
dieser verschiedenen Arbeitselemente werden weiter unten im einzelnen noch erläutert.
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Die für die schrittweise, sowie für die Querbewegung dienende Einrichtung
12 ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt und läßt sich am besten in Verbindung mit den
Fig. 1 bis 4 erkennen. Sie dient dazu, um den Haltern 18 und 19 für die Schablone,
bzw.
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das Werkstück eine von vorne nach hinten und umgekehrt verlaufende
schrittweise Bewegung und eine horizontale von Seite zu Seite hin und her gehende
Querbewegung zu erteilen. Die unten
liegende, von vorne nach hinten
und umgekehrt schrittweise arbeitende Untereinheit 14 umfaßt, wie schon erwähnt,
eine langgestreckt, rechteckförmige Grundplatte 11 mit starren, aufrechten, vorderen
und rückwärtigen Halterungen 51, an denen die Enden von zwei langgestreckten parallelen
Führungsstangen 52 starr befestigt sind. Diese Stangen erstrecken sich jeweils durch
Kugellagerbuchsen 53, die an einer Bodenplatte 54 der die Querbewegung ausführenden
Untereinheit 13 befestigt sind und von dieser nach unten ragen. Die Platte 54 trägt
weiterhin zwei die Last aufnehmende Rollen 55 an den Buchsen 53, welche Rollen auf
der Oberseite der Grundplatte 11 laufen, so daß die Untereinheit 13 eine hochwirksame
Gleitmontage mit fehlender Reibung aufweist und bei ihrer Bewegung auf den Stangen
52 während der schrittweisen Bewegung von vorne nach hinten und umgekehrt geführt
wird. Falls erwünscht und zur Erreichung einer noch höheren Stabilität können die
die Last aufnehmenden Rollen auch auf noch weiter voneinander entfernten Bahnen
laufen, wie dies in strichpunktierter Linie bei 55' in Fig. 2 angedeutet ist.
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Die Führungsstangen 52 sind durch langgestreckte Faltenbalge 56 geschützt,
die mit ihren äußeren Enden jeweils an den zugehört gen Stangen und mit ihren inneren
Enden an den Gehäusen der Kugelllagerbuchsen 53 befestigt sind. Die Anordnung kann,
falls erwünscht, noch weiter durch Deckelplatten 57 geschützt werden, die sich von
der Oberseite der Endhalter 51 nach innen erstrekken. Die Platte 54 trägt einen
zentralen, nach unten ragenden Seitenflansch 59, mit dem arbeitsmäßig das Ende der
Kolbenstange 61 eines horizontal angeordneten hydraulischen Zylinders 62
verbunden
ist. Dieser Zylinder selbst ist an dem vordersten der beiden aufrechten Halter 51
an der Grundplatte 11 festgelegt.
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Ahnliche Maßnahmen sind zur Anbringung der Platte 15 getroffen, welche
die Schwenklager 16 und 17 für die horizontale, hin und her gehende Bewegung der
Halter der Schablone und des Werkstükkes tragen. Zu diesem Zweck weist die Platte
54 zwei aufrechte Stirnhalter .63 auf, wobei ein hydraulischer Zylinder 64 parallel
zwischen Führungsstangen 65 an einen dieser Halter befestigt ist, während die Kolbenstange
67 dieses Zylinders arbeitsmäßig mit der Platte 15 verbunden ist. Dies ist mit Hilfe
einer-allgemein rechteckförmigen Platte 68 erfolgt, auf der die Platte 15 festgeschweißt
oder in anderer Weise festgelegt ist. Die Platte 68 trägt einen nach unten ragenden
Halter 69 an einem Ende, mit dem die Kolbenstange 67 arbeitsmäßig verbunden ist.
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Die Platte 68 weist auf ihrer Unterseite einen Satz von Kugellagerbuchsen
70 auf, um die Platte 68 auf den Stangen 65 zu führen, wobei wie im Falle der Führungsstangen
52 auch die Führungsstangen 65 durch Einhüllen in flexible Walkhülsen 71 geschützt
werden, die mit ihren äußeren Enden an den Stangen und mit ihren inneren Enden an
den Gehäusen der Kugellagerbuchsen 70 festgelegt sind. Die Last der Platte 68 und
der zur Unterstützung von Schablone und Werkstück dienenden Platte 15 wird durch
Rollen 72 auf der Platte, bzw. den Lagerbuchsen 70 aufgenommen, die auf der Grundplatte
54 der quer verfahrbaren Einheit 13 laufen.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die querverfahrbare Platte 15 mit einer
Verlängerungsstange 72 versehen, welche im Abstand angeordnete Anschläge 72' aufweist,
die an einem aufrechten Anschlag 73 auf dem rechtsseitigen Halter 63 der Querplatte
angeordnet sind, wobei das Anschlagen erfolgt, wenn die Halter 18 und 19 für die
Schablone und das Werkstück ihre gewünschten Endstellungen für die seitliche Hubbewegung
erreichen. Dadurch wird eine ungewünschte und unnützliche Weiterfahrt in Querrichtung
verhindert. Die untere, die Bewegung von vorne nach hinten und umgekehrt schrittweise
ausführende Untereinheit 14 weist ähnliche, die Bewegung begrenzende Anschläge auf.
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Die die Schablone und das Werkstück unterstützende Halte- und Kupplungseinrichtung
geht am besten aus den Fig. 1, 2, 7 und 8 hervor, und umfaßt allgemein die aufrechten,
reibungsfreien Schwenklager 16 und 17, die neben den sich gegenüberliegenden Enden
des schrittweise verfahrbaren Schlittens 15 angeordnet sind. Weiterhin ist ein Gestänge
23 vorgesehen, das periodisch durch den hydraulischen Zylinder 22 betätigt wird.
Weiterhin gehören dazu die Halteeinrichtungen 18 und 19 für die Schablone und das
Werkstück. Durch die Betätigung des Zylinders 22 werden die Halteeinrichtungen über
eng begrenzte Winkelbereiche um die zugehörigen Achsen der Einheiten 16 und 17,
und zwar in Koordinierung mit einer Bewegung um eine horizontale Achse, welche die
Universalverbindung 20 umfaßt.
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Die Schwenkeinheit 16 weist ein inneres, reibungsfreies Lager, das
nicht gezeigt ist, auf, welches einen in Querrichtung bewegbare
Schwenkarm
74 unterstützt. Auf diesem ist eine starre Grundplatte 75 des Halters 18 für die
Schablone fest montiert.
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Diese Grundplatte ist mit zwei in Längsrichtung in Abstand angeordneten
und horizontal einstellbaren Nockenstangen 76 und 77 ausgerüstet. Diese Elemente
wirken bei der Steuerung der Dauer und des Ausmaßes der Bewegungen der Halteeinheiten
18 und 19 mit, wenn diese in horizontaler Querrichtung durch die Haupteinrichtung
12 bewegt werden.
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Das Grundelement 75 des Halters 18 für die Schablone ist mit aufrechten
Spindel- und Reitstockelementen 78, 79, versehen, deren Merkmale weiter unten noch
im einzelnen beschrieben werden. Die Elemente dienen zum festen Einklemmen der Enden
einer in vorliestimmter Weise speziell und sehr genau geformten Schablone T, wobei
die reversierende Querbewegung der Halter 18 und 19 von dem Angreifen von Nockenelementen
76 und 77 an einem entsprechenden Begrenzungsschalt-er LS-1 abgeleitet werden, welche
in den schematischen Darstellungen der Fig. 13 und 14 angedeutet sind.
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Die aufrechte Schwenkeinheit 17 ist identisch zu der Einheit 16 ausgebildet
und trägt an ihrer Oberseite eine in horizontaler Richtung langgestreckte Grundplatte
81, die mit der Halteeinrichtung 19 für das Werkstück starr befestigt ist. Diese
Unterstützung erfolgt mit Hilfe eines Armes 82, der auf der Einheit 17 aufgekeilt
ist und durch diese schwenkbar unterstützt wird und der sich exzentrisch von der
senkrecht#n Achse dieser Einheit weg erstreckt. Der Grundhalter 81 trägt starr eine
aufrechte
Spindel 83 der Halteeinrichtung 19 ebenso wie einen
Reitstock 84, der im axialen Abstand von der Spindel angeordnet ist. Die Elemente
83 und 84 gestatten ein festes Einklemmen des Werkstückes W in allgemein koaxialer
Beziehung zu der Schablone T. Die Elemente 78, 79, sowie 83 und 84 werden weiter
unten noch näher beschrieben. Wie bereits früher bemerkt, stellt ein typisches Werkstück
W eine Turbinenkompressorschaufel dar, von der annähernd eine Hälfte in genau gewünschter
Umrißgestalt und Abmessungen durch die Schablone T wiedergegeben wird.
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Wenn diese Hälfte des Werkstückes durch die Bearbeitungsmaschine fertiggestellt
ist, kann eine unterschiedliche Schablone angewendet werden, um die andere Hälfte
nach Umkehren des Werkstückes zu bearbeiten. Dies kann auch einen Ersatz der Spindel-und
Reitstockklemmeinrichtungen erforderlich machen, was jedoch für das Wesen der Erfindung
ohne Bedeutung ist.
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Um die Halteeinrichtungen 18 und 19 für begrenzte, periodische Oszillationsbewegungen
um die aufrechten Achsen der Schwenkeinheiten 16 und 17 bewegen zu können, wie dies
durch die gekrümmten Doppelpfeile D in Fig. 1 gezeigt ist, ist das vordere Ende
des Schwenkarmes 74 mit dem Arm 82 einer Einheit 19 über einen in der Länge einstellbaren
spannschloßartigen Lenker 86 des Verbindungsgestänges 23 verbunden, von welchem
Gestänge die Arme 74, 82 und der Lenker 86 einen Teil bilden. Der Lenker 86 ist
an die Arme 74 und 82 mit am Lenker angeformten augenförmigen Stücken 86' angelenkt.
Das Verbindungsgestänge wird in kleinen Schritten einer horizontalen Winkelbewegung
nur dann betätigt, wenn Werkstück W und Schablone T keine parallel
verlaufenden
Längskanten aufweisen. Die Schwenkbewegung wird von einem hydraulischen Zylinder
22 abgeleitet, dessen nicht dargestellte Kolbenstange bei 22' nach Fig. 8 an das
Ende des Schwenkarmes 74 angelenkt ist, welches dem Ende gegenüberliegt, an dem
der Lenker 86 bei 86' angelenkt ist. Der Zylinder 22 ist in horizontaler Lage an
einer aufrechtstehenden Halterung 87 auf der -horizontalen Querplatte 15 montiert.
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In dem erwähnten Fall, in dem keine parallelen Seiten am Werkstück
oder an dem Schaufelrad W, das bearbeitet werden soll, vorhanden sind, überträgt
der Zylinder 22 einen kleinen mechanischen Rüttelimpuls auf den Schwenkarm 74 jeweils
am Ende Jedes Querzyklusses des Werkstückes. Diese Bewegung gestattet nach Übertragung
durch das Gestänge 23 den Feinbearbeitungskopf H zu jeder Zeit in einer Wirkungslinie
zu halten, die im horizontalen Sinne parallel zu den Zonen des Werkstückes W verläuft,
welches unterhalb des Bearbeitungskopfes in horizontaler Quer- und Längsbewegung
verschoben wird. Dies bestimmt insbesondere die schrittweisen Zonen, an denen der
Bearbeitungskopf erste Berührung mit einer Kante oder Ecke des Werkstückes macht,
bzw. die gegenüberliegende Kante eines mit nicht parallele len Kanten ausgerüsteten
Werkstückes verläßt, was ebenso für die dazwischenliegenden, überlappenden oder
eintauchenden Zonen gilt.
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Die Fig. 7 und 8 in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 zeigen am besten
die strukturellen Merkmale der Elemente 78 und 19 der Montageeinheit oder Halteeinheit
18 für die Schablone sowie
die entsprechenden Elemente 83 und 84
des Halters 19 für das Werkstück. Weiterhin ist in diesen Figuren die spezielle
Universalverbindung 20 gezeigt, welche im wesentlichen koaxial die Schablone T und
das Werkstück W verbindet, um sicherzustellen, daß diese gemeinsame, begrenzte und
durch Nocken bestimmte Drehbewegungen um eine im wesentlichen horizontale, gemeinsame
Achse ausführen.
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Wie am besten in den Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist eine aufrechte
Halterung 88 für die Untereinheit 78 der Schablone vorgesehen, welche um eine horizontale
Achse eines Spindelstockes 89 drehbar ist. Diese Vorrichtung ist mit Backen 90 zum
Festklemmen der Schablone T an einem Ende versehen.
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Die Halterung 88 ist gemäß Fig. 8 auf der oszillierenden Platte 75
montiert, die durch den Schwenkarm 74 unterstützt wird und die langgestreckte, parallele
Schlitze 90 aufweist, um die Nokkenstangen 76 und 77 in ihrer Winkelstellung einzustellen,
welche dann in der eingestellten Lage starr festgeklemmt werden, um gemäß Fig. 1
das Ausmaß der Querbewegung von Schablone und Werkstück durch Anschlag zu begrenzen.
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Der Reitstock 79 der Halterung 18 für die Schablone umfaßt eine aufrechte
Halterung 93 am Ende der Platte 75 gegenüber dem Spindelstock 78. Die Halterung
93 dient zur Lagerung eines drehbaren Reitstockes 94 mit Klemmbacken 95 zum Festklemmen
des rechten Endes in den Fig. 2, 7 und 8 der Schablone T. Der Reitstock 94 umfaßt
einen Gabelschuh 96, der durch die Halterung
95 vorspringt und
über den die Halterung 18 arbeitsmäßig mit der Universalkupplung 20 verbunden ist.
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Der Spindelstock 83 der Halterung 19 für das Werkstück ist, wie Fig.
7 und 8 zeigen, mit der Universalkupplung 20 über einen Gabelschuh 100 der Vorrichtung
verbunden. Der Spindelstock 83 umfaßt weiter einen aufrechten Halter 101 mit einer
langgestreckten, horizontalen Verlängerung 102, die nach Fig. 1 an der Grundplatte
81 der Halterung 19 für das Werkstück festgeschraubt ist. Die Kupplungsgabel 100
ist in einem oberen Ansatz 103 der Halterung 101 horizontal gelagert und trägt an
seinem rechtsseitigen Ende eine zweiteilige Klemme 104, in der das linke Ende der
Werkstückschaufel W festgeklemmt ist. Die Klemme.
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104 kann gelöst und festgezogen werden durch Handbetätigung eines
entsprechenden Handstückes 105.
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Das rechte Ende der Grundplatte 81 weist gemäß Fig. 1 und 8 einen
aufrechten Halter 107 auf, der auf der Oberseite festgeschraubt ist. Diese Halterung
trägt obere, rohrförmige Ansätze 108 und 109, in deren in Fluchtung stehenden Bohrungen
die Zentrierspindel 110 des Reitstockes 83 koaxial aufgenommen ist, welche mit Gewinde
in Eingriff mit dem Ansatz 108 steht. In ähnlicher, bekannter Weise ist die Zentrierspindel
110 durch das Handrad 111 axial verstellbar, um in einer Ausnehmung des rechtsseitigen
Endes des Werkstückes W dieses zu zentrieren.
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Wie zuvor vermerkt, können bei Umkehrung des Werkstückes zur Feinbearbeitung
seines anderen Endes andere Spindel stöcke und Reitetöcke erforderlich sein. Hierauf
wird weiter unten noch
näher eingegangen.
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Aus den Fig. 7 und 8 wird in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 weiter
deutlich, daß die spezielle Universalkupplung 20 zweiteilig ausgebildet und axial
verschiebbar ist. Sie umfaßt eine langgestreckte Hülse 113 mit einer zylindrischen
Bohrung 114 mit einer Keilnut 115. Die Hülse 113 ist mit einem rechtsseitigen Gabelstück
116 verstiftet, welches in das Gabelstück 100 des Spindelstockes 84 des Werkstückes
zusammenpaßt.
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Das andere Hauptelement der Universalverbindung 20 ist eine langgestreckte
Stange 118, welche mit einem Ende in der Hülsenbohrung 114 aufgenommen ist und einen
in die Keilnut eingreifenden Keil aufweist, so daß die Teile axial verschiebbar,
jedoch in Drehrichtung miteinander verbunden sind. Die Stange 117 ist am anderen
Ende ebenfalls mit einem Gabelstück 118 verstiftet, das in das Gabelstück 96 des
Reitstockes 94 der Schablone paßt.
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Ein axial dehn- und zusammenziehbares Schutzelement 117' aus schraubenförmig
gewickeltem Federstahlstreifen umgibt die Stange 117 zwischen der Hülse 113 und
dem Gabelstück 118 und schützt die Stange.
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Wenn die Schablone T langsam oszilliert wird unter der Wirkung der
Nockenkraft auf die Kugeleinheit 21 bei der horizontalen Querbewegung der Schablone
unter dem Fühlkopf 24, wird diese Drehbewegung mit großer Genauigkeit über die Kupplung
20 übertragen. Dabei können die Hülsen und Stangen 113 und 117 der Kupplung eine
relative, axiale Gleitbewegung ausführen. Außerdem
können alle
zusammengesetzten Bewegungen von Werkstück und Schablone gefolgt werden, und zwar
gleichzeitig zusammen mit der drehbaren Übertragung eines Drehmomentes durch die
Kupplung 20.
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Die Untereinheit des Tastkopfes 24 und in Verbindung damit die schwalbenschwanzförmig
ausgebildete Tragplatte 27, welche den Tastkopf an der aufrechten Wand 26 der Maschine
abstützt, sind am besten aus den Fig. 9 bis 12 in Verbindung mit den Fig. 1 und
3 ersichtlich. Der Tastkopf 24 umfaßt einen in senkrechter Richtung langgestreckten
und relativ massiven Grundkörper 119, der gemäß Fig. 11 und 12 einen rechteckförmigen
Querschnitt aufweist und über Bolzen 121 zwischen den parallelen Armplatten 120
der schwenkbaren Stützarmanordnung 37' befestigt ist. Weitere Einzelheiten dieser
Anordnung und ihrer Montage an der oszillierenden Platte 27 werden weiter unten
beschrieben.
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Der Block 119 weist zwei in senkrechter Richtung langgestreckte parallele
Bohrungen 122 auf, die an ihren oberen und unteren Enden eingesenkt sind, um darin
Buchsen 123 zu befestigen. Diese dienen zur schwimmenden Führung von zwei langgestreckten
Mitnehmerstangen 125. Die unteren Enden dieser Stangen liegen direkt über einem
Schwenkstück 127 von umgekehrt U-förmigem Querschnitt. Dieses Schwenkstück ist schwenkbar
auf einem Querstift 128 zwischen zwei gekrümmten, unteren Ohren 129 gelagert, die
mit dem Block 119 integral ausgebildet sind. Zwei Pu~hlerrollen 130 sind über Stifte
131 zwischen den Armen der Schwenkplatte 127 drehbar gelagert. Wie Fig. 11 erkennen
läßt,
sind die Fühlerrollen von quasi-kugelförmiger Gestalt, so
daß sie nicht nur einen rollenden Fühlkontakt mit der Oberfläche der Schablone T
aufweisen, wenn diese in Querrichtung unterhalb des Tastkopfes 24 verschoben wird,
sondern auch ein Minimum von Reibungseingriff mit der Schablone zeigen, wenn die
letztere um eine horizontale Achse unter dem Einfluß der Reaktionseinheit 21 während
der horizontalen Verschiebungsbewegung verschwenkt.
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Wie am besten aus Fig. 1i hervorgeht, und zwar in Verbindung mit den
Fig. 1 und 3, ist die Kuge# r'eaktionseinheit 21 auf einem sich horizontal und von
rückwärts nach vorne erstreckenden Haltestreifen 132 montiert, der seinerseits an
einer aus Winkeleisen bestehenden Haltekonstruktion 134 angeschweißt oder in anderer
Weise befestigt ist, die ihrerseits mit der Grundplatte 10 und der aufrechten Wand
26 der Maschine verbunden ist.
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Eine gehärtete, reibungsfreie Reaktionskugel 135 der Einheit 21 wird
gemäß Fig. 11 durch einen Block 136 unterstützt, der wie Fig. 12 erkennen läßt,
direkt unterhalb des Schwenkstückes 127 der Fühlerrolle des Tastkopfes angeordnet
ist und in horizontaler Richtung zwischen den Rollen 130 zentriert ist, die durch
das Schwenkstück 127 getragen werden. Eine hochwirksame, reibungsfreie Lagerung
der Reaktionskugel 135 für universelle Rollbewegung im Block 136 wird mit Hilfe
einer Anzahl gehärteter Kugellagerkugeln 137 erreicht, die in einer halbkugelschalenförmigen,
nach oben offenen Sitzfläche 138, im Block 136
zwischen dem Block
und der Kugel 135 angeordnet sind. Der Block 136 ist einstellbar am Ende des Haltestreifens
132 mit Hilfe eines zentral nach unten ragenden Schaftes 139 montiert, der in dem
Arm eingeschraubt ist und mit einer Sperrmutter 140 versehen ist.
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Der Block 119 des Tastkopfes weist fest montiert an seiner Oberseite
gemäß Fig. 11 und 12 einen Begrenzungsschalter 142 auf, der zwei in Querrichtung
im Abstand angeordnete Begrenzungsschaltelemente LS-5 und LS-6 besitzt, die jeweils
nach unten ragende Betätigungskolben 143 aufweisen. Die unteren Enden dieser Kolben
überlagern direkt horizontale Gewindeverlängerungen 144 auf den Oberseiten der beiden
schwimmend gelagerten Mitnehmerstangen 125. Die Schaltelemente LS-5 und LS-6 sind
normalerweise offen und weisen zu diesem Zweck einen sehr kleinen Öffnungsspalt
von beispielsweise 0,08 mm zwischen den Schaltelementen und den Verlängerungen 144
auf, wenn sich die Fühlrollen des Tastkopfes in ihrer neutralen Stellung befinden,
d.h. normalerweise mit ihren Achsen in einer horizontalen Ebene.
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Demgemäß wird bei Ablenkung der einen oder der anderen Rolle 130 über
diese Spaltabmessungen hinaus, und zwar bei der horizontalen Querbewegung der Schablone
T unter dem Tastkopf 24 in Richtung des doppelköpfigen Pfeiles nach Fig. 12, die
entspregehende Mitnehmerstange 125 das dazugehörige Schaltelement LS-5 oder LS-6
betätigen und dieses für die Dauer der Ablenkung schließen. Das Ergebnis ist das
Einschalten eines nicht dargestellten
Kreises, der entsprechende,
nicht dargestellte, Solenoidventile betätigt, wodurch der hydraulische Zylinder
25 hinter der Wand 26 der Maschine gemäß Fig. 4A in der einen oder anderen Richtung
betätigt wird. Aufgrund des noch zu beschreibenden Gestänges werden hierdurch Teile
der zugehörigen oszillierenden Montageplatteneinheiten 27 und 28 entsprechend in
begrenztem Maße verdreht, um das Feinbearbeitungsband Bt, das um das Kontaktrad
vih geschlungen ist, in einem festen, linienförmigen Bearbeitungskontakt mit der
horizontal wandernden und axial schwenkenden Fläche des Werkstückes W zu halten.
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Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird über die Montageplatte 28 auch
der Tastkopf über seine Montageplatte 27 in einer entsprechenden Weise verschwenkt,
um den Tastkopf 24 in eine Winkelstellung entsprechend der des Kontaktrades YIh
zu bringen. Dadurch wird die eine oder die andere Mitnehmerstange 125 normalisiert
oder neutralisiert und löst sich von dem zugehörigen Kolben 143 des betätigten Schaltelementes,
um dieses wieder zu öffnen und den Schwenkzylinder 25 stillzusetzen.
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Dieser Zustand bleibt aufrechterhalten, bis eine weitere Ablenkung
der Fühlerrolle in dem einen oder anderen Sinne dazu führt, daß das eine oder andere
Schaltelement LS-5 oder LS-6 geschlossen und der zugehörige elektrische Steuerkreis
eingeschaltet wird, worauf erneut der hydraulische Zylinder 25 in der einen oder
anderen Richtung betätigt wird, um die Tragplatten 27 und 28 entsprechend zu verschwenken
und in entsprechender Weise der Tastkopf und den Feinbearbeitungskopf einzu#tellen.
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Wie am besten aus Fig. 11 hervorgeht, ist der Grundkörper 119 des
Tastkopfes 24 mittels Schrauben 146 an einer Widerlagerplatte 147 befestigt, welche
die Armabschnitte 120 der Einheit 37 überspannt. Diese Armplatten sind durch reibungsfreie
Lager oder Buchsen 148 mit zwei weiteren, parallelen Armelementen 149 der Montageeinheit
37 verbunden, welche Arme eine wesentliche Länge aufweisen, wie aus den Fig. 3 und
9 hervorgeht. Sie sind weiter an ihren rückwärtigen Enden an Halterungen 150 gelagert,
welche von der oszillierenden Montageplatte 27 in einer nachfolgend zu beschreibenden
Weise getragen werden.
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Die Verbindung der Arme 149 mit der Halterung 150 erfolgt über reibungsfreie
Lager oder Buchsen 151. Weiterhin ist ein spannschloßartiges Verbindungselement
152 schwenkbar an seinen entgegengesetzten Enden mit einem der schwenkbaren Arme
120 der Tragkonstruktion 37 und mit einem herabhängenden Kurbelarm 153 verbunden,
der an einem der Arme 149 an der Buchse 151 befestigt ist. Dadurch wird ein parallelogrammartiges
Gestänge 37 gebildet, das einstellbar den Tastkopf 24 unterstützt.
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Der pneumatische Hubzylinder 39, sowie die dämpfungsartig ausgebildete
Geschwindigkeitssteuereinheit 40 sind arbeitsmäßig mit dem Paralle U grammgestänge
37 verbunden und zwar an einem der Arme 149, so daß bei Einschalten des Zylinders
39 in der einen oder anderen Richtung der Tastkopf 24 angehoben oder gesenkt wird
und zwar mit einem merklichen Reibungswiderstand, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit
durch die Einheit 40 geregelt wird, Die Einheiten 39 und 40 sind auf einem Arm 154
oberhalb der Hal
f terung 150 montiert.
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Wie am besten aus den Fig. 9 und 10 hervorgeht, aber auch aus den
Fig. 1, 3 und 4 erkennbar ist, ist die oszillierende Montageeinheit 27 mit einer
relativ massiven Montageplatte 155 versehen, die im wesentlichen rechteckförmige
Umrißgestalt aufweist und nahe ihrem Boden an der Maschinenwand 26 durch einen kräftig
ausgebildeten Stift 156 schwenkbar gelagert ist. Aus den Fig. 2, 9 und 10 kann entnommen
werden, daß dieser Stift und die Schwenkachse des die Bewegungsabnahmerollen tragenden
Schwenkstückes 127 im wesentlichen in Richtung von vorne nach hinten in der Maschine
in Fluchtung stehen. Wie am besten aus Fig. 10 hervorgeht, ist die obere Kante 157
der Schwenkplatte 155 geringfüg;Lg konvex gekrümmt. In dieser oberen Zone wird die
Platte in Richtung von vorne-nach hinten gehalten und zwar durch einen gekrümmten
Halter 158, der an der Wand 26 befestigt ist und einen umgekehrt L-förmigen Querschnitt
aufweist, der eine einstückige Lippe 159 aufweist, die über die Oberseite und die
Frontseite der Platte 155 greift. Die schwenkbare Einstellbewegung der Platte 155
um ihre Achse des Stiftes 156 ist in etwas übertriebener Weise in gestrichelten
Linien in Fig. 10 gezeigt.
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Diese Wirkung wird hergeleitet von dem Einschalten des hydraulischen
Zylinders 25 und wird mechanisch über entsprechende Einrichtungen übertragen, die
noch beschrieben werden.
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Eine zweite Komponente der oszillierenden Montageplatte 27 ist ein
Element 160 mit schwalbenschwanzförmigen, in senkrcll;l~ Richtung verlaufenden Bahnen,
welches an der Vorderizoite der
Platte 155 befestigt ist und damit
einen entsprechend eingepaßten, schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Führungsblock
161 aufnimmt. Der Block weist eine aufrechte, mit Gewinde versehene Einstellschraube
162 auf, die in den Block eingeschraubt ist, jedoch gegen axiale Bewegung gegenüber
dem schwalbenschwanzförmigen Führungsweg 160 in üblicher Weise gehindert wird, wodurch
eine drehbare Einstellung der Schraube 162 eine senkrechte Einstellbewegung in der
einen oder anderen Richtung des Führungsblockes 161 ermöglicht. Die Halterungen
150, welche die Tragarmeinrichtung des Tastkopfes unterstützen, sind an der Vorderseite
des Führungsblockes 161 montiert.
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Aus Fig. 4A, aus der die Tragarmeinheit 37 und die Halterungen 150
weggelassen sind, wird deutlich, daß die o#szillierende Platte 155 mit einem rückwärtigen
Ansatz 164 ausgerüstet ist, der durch einen langgestreckten, gekrumm#ten Schlitz
165 in der Maschinenwand 26 ragt und, wie Fig. 9 zeigt, nahe der Oberseite der Platte
155 angeordnet ist, und zwar im guten Abstand oberhalb des Schwenkzapfens 156 dieser
Platte. Ein augenförmiges Ende 166 der Kolbenstange 167 des hydraulischen Zylinders
25 ist mit einem vom Ansatz 164 vorspringenden Stift antriebsmäßig verbunden.
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Der Zylinder 168 des hydraulischen Zylinders 25 ist gemäß Fig.4A auf
einem Halter 169 verankert, der fest an der rückwärtigen Maschinenwand 26 befestigt
ist und von dieser vorspringt Eine abgesetzte, senkrechte-Verlängerung 170 der Kolbenstange
167
des Zylinders 25 ist arbeitsmäßig mit einem augenförmigen Ende
171 an der oszillierenden Montageplatte 28 des Peinbearbeitungskopfes in einer nachfolgend
zu beschreibenden Weise verbunden.
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Wie aus den Fig. 3, 4, 4A und 4B hervorgeht, ist die Maschinenwand
26 auf ihrer Rückseite durch eine Anzahl von aufrechten Platten 172 von dreieckförmiger
Gestalt versteift.
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Die Montageplatte 28 für den Feinbearbeitungskopf, der allgemein mit
H bezeichnet ist und ein Kontaktrad Wh, sowie ein Bearbeitungsband Bt umfaßt, ist
im wesentlichen identisch mit der oszillierenden Montageplatte 27 für den Tastkopf
24. Aufgrund dieser Ähnlichkeit sind korrespondierende Teile mit entsprechenden
Bezugsziffern, jedoch versehen mit einem oberen Beistrich, bezeichnet. Eine weitergehende
Beschreibung dieser Montageplatte ist aus dem gleichen Grunde überflüssig.
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Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, ist der Schwenkstift156', durch
den die oszillierende Einstellplatte 155' an ihrem unteren Ende schwenkbar montiert
ist, im wesentlichen in Querfluchtung mit dem Punkt, an dem das Werkstück W durch
den Spindelstock 78 der Halteeinrichtung 19 festgeklemmt ist, ebenso, wie der Stift
156 der oszillierenden Montageplatte 27 des Tastkopfes im wesentlichen in Querfluchtung
mit dem Schwenkpunkt am Stift 128 des Schwenkstückes 127 des Tastkopfes 24 ist.
Die schwenkbare Einstellung der Platten 155 und 155' um die genann ten Achsen 156
bzw. 156' unter der Wirkung des hydraulischen Zylinders 25 sind damit identisch,
Wie
aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, wird die Montagearm-Konstruktion 42, mit der das
Kontaktrad Wh für das Band Bt unterstützt wird, über eine rückwärtige Schwenkverbindung
um eine horizontale Achse bei 173 mit einem großen Halter 174 verbunden, der an
der Vorderseite des senkrechten, einstellbaren, schwalbenschwanzförmigen Blockes
161' befestigt ist, der in der Schwalbenschwanzführung 160 der oszillierenden Einstelleinheit
28 geführt ist. Dadurch wird der Feinbearbeitungskopf H und der zugehörige Arm 42
in der Winkelstellung identisch mit dem Tastkopf 24 und der Montageeinheit 27 eingestellt.
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Die Halterung 174 weist ein Schutzgehäuse 175, das gemäß den Fig.
1 und 2 die eine Seite des Halters einschließt und um die Achse 173 an dem Halter
174 schwenkbar montiert ist, auf. Die Achse 173 ist die Achse einer Motorwelle.
Der Motor 176 weist eine Antriebsverbindung mit dem Rad Wh über eine Kraftübertragungskette
oder einen Riemen 177 auf. Der zum Anheben des Feinbearbeitungskopfes dienende,
pneumatische Hubzylinder 43 und die zur Kontrolle der Geschwindigkeit dienende Dämpfungseinrichtung
44 sind auf einer Halteeinrichtung 178 montiert, die von der Wand 26 nach vorne
vorspringt. Diese Einheiten stehen nach unten mit einem Element 179 arbeitsmäßig
in Verbindung, das außen am Gehäuse 175 montiert ist und zwar in einer Weise, die
allgemein der Verbindung mit dem Zylinder 39 und der Dämpfungseinrichtung 40 der
Unterstützungseinrichtung 37 des Tasterkopfes mit der Einheit 27 entspricht.
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Der Grundkörper 81 der Halteeinheit 19 für das Werkstück ist mit einem
entsprechenden Kühlmantel umgeben, der allgemein mit S bezeichnet ist. Dieser Kühlmantel
dient dazu, ein Kühlmittel aufzunehmen und weiterzuleiten, das auf das Werkstück
W durch nicht dargestellte Umlaufmittel gerichtet wird. Dazu gehören zeitgesteuerte
Einrichtungen, welche den im Kühlmittel enthaltenden Schleifstaub entfernen. Der
Riemen und das Rad H sind durch langgestreckte Blechgehäuse C gestützt, während
der Riemen oder das Band Bt im oberen Teil in diesem Gehäuse um eine entsprechende
frei umlaufende Bandscheibe läuft, die nicht dargestellt ist. Das Steuerpult 49
bietet gemäß den Fig. 1 und 2 eine Anzahl von mittels Hand betätigbarer Druckknöpfe
dar, die beispielsweise so in einen Steuerkreis eingeschaltet sind, daß sie ein
handgesteuertes, schrittweises Verschwenken der Halter 18 und 19 für die Schablone
und das Werkstück um die jeweils senkrechte Achse bewirken, wobei durch die Handsteuerung
die automatische Steuerung übersteuert werden kann.
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Die Maschine wird durch elektrische, hydraulische und pneumatische
Kreise gesteuert, welche die Begrenzungsschalter, Zeitgeberrelais, Zähler, sowie
solenoidbetätigte Ventile und dgl, umfassen. Einige von diesen Einheiten sind oben
angedeutet. Es erscheint jedoch nicht wünschenswert, die besonderen Merkmale dieser
Systeme im einzelnen darzustellen, mit Ausnahme der allgemeinen Darlegung im Zusammenhang
mit Fig. 14. Weiterhin genügt auch eine Bezugnahme auf die Fig. 13, um die zeitliche
Arbeitsweise der verschiedenen Komponenten der Einheiten und Untereinheiten zu erkennen.
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Wie schematisch in Fig. 13 angedeutet ist, weist der Schlitten 54,
welcher die Schablone und das Werkstück trägt und von vorne nach hinten schrittweise
bewegt werden kann, eine feste Ar beitsverwindung mit einem relativ langgestreckten
Gewindeelement 182 und einem kürzeren Gewindeelement 183, welches nahe dem vorderen
Ende des anderen Gliedes angeordnet ist, auf.
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Wenn die Schablone T und das Werkstück W ordnungsgemäß an den Haltern
18 und 19 festgeklemmt sind, bringt die Bedienungeperson mittels Hand die Schlitten
15 und 54 in die gewünschte Stellung und justiert die verschiedenen Nocken und Begrenzungsschalter
der Maschine ein, worauf die Einrichtung zur automatischen Arbeitsweise durch Niederdrücken
eines Hauptschalters in der Schalttafel 49 in Gang gesetzt wird.
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In diesem Augenblick wird der Arbeitskopf H durch den Zylinder 44
angehoben, wobei der Tasterkopf 24 durch den Zylinder 38 angehoben wird. Die schrittweise,
in Querrichtung verschiebbare Platte 44, befindet sich in ihrer äußersten, vorderen
Stellung, während der Querschlitten 15 sich in seiner äußersten, linken Stellung
befindet. Der Begrenzungsschalter LS-1 nach Fig. 13 wird so eingeschaltet, daß er
durch eine Nockenstange 77 betätigt wird, wenn ein anfänglicher Hub nach rechts
in den Figuren durch die Platte 15 ausgeführt worden ist.
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Jedoch findet dieser Vorgang nicht statt, bis die schrittweise betätigte
Seitenplatte 54 durch den hydraulischen Zyrinder 62 in Gang gesetzt wird und das
Gewindeelement 182 ausreichend weit verschoben hat, damit der Begrenzungsschalter
LS-2 betätigt
wird. Die Schablone und das Werkstück W befinden
sich zu dieser Zeit direkt unmittelbar unterhalb des Fühlerkopfes 24 und des Feinbearbeitungskopfes
H. Der Schalter LS-2 ist elektrisch mit einem Schaltkreis verbunden, der in Fig.
14 gezeigt ist, um ein Solenoidventil zu betätigen, welches die Zuführung von Druckluft
zu den pneumatischen Zylindern 43 und 39 steuert, die darauf die Taster- und Bearbeitungsköpfe
unter der Zeitkontrolle entsprechender Dämpfungseinrichtungen 40 und 44 absenken.
Der nach rechts gerichtete Hub von Schablone und Werkstück mit der zugehörigen Tragplatte
15 wird dann in Gang gesetzt, bis der Schalter LS-1 durch den Nocken 76 auf der
Schlittenplatte 15 betätigt wird.
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Wenn dies geschehen ist, wird die schrittweise bewegte Schlittenplatte
54 durch den hydraulischen Zylinder 65 unter der Steuerung von wiederholbar betätigbaren
Zeitrelaiseinrichtungen betätigt, um augenblicklich einen kleinen Bewegungsschritt
nach rückwärts auszuführen, in Vorbereitung für einen zweiten Querhub unterhalb
des Fertigbearbeitungsbandes Bt. Die schrittweise Betätigung steht unter der Kontrolle
eines Solenoidventiles, das wiederum durch Relaiseinrichtungen gesteuert wird. Wenn
es jedoch gewünscht wird, kann die Zeitgeberrelaiseinrichtung so eingestellt werden,
daß ein vollständiger Doppelhub ausgeführt wird oder mehr als ein Hub des Querschlittens
15, bevor der Zylinder 64 den Schlitten 54 nach rückwärts um einen kleinen Schritt
weiterbewegt.
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Der nach links führende Hub des Schlittens 15 endet, wenn der Begrenzungsschalter
LS-1 durch die Nockenstange 77 betätigt wird. Darauf erfolgt ein weiterer kleiner
Schritt des Schlittens 15 und 14 nach rückwärts und die zusammenwirkende Quer-und
Schrittbewegungen werden wiederholt, bis die ganze Oberfläche des Werkstückes W
fertigbearbeitet ist, worauf das Gewindeelement 182 auf der schrittweise bewegten
Platte 54 einen Begrenzungsschalter LS-3 betätigt, welcher die schrittweise Betätigung
nach rückwärts beendet.
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Bei diesen Vorgängen tastet der Tasterkopf 24 die Oberfläche der Schablone
2 bei den von rechts nach links verlaufenden hin-und hergehenden Schlittenbewegungen
ab, wobei die Fühlerrollen 130 und die zugehörigen Mitnehmerstangen 124 die Begrenzungsschalter
LS-5 und LS-6 nach Fig. 14 schließen, bzw. öffnen in der oben beschriebenen Weise,
um den gewünschten Winkeleingriff für den Tasterkopf 24 mit der Schablone und eine
gewünschte, linienförmige Bearbeitung zwischen Feinbearbeitungsband Bt und der Werkstückoberfläche
zu gewährleisten.
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Wenn die schrittweise Bewegung, sowie die Querbewegung stattfinden
und das Werkstück in Form einer Schaufel W oder dgl.
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keine parallelen Seiten besitzt, steuern entsprechende Zeitgeberelemente
in dem elektrischen Kreis nach Fig. 14 entsprechende Ventilelemente, um durch Einschalten
des hydraulischen Zylinders 22 eine geringfügige Schwenkbewegung um die senkrechten
Achsen zu erhalten. Durch die Schwenkzylinder werden über die Gestänge 23 die Angriffslinien
des Tasterkopfes 24 und des
Bandes Bt veranlaßt, sich jeweils parallel
zu den vorderen und rüokwärtigen Kanten von Schablone T und Arbeitsstück W anzupassen,
wenn der Feinbearbeitungsfortgang beginnt und endet, wobei der anfängliche Effekt
darin besteht, ein sauberes Eintauchen der in Längsrichtung verlaufenden Bearbeitungszonen
am Werkstück in den Zwischenphasen zu ermöglichen.
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Das Betätigen des Schalters LS-3 durch die Mitnehmerstange 182 veranlaßt
eine Druckumkehr bei dem Hydraulikzylinder 62 des schrittweise bewegten Schlittens.
Die Platte 54 kehrt dabei voll nach vorne zurück, wobei das Mitnehmerglied 183 den
Schalter LS-4 betätigt. Die plattenförmigen Schlitten 15 und 54 für Schablone und
Werkstückhalter 18 und 19 befinden sich nunmehr wieder in der ursprünglichen Startstellung.
Die Betätigung des Schalters LS-4 schaltet einen Sperrkreis nach Fig. 14A und 14B
ein, um einen neuen Querbearbeitungsvorgang mit schrittweisern Vorschub in Längsrichtung
vorzubereiten.
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Der Begrenzungsschalter LS-7, der in Fig. 13 gezeigt ist, ist in dem
elektrischen Schaltkreis so angeordnet, daß er bei Betätigung des Zylinders 22 für
die Schwenkbewegung um die senkrechten Achsen der Druck am Zylinder umgekehrt wird,
um die oszillierenden Platteneinrichtungen 27 und 28 in ihre Ausgangs#tellung zurückzuführen,
welche den Tasterkopf 24 und den Feinbearbeitungskopf H tragen. Diese Plattenvorrichtungen
gelangen dabei in ihre ursprüngliche Winkelstellung in Be&ug auf die zugehörigen
Schwenkpunkte 156 und 156' zurück.
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Der Begrenzungsschalter LS-8 ist eine Sicherheitsvorrichtung in dem
elektrischen Schaltkreis, welche sicherstellt, daß eine Feinbearbeitung nur dann
beginnt, wenn sich der Tasterkopf 24 in der oberen Stellung befindet. Der Begrenzungsschalter
LS-9 ist ebenfalls eine Schutzeinrichtung, um die ganze Maschine stillzusetzen,
wenn das Fertigbearbeitungsband Bt bricht. Der Begrenzungsschalter LS-9 ist in Fig.
14 nicht eingezeichnet.
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Er ist jedoch direkt mit der zweiten Windung eines Leistungstransformators
zusammengeschaltet, über den die Maschine mit Strom versorgt wird. Weitere Steuermittel
sind ebenfalls über Leitungen mit der Sekundärwicklung des Transformators verbunden.
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Es wird bemerkt, daß das flügelförmige Werkstück W nach den Fig. 1
und 2 ein in der Mitte angeordnetes Verstärkungselement M aufweist. Bei der Arbeitsweise
der Maschine, wie sie oben beschrieben worden ist, führt der Pertigbearbeitungskopf
H nurauf den Oberflächenbereich des Schraubenflügels zwischen dem Spindelstock 83
und der mittleren Verstärkung, die als mittlere Einspannvorrichtung M ausgebildet
ist, aus, worauf das Werkstück gelöst und die restliche Oberfläche durch weitere
Mittel fertigbearbeitet wird. Dies erfordert notwendigerweise vier verschiedene
Fertigbearbeitungszyklen. Es ist jedoch möglich, die Gesamtzahl dieser Zyklen auf
zwei zu verringern, wobei die gesamte, nach oben weisende Oberfläche des Werkstückes
zwischen dem Spindelstock 55 und-dem Reitstock 54 fertigbearbeitet wird, worauf
das Werkstück auf der entgegengesetzten Oberfläche in einem weiteren Bearbeitungszyklus
bearbeitet wird. ~
Dies wird möglich dadurch, daß man die gesamte
Querbearbeitung des Werkstückes W annähernd verdoppeln kann, indem man zwei gleiche,
jeweils halbe Querbearbeitungen verwendet und dabei eine Schablone T von entsprechend
vergrößerter Länge verwendet und indem man weiterhin den Fertigbearbeitungskopf
H zusammen mit dem Tasterkopf 24 anhebt, wenn ein Abschnitt der Werkstückoberfläche
fertigbearbeitet ist. Darauf wird der Feinbearbeitungsvorgang auf der Werkstückoberfläche
auf der entgegengesetzten Seite der Mitteleinspannung M wiederholt. Hierdurch wird
die Leistung der Maschine wesentlich erhöht und zwar durch einfache Änderung im
Schema der Programmierung des Arbeitszyklusses, ohne daß mechanische Änderungen
in den Arbeitsteilen notwendig sind. Das bedeutet, daß der Steuerkreis nach Fig.
14 durch Einbringen bestimmter Steuer- und Zeitgeberrelais geändert wird, sowie
durch andere, zugehörige Maßnahmen, ohne daß jedoch die Grundauslegung des Kreises
verändert werden müßte. Die Maschine bleibt im wesentlichen die gleiche in Bezug
auf die verschiedenen, zusammengesetzten Bewegungen ihrer Untereinrichtungen und
in Bezug auf die Mittel, mit denen diese Bewegungen bewirkt werden.
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AnsPrüche