DE2243681A1

DE2243681A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von dichtungen aufnehmenden, langgestreckten nuten in der seitenflaeche eines werkstueckes, insbesondere dem rotor einer rotorbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2243681A1
Application number: DE2243681A
Authority: DE
Inventors: Farrow Malcolm Erf; Oliver Edward Saari; Ploeger U Dipl Ing Vtr
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1973-10-18
Also published as: BR7205887D0; JPS4919489A; CH569542A5; US3786702A; CA974744A; FR2180283A5; IT972863B; AR195078A1; DE2243681C3; GB1410817A; ZA725615B; AU470267B2; DE2243681B2; SE392680B; AU4565472A

Description

dr. ing. H. NEGENDANK · dipl-ing. H. HAUCK · dipl.phys. W. SCHMITZ Dipl. Ing. E. Graalfs Hamburg-München Dipl. Ing. W. Wehnert

ZUSTEILPNGSANSCHRIFT: HAMBURG 30 ■ NEUER WALL 41

TEL. 367428 UND 304110

TEI.EGH. NEGEDAPATENT HAMBURG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23 ILLINOIS TOOL WORKS INC. ¹^""⁰"⁶

8501 West Higgins Road ^TELEOH· ^{NEGE!iAMENT MÜNCHI!I}'

Chicago. Illinois 6O631/USA

Hamburg, den 4. Sept. 1972

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen aufnehmenden, langgestreckten Nuten in der Seitenfläche eines Werkstückes, insbesondere dem Hot or einer Rotorbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungen aufnehmenden, langgestreckten Nuten in der Seitenfläche eines Werkstückes, insbesondere eines Rotors einer Rotorbrennkraftmaschine.

In letzter Zeit wurde den Rotorbrennkraftmaschinen, die sich von den herkömmlichen Brennkraftmaschinen mit hin- und hergehenden Kolben, Kolbenstangen usw. unterscheiden, viel öffentliche Beachtung geschenkt.

_ 2 309842/0306

_ ρ —

Die Rotorbrennkraftmaschine, wie z.B. der bekannte Wankelmotor hat einen im wesentlichen dreieckigen Rotor mit an den Bcken angebrachten Dichtungsstreifen, die in Anlage an der inneren Umfangsfläche des Motorblocks oder Gehäuses gehalten werden. Diese Innenfläche ist epitrochoidförmig, so daß der geometrische Ort jeder Jäicke des dreieckigen Rotors fortlaufend in Berührung mit der Umfangsfläche bleibt. Die Erfindung befaßt sich in erster Linie mit der Herstellung langgestreckter Dichtungen aufnehmender Nuten in den gegenüberliegenden Seitenflächen des Rotors. Diese Nuten dienen zur Aufnahme von Dichtungselementen in Jform langer Streifen, die in nachgiebigen Dichtungseingriff mit den benachbarten Innenwandflächen des Motorblockes stehen, jaines der Herstellungsprobleme dieser Rotoren besteht in der wirtschaftlichen Herstellung der zuvor erwähnten, die Dichtungen aufnehmenden langgestreckten fluten.

Es ist daher ein wichtiger Zweck der Erfindung, verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen die langen, Dichtungen aufnehmenden Wüten wirtschaftlich mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden können.

Bei dem hier beschriebenen und offenbarten Rotor verlaufen die zuvor erwähnten Seitendichtungen aufnehmenden Nuten bogenförmig und diese Tatsache schließt ein Herstellungsproblem ein, das durch die folgende Lehre der Erfindung gelöst werden kann.

Genauer gesagt befaßt sich die Erfindung mit; neuartigen

30984 27 0306

Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung der zuvor erwähnten bogenförmigen Dichtungen aufnehmenden Buten, indem eine neuartige, hin- und hergehende Werkzeuganordnung verwendet wird, bei der die Schnittwirkung gleichzeitig über die ganze Lange der Rotornut erfolgt.

Hoch genauer gesagt befaßt sich die Erfindung mit verbesserten und praktischen Verfahren und Vorrichtungen mit denen· eine neuartige hin- und hergehende SchneidwerksBUganordnung geschaffen wird, mit der drei, gleiche Abstände aufweisende, iJichtungen aufnehmende Nuten in außerordentlich kurzer Zeit hergestellt werden können, wobei die Nuten auf einer Seite des Rotors gleichzeitig mit den Nuten auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors gebildet werden.

Die Erfindung sieht weitere neuartige Verfahren und Vorrichtungen vor, wobei die bei dem Schnittvorgang verwendeten Kräfte derart sind, daß die Vorrichtung zu jeder Zeit in dynamischem Gleichgewicht gehalten wird.

Nachfolgend sollen Ausführungsbeispiele des järfindungsgegenstandes in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen: * .

ü'ig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Rotors einer Rotorbrennkraftmaschine, bei der die langgestiedcren Seitendichtungsstreifen aus Gründen der Deutlichkeit losgelöst gezeigt sind, um die die bogenförmigen Dichtungsstreifen aufnehmenden Nuten"

sichtbar zu machen, die gemäß der folgenden Lehre der Erfindung herstellbar sind; 309842/0306

■ _ 4 -

Fig. 2-6 Teildarsteliungen der relativen Stellungen des Nutwerkzeuges während eines vollständigen hin- und hergehenden Arbeitsablaufsj

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Arbeitsbahn des .Nutwerkzeuges während der Hin- und Herbewegung desselben bei einem Arbeitsablauf{

Fig. ö eine vergrößerte l'eilansieht, in der dargestellt ist, wie jedes Seitendichtungselement durch ein langgestrecktes Federelement nacngiebig beaufschlagt ist, um einen Mngriff der Dichtungselementkante mit der benachbarten Innenwand des Motorblocks sicherzustellen;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile einer Maschine, die in der Lage 1st, gleichzeitig langgestreckte Nuten in den gegenüberliegenden Seiten der Rotorflächen zur Aufnahme langgestreckter Seitendichtungselemente einzuarbeiten;

Fig. 10 eine perspektivische vergrößerte Teilanaicht der Einrichtung, die bewirkt, daß die Schneidzähne des Werkzeugs aufeinanderfolgend mit der Seite des Rotors in Schnitteingriff kommen, um kleine Werkstückspäne zu entfernen, bis eine JVu t mit vorbestimmter Tiefe gebildet ist ι

Fig. 11 eine perspektivische Teilansicht, in der die relativen Stellungen gezeigt sind, die der .Rotor

und die Werkzeuge zur Bildung der dichtungsauf-309842/0306

nehmenden Nuten in den gegenüberliegenden Seitenflächen des Rotors einnehmen^

Fig. 12 eine Vorderansicht der- in jrig» 9 dargestellten Maschine;

Fig. 13 einen 'feilschnitt im wesentlichen nach linie 13 -13 der Fig. 9» wobei die Stellung d©r .Nocken gezeigt ist, wenn die Werkzeuge die Yorsehubgrenze erreichen;

Fig. 14 einen l'eilschnitt der unteren Hälft© der i'ig. 13, um die Stellung darzustellen, die di© Hocken nach, der .Fertigstellung der dichtungsaufnehmenden Muten einnehmen, in der die Schneidwerkzeuge außer Eingriff mit dem £otor steheni

Fig. 15 einen vertikalen 'l'eilschnitt im wesentlichen nach Linie 15-15 der ü'ig. 12;

Fig. 16 eine ieildraufsieht des mittleren Abschnitts der in Fig. 12 gezeigten Maschine, in der die Schneidwerkzeuge ihre tiefste Eindringstellung in den Seitenflächen des Rotors einnehmen, und wobei diese Ansicht im wesentlichen nach Linie 16-16 der ülg. 12 genommen ist? und

Fig. 17 eine Teildraufsicht ähnlich der Fig. 16, in der die Schneidwerkzeuge außer Eingriff mit dem Kotor stehen. ,

3098A2/0306

Es wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnungen eingegangen, in. denen gleiche Teile in allen ulguren mit gleichen Bezugszifern versehen sind. big. 1 zeigt einen Rotor 20, der im wesentlichen_tvon der Seite her gesehen^dreieckig ist. Eine mittlere Bohrung 22 dient zur Aufnahme einer später zu beschreibenden Lagerung. Der Rotor 20 dreht sich während des Betriebes innerhalb der Begrenzung eines fltotorblocks oder Gehäuse (nicht dargestellt). Sich axial erstreckende Nuten 24 an jeder ücke nehmen Dichtungsstreifen (nicht dargestellt) auf, die an einer epitrochoidförmigen i'läche angreifen, die innerhalb des Motorblocks vorgesehen ist. Jede Seitenfläche 26 des Rotors 20 ist mit drei gleichen und gleichförmig verteilten bogenförmigen Nuten 28 zur Aufnahme komplementärer langgestreckter Dichtungsstreifen 30 versehen, xn ulg. 1 sind diese Dichtungsstreifen losgelöst vom Eotor zusammen mit langgestreckten tfederelementen 32 gezeigt.

In den ifig. 9 "und 12-17 ist eine im ganzen mit 34 bezeichnete Maschine gezeigt, die eine Ausführungsform darstellt, die zur Bildung der zuvor erwähnten bogenförmigen Nuten 28 in den gegenüberliegenden Seitenflächen 26 des Rotors 20 verwendet wird. Bevor jedoch eine eingehende Beschreibung der Maschine 34 gegeben wird, erscheint es zweckmäßig, das der -Erfindung zugrundeliegende Verfahren zum besseren Verständnis unter Bezugnahme auf die tfig. 2-7 und 11-15 zu beschreiben. Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß die Erfindung langgestreckte Werkzeuge 36 und 38 verwendet, die an den gegenüberliegenden Seiten nahe dem Rotor 20, der fest angespannt ist, angeordnet sind. Die am Werkstück angreifende Kante des Werkzeugs 36 ist mit einer

309842/0306

-το

Vielzahl von Schneidzähnan 40 und das Werkzeug mit einer Vielzahl von gleichen jedoch entgegengesetzten Schneidzähnen 42 versehen. Es ist ersichtlich, daß bei der Bewegung dis Werkzeuge 36 und 38 zueinander hin in Eingriff mit den komplementären Seitenflächen 26 des Rotors 20 bewegt werden und einen durch die Richtungspfeile inJiig. 11 angezeigten Hub ausführen, die anfängliche Bildung der bogenförmigen Nuten 28 erfolgt. Nachdem die Zähne der Werkzeuge 36 und 38 ein etwas größeres Maß als die Teilung der Zähne bewegt worden sind, müssen die Werkzeuge ausreichend von der Werkzeugoberfläche zurückgezogen umgekehrt bewegt und wieder in. Schneideingriff gebracht werden. Wenn dieser J3ew©gungsablauf schnell wiederholt wird und die Werkzeuge in kleinen Schnitteingriffen in die Werkstückoberfläche während einer jeden Hin» und Herbewegung bewegt werden, können die Hüten 28 in einer verhältnismäßig kurzen Zeit hergestellt i?@3?d©s._e

In den SIg. 2-7 ist der Scimittablauf gsehematiech dargestellt. Es ist nur ein Teil des-Rotor 20 und ein Teil des Schneidwerkzeugs 3ö gezeigt. In 3?ig. 2 wird das Werkzeug 38 zur Stirnseite^es Rotors 20 hin bewegt, wie dies durch den Sichtungspfeil angezeigt ist. Big» 3 zeigt das sich in. Richtimg des Pfeiles bewegende Werkzeug 38, wobei ein Teil'der But'28 eingeschnitten ist. In i'ig. 4 wird das Werkzeug 38, wie durch den Sichtungspfeil angezeigt, ausreichend nach rechts bewegt, um die Zähne außer Eingriff mit dem Bodencfer zuvor teilweise geformten JMut zu bringen, in ifig«, 5 wird das Werkzeug 38 in die in .big. 2 gezeigte Ausgangsstellung verschoben, in der

- 8 309842/0306

_ 3 —

es bereit ist, wieder in Schneideingriff mit dem Werkstück bewegt zu werden. Dieser hin- und hergehende Ablauf des Werkzeugs wird schnell wiederholt, bis die erforderliche Tiefe der Nut erreicht ist, worauf dann die Werkzeuge 36 und 38 außer eingriff mit der Rotorfläche bewegt werden. Der Rotor 20 steht nun in Bereitschaft um um eine drittel Umdrehung gedreht und festgespannt zu werden, wobei der Rotor in Bereitschaft steht, um von den Werkzeugen 36 und 38 in der soeben Beschriebenen Weise bearbeitet zu werden. Nach der fertigstellung der zweiten Nut wird der Hotor wieder um eine drittel Umdrehung gedreht und festgespannt, worauf eine dritte Nut 28 eingeschnitten wird. Der Hotor 20 kann dann entfernt und durch einen anderen zu bearbeitenden Rotor ersetzt werden.

In JiIg. 7 ist die kreisende Bewegungsbahn der Schneidwerkzeuge 36 und 38 in strichpunktierten Linien 44 gezeigt. Das übertriebene Ausmaß der Bewegung der Schneidwerkzeuge 36 und 38, wie auch die Länge der kreisenden Bewegungsbahn 44 ist absichtlich dargestellt, um die Verfahrensstufen der Erfindung klarer verständlich zu machen. Aus Vorstehendem geht hervor, daß die JSrfindung ein Verfahren zur Herstellung langgestreckter, bogenförmiger Hüten in den Seitenflächen des Eotore 20 offenbart, indem der Hotor in einer vorbestimmten Stellung eingespannt und dann die Rotorseitenflächen mit verhältnismäßig kurzen,aufeinanderfolgenden Längshüben der Werkzeugzähne bearbeitet wird, bis eine Mit vorbestimmter Tiefe im Rotor hergestellt ist. Bs ist auch ersichtlich, daß durch die Längsverschiebung der langgestreckten Werkzeuge 36 und 38 in entgegengesetzten Richtungen und durch Bewegung der

3098A2/0306

— Q —

Werkzeuge während des Schneidvorgangs zueinander hin die Kräfte sich gegenseitig aufheben, so daß eine dynamische Stabilität erzielt wird.

nachdem das Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben ist, sollen nunmehr die .einzelheiten der Maschine 34, die eine Ausführungsform darstellt, beschrieben werden, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann. Die Maschine 34 weist eine horizontale Welle 45 auf, die an jedem iände in einem geeigneten Rahmenteil 46 bzw. 48 gelagert ist. Die Welle wird mittels einer angetriebenen .Keilriemenscheibe 52 (.Pig«, 9 u. 12) gedreht. Zwischen den Jünden der Welle sind dreieckförmige, sich abwärts erstreckende und in axialem Abstand angeordnete Arme 54 und 56 an· ihren unteren uaiden mittels geeigneter Lager 58 und 60 schwenkbar gelagert. Die Lager 58 und 60 sind, wie dies klar aus jrig. 12 hervorgeht, am Maschinenrahmen befestigt. Mne Seitenansicht des schwenkbar gelagerten Armes 54 ist am besten in U¹Ig. 15 dargestellt. Das zuvor erwähnte Schneidwerkzeug 36 ist in geeigneter Weise im oberen bogenförmigen Abschnitt des Armes 5^ äugtordnet, während das gegenüberliegend angeordnete Werkzeug 38 in gleicher Weise im oberen Abschnitt des schwenkbaren Armes 56 angebracht ist. Die Arme 54 und 56 sind auch axial innerhalb vorbestimmter Grenzen in ihren entsprechenden Lagern 58 und 60 verschiebbar und mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbeweglich, so daß die Werkzeuge 36 und 38 verhältnismäßig kurze Hübe ausführen, wie dies nachfolgend noch eingehender beschrieben werden soll.

- 10 -

309842/0306

Ein aus J>ig. 12 und 15 ersichtlicher Ichsstummel 62 dient zur. Aufnahme der Sotorbohrung 22 (Fig.1; und Abstützung des Rotors 20. Das linke Ende des Achsstummels 62 wird, wie aus ü"ig. 12 ersichtlich, von einem festen Kahmenteil 64 getragen, jfiin horizontal verschiebbarer Riegeletift 66 kann verriegelnd in eine von drei jfickenöffnungen 68 des Rotors 20 eingreifen, um den Motor in einer bestimmten Stellung während des zuvor erwähnten Bearbeitungevorgangs durch die Werkzeuge 36 und 38 zu

halten.»a »eta.- Die axiale Verschiebung des üiegelstiftes 66 kann durch einen geeigneten Hebel 70 gesteuert werden, der schwenkbar damit verbunden ist. Bei dem in den verschiedenen figuren dargestellten Stellung festgeepannten ücotor 20 nimmt der obere Abschnitt einer jeden Seitenfläche eine Stellung ein, in der er durch die bogenförmigen Nutwerkzeuge 36 und 38 in der zuvor beschriebenen Weise bearbeitet werden kann.

Einrichtungen, die jedes Nutwerkzeug in der in Üg. 7 gezeigten geschlossenen Bahn bewegen, sollen nunmehr beschrieben werden· Die Werkzeuge 36 und 38 sollen mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt werden, beispielsweise mit tausend Hüben je ioinute, wobei die Länge eines jeden Hubes etwas größer als die Teilung der Schneidzähne sein soll. Wenn beispielsweise die Teilung der Schneidzähne 40 und 42 etwa 4,8 oder 6,4 mm beträgt, kann der Schneidhub der Werkzeuge etwa 9i> mm betragen. Um die zuvor erwähnte schnelle Hin- und Herbewegung der Schneidwerkzeuge zu bewerkstelligen, wirkt ein von der Welle 45 angetriebener Hocken '/2 mit Rollen 74 zusammen, die der Arm 55 trägt, um die schnelle Hin- und Herbewegung auf

30 9842/0306 -11-

— ΛΑ ^m

das Werkzeug 36 zu übertragen, in gleicher Weise wirkt ein Hocken 76 mit Rollen 78 zusammen, um die schnelle Hin- und Herbewegung auf das am Arm 56 angeordnete Werkzeug 38 zu übertragen. Die Hocken 72 und 76 sind so koordiniert, daß bei einer Bewegung des einen Werkzeugs in einer gegebenen Richtung das andere Werkzeug sich gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung bewegt. Auf diese Weise werden die für die zuvor erwähnte schnelle Hin- und Herbewegung der Werkzeuge benötigten Kräfte ausgeglichen und ein dynamisches Gleichgewicht erzielt, jüs wird ausdrücklich auf die Tatsache hingewiesen, daß die Werkzeuge 36 und 38 zu keinem Zeitpunkt ihrer Hin- und Herbewegung die iSckenöffnungen 6ö vollständig überqueren. Die gegenüberliegenden isnden der Werkzeuge treten in die JSckenöffnungen 68 ein, berühren aber nicht die die öffnungen begrenzenden ge gj&niiber liegenden Wände.

zur Durchführung des Schneidhubes, me er durch den aufwärtsgerichteten Pfeil, der in JiIg₀ 7 dargestellten Bewegungsbahn 44 gezeigt ist, müssen die Zähne der Werkzeug© aufeinanderfolgend mit sehr geringen Schnittiefen, z.B. mit 0,025 mm mit dem Rotor 20 in Schneideingriff gebracht werden. Diese geringe Schnittiefenanstellung erfolgt während eines jjeden nichtschneidenden Rückhubes der Werkzeuges was durch die Funktion sich drehender Nocken 80 und 80a erzielt wird. Anders ausgedrückt treten die geringen Schnittiefenanstellungen nicht während des Schneidhubes auf, sondern nur während der Zeitdauer wenn &te3* die Schneiden der Werkzeugzähne außer Berührung mit dem Rotor 20 stehen» Der Nocken 80. dreht sich als Einheit mit einer Buchse 84, die Schneckenradzähne 86

- 12 309842/0306

aufweist und von einer Schnecke 88 angetrieben ist. »Somit dreht sich der Nocken 80 unabhängig von der Drehung der Welle 45 und liegt an einem Axiallager 90 an. Wie aus ülg, 13 ersichtlich, ist das linke Knde der Buchse 84 in einem im Kahmenteil 46 vorgesehenen Kuggellager 92 gelagert. Die Schnecke 88 wird von einem Stirnrad 94 angetrieben (i/lg.10). Der tfustellnocken 80a ist am rechten üaide der Welle 45 angeordnet und wirkt in ähnlicher weise wie der Nocken 80. Die mit dem Hocken 80a verbundenen treibenden iülemente entsprechen den zuvor in verbindung mit dem Nocken 80 beschriebenen elementen und sind mit gleichen Bezugsziffern mit einem angefügten "a" bezeichnet. Die ulächen der Nocken 8ü und 80a liegen an den Hollen 96 und 96a an. Diese Rollen 96 und 96a sind drehbar an horizontal verschiebbaren Schlitten 98 bzw. 98a gelagert. Die Schlitten 98 und 98a sind verschiebbar mittels Stangen abgestützt, die sich durch entsprechende Rahmenteile 46 und 48 erstrecken. Die Rollen 96 und 96a werden in ständiger Anlage an den entsprechenden xiockenflachen mit Hilfe von Schraubenfedern 100 und 10Oa gehalten, wie dies deutlich aus den Jfig. 12-14 hervorgeht. Während jeder vollen Umdrehung der Nocken 80 und 80a durchlaufen die Schneidwerkzeuge 36 und 38 eine vollständige axiale Hin- und Herbewegung, £s ist äußerst wichtig, den Schnitteingriff der Werkzeugzähne im Werkstück oder Rotor 20 so zu steuern, daß die Gefahr einer Zahnbeschädigung oder eines Bruches eines Zahnes vermieden wird. Die Jflachen der Nocken 80 und 80a sind so ausgebildet, daß die Werkzeugzähne nicht plötzlich in Eingriff mit dem Rotor kommen, sondern werden so in eingriff geführt, da3 eine glatte Nutbearbeitung während eines jeden Schneidhubes sichergestellt ist.

309842/03G6 - 13 -

— Ί "*> —

.Sine Nockenscheibe 102 ist durch eine aus .Kugeln und Hüten gebildete .Kupplung mit der Welle 45 verbunden. Dadurch wird die nockenscheibe 102 von der Wille 45 angetrieben, kann sich jedoch in Längsrichtung der Welle innerhalb vorbestimmter Grenzen bewegen, üine am Schlitten 98 angebrachte Holle 104 wird in ständigem Mngriff gegen die rechte oder innere Seite der Nockenscheibe 102 durch die zuvor erwähnte Schraubenfeder 100 gedrückt. Eine am Schlitten 98a gelagerte komplementäre Rolle 104a wird in gleicher Weise gegen die innenfläche einer zweiten, sich drehenden Nockenscheibe 102a durch die tfeder 100a gedrückt. Die Außenseiten der .Nockenscheiben 102 und 100a werden von Hollen 106 und 106a angegriffen. Die oberen ii'nden der Rollen 96 und 106 können durch ein in den Jtrig. 12 bis 14 gezeigtes Teil 108 verbunden sein, ebenso können die Rollen 96a und 106a durch ein 'üeil 108a verbunden sein. Die Nockenscheibe 102 dreht sich zwischen den Hollen 104 und 106 und die Nockenscheibe 102a dreht sich zwischen den Rollen 104a und 106a. jüs ist ersichtlich, daß die Nockenscheibe 102 mit dem Arm 54 und die Nockenscheibe 102a mit dem Arm 56 gekuppelt ist. us wird nachfolgend noch klarer verständlich, daß die Nockenscheiben 102 und 102a der Steuerung dienen und eine aufeinanderfolgende Bewegung der Werkzeuge 36 und 38 in der Umlaufbahn 44 während einer jeden vollständigen Umdrehung der Nocken 80 und 8üa sicherstellen.

Es wird nunmehr auf ein Schneckenrad 110 hingewiesen, das keine oder nur eine geringe Steigung aufweist, und das durch eine Stiftverbindung drehbar mit der Wille' 45 verbunden ist. Eieses eine geringe Steigung aufweisende Schneckenrad 110

- 14 —

30984 2/030 6

steht, wie aus Jfig. 10 ersichtlich, mit einer Schnecke 112 mit vorbestimmter Steigung im j&ingriff, die ihrerseits ein fiitzel 114 antreibt, das mit dem zuvor erwähnten Stirnrad 94 im Eingriff steht. Auf diese Weise ist die Drehzahl des ivTockens 8ü wesentlich kleiner als die Drehzahl der Nockenscheibe 102. Tatsächlich machen die Nockenscheiben 102 und 102a mehrere vollständige Umdrehung während einer vollständigen Umdrehung der entsprechenden flocken 80 und 80a. Die Nockenscheibe 1C2 ist mit einem Nockenabschnitt 116 versehen, der, wenn im eingriff mit der .Rolle 104 das Werkzeug 36 nach links, wie in jfig. 14 gezeigt, verschiebt. So kommen die Zähne des Werkzeugs 36 an dieser Stelle der Bewegungsbahn außer Eingriff mit dem Werkstück oder üotor 20. Wenn jedoch die diametral gegenüberliegende Fläche der l\'ockenscheibe 102 mit der Holle 104, wie in Jfig. 13 gezeigt, in eingriff steht, findet der Schneidhub des Werkzeugs 36 statt. Aus Darstellungsgründen ist das Maß des außer Mngriff-kommens der Schneidkanten der Werkzeuge 36 und 38 vom Kot or in i?lg. 14 übertrieben dargestellt, somit erfährt der flocken 80 während jeder vollständigen Umdrehung der Nockenscheibe 102 eine" Drehung um beispielsweise einen Bruchteil eines Grades, was ausreicht, um die Schnittiefe der Schneidwerkzeuge 36 um etwa 0,025 mm anzustellen.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß die Nockenscheiben 102 und 102a zusammen mit den -»edern 100 und 100a ein zwangsläufiges und augenblickliches Außereingriffkommen der Zähne der Schneidwerkzeuge 36 und 38 während des nicht schneidenden Abschnitts einer jeden Umlaufbahn, wie in üig. 7 in strich-

309842/0306 - 15 -

punktierten Linien 44 dargestellt ist, bewirken,.

Wie zuvor bemerkt, sind die der !Nockenscheibe 102a zugeordneten elemente mit entsprechenden Bezugsziffern versehen unter Hinzufügung des Buchstabens "a". Es ist wicht%lg. , zu bemerken, daß die die zuvor beschriebene Wirkungsweise bewirkenden isräfte einander entgegenwirken, um die arbeitenden Teile in dynamischem Gleichgewicht zu halten. Anders ausgedrückt, die Werkzeuge 36 und $8 zusammen mit ihren Stützen bewegen sich gleichzeitig zueinander hin und τoneinander fort, wobei sich die Stützarme in entgegengesetzten dichtungen bewegen, wenn sie um ihre gemeinsamen Achsen geschwenkt werden.

Wie zuvor bemerkt, kann der Riegelstift 66 nach jeder -fertigstellung d-er- beiden gegenüberliegenden Nuten 28 im Rotor 20 gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren zurückgezogen werden, wobei der Rotor um 12D° gedreht und festgespannt wird, um ein.weiteres bogenförmiges Nutenpaar herzustellen. In gleicher Weise wird das dritte Eutenpaar hergestellt, nachdem der Rotor wiederum um 120° gedreht und durch den Riegelstift 66 festgestellt ist. ' .

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß mit der Erfindung verbesserte und praktische Verfahren und .Vorrichtungen geschaffen sind, mit denen langgestreckte Hüten in den Seitenflächen eines Rotors od. dgl. herstellbar sind, indem diese bis zu einer vorbestimmten 'fiefe über im wesentlichen die ganze Breite der Rotorfläche gleichzeitig mit einer Viel-' zahl von Schneidzähnen abgearbeitet werden, wie beispielsweise mit den ausgerichteten Schneidzähnen eines langgestreckten Werkzeugs.

-16 -

309842A030 6 '

Mit der Erfindung sind ferner verbesserte und wirtschaftliche Verfahren und Vorrichtungen zur gleichzeitigen Bildung langer Nuten an den gegenüberliegenden Seiten eines eingespanaten Rotors geschaffen.

.bei der Ausübung der zuvor beschriebenen Verfahren können 1anggestreckte_fDichtungen aufnehmende Nuten in Hotoren od. dgl. sehr wirtschaftlich und mit dem erforderlichen Genauigkeitsgrad hergestellt werden. ü;s wird, darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung der beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung der zuvor erwähnten Verfahren beschränkt sein soll, da andere .Einrichtungen in ü'rage kommen können, mit denen die zuvor beschriebenen Arbeitsabläufe wirksam und wirtschaftlich durchgeführt werden können.

Die zuvor beschriebenen verfahren sowie die Vorrichtung sind auf die Herstellung von einzelnen Schlitzen 28 in den gegenüberliegenden Seitenflächen des Jiotors 20 gerichtet. Jfis soll jedoch betont werden, daß die isirfindung auch die Herstellung won zusätzlichen Schlitzen 28a einschließt, die in gestrichelten Linien in Mg. 11 dargestellt sind. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß einfach zusätzliche Werkzeuge 36aund 38a, wie in gestrichelten Linien in .cig. und 14 gezeigt, verwendet werden. Somit soll die ifirfindung auch die praktischen und wirksamen verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer benachbarter Dichtungen aufnehmender, bogenförmiger Nuten in den Seiten eines Hotors während eines jeden Arbeitsablaufs einschließen.

- 17 -

309842/0306

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, muß die Breite der .Nuten 28 und 28a in sehr engen 'ioleranzen gehalten werden, wobei die die Sfuten begrenzenden Seitenflächen glatt und absolut parallel über die ganze bogenförmige Länge sein müssen, um den Dichtungsstreifen 30 mit engem Sitz aufzunehmen. Somit müssen die Breiten der Zähne der Schneidwerkzeuge an ihren Schneidkanten gleichmäßig genau sein, iüs wurde als vorteilhaft befunden, die Zähne mit einem bestimmten seitlichen üreiwinkel zu versehen, um den erforderlichen Genauigkeitsgrad der Breite der Nuten sicherzustellen.

30984 2/030 6

Claims

Patentansprüche

1.1 Verfahren zur Herstellung einer eine Dichtung aufnehmenden langgestreckten Nut in der Seitenfläche eines Werkstückes, z.B. in der Seitenfläche des Hotors einer lotorbrennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Hotor in einer vorbestimmten Stellung eingespannt wird, daß eine Vielzahl von Schneidezähnen, die entsprechend der Kontur der zu erzeugenden Nut ausgerichtet sind, gleichzeitig über im wesentlichen die ganze Länge der zu erzeugenden Wut mit der Seitenfläche in eingriff und bis zu einer vorbestimmten J?iefe in dieselbe eingearbeitet werden, worauf dann die Schneidzähne außer Eingriff mit dem Hotor gebracht werden.

2.) verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von gegenüberliegend angeordneten Schneidzähnen gleichzeitig mit den gegenüberliegenden Seitenflächen des Hotors in JSingriff gebracht und bis zu einer vorbestimmten liefe eingearbeitet werden.

3·) verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig eine Vielzahl der Schneidzähne entlang einer Kreisbahn bewegt und nacheinander in und außer Jsingriff mit dem Hotor gebrecht werden.

4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem kreisförmigen Schnitt der Zähne !fotomaterial entfernt wird, bis die gewünschte JKindringtiefe erreicht ist.

3 0 9842/0306

b.) verfahren nach Anspruch 1 ,· dadurch gekennzeichnet, daß in die gegenüberliegenden Seiten des Rotors JMuten "bis einer vorbestimmten Tiefe eingearbeitet werden, indem ver- , hältnismäßig kleine Materialspäne während des aufeinander-~ folgenden Eingriffs der Schneidezähne mit dem JRotor entfernt werden. . .

6.) verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schneidzähne entlang einer bogenförmigen Bahn bewegen.

7.) Verfahren zur Herstellung einer eine Dichtung aufnehmenden, langgestreckten Wut in der Seitenfläche eines Werkstücks, z.B. in der.Seitenfläche des .Rotors einer fiotorbrennkraftmasohine, dadurch gekennzeichnet, daß der Hotor in einer vorbestimmten Stellung eingespannt wird, daß eine Vielzahl von Schneidzähnenaem Hotor über im wesentlichen die ganze Länge der imt in Schneideingriff gebracht wird, und daß dieser gleichzeitige Schneideingriff mit dem Werkstück so oft wiederholt wird, bis die erforderliche Tiefe der Ausnehmung erreicht ist, worauf dann die Schneidzähne außer Eingriff mit dem Eotor gebracht werden.

Β. ) Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß.die Werkzeuge bogenförmig ausgebildet sind und entlang einer bogenförmigen Bahn bewegt werden.

9.j Verfahren zur Herstellung einer eine Dichtung aufnehmenden, langgestreckten !Tut in den gegenüberliegenden Seitenflächen eines tfotors einer Eotorbrennkraftmaschine, dadurch

3098 4 2/03 06

gekennzeichnet, daß der Kotor in einer vorbestimmten Stellung eingespannt wird, daß eine Vielzahl von öchneidzähnen, die entsprechend der üontur der zu erzeugenden Nut ausgerichtet sind, gleichzeitig mit den Seitenflächen über im wesentlichen der ganzen Länge der Nut durch gleichzeitige entgegengesetzte Druckanwendung auf die Schneidzähne in Schneideingriff und bis zu einer vorbestimmten üiindringtiefe eingearbeitet werden, worauf dann die Schneidzähne außer Eingriff mit den gegenüberliegenden Hotorseiten gebracht werden.

10.) Vorrichtung zur Herstellung einer eine Dichtung aufnehmenden, langgestreckten Nut in der Seitenfläche eines Rotors, z.ja. in der Seitenfläche des Kotors einer Motorbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein in Längsrichtung hin- und herbewegliches, langgestrecktes Nutwerkzeug (56,58) niit einer Reihe entlang einer Randkante angeordneter, ausgerichteter Schneidzähne (40,42), eine den gegenüberliegenden Kand ergreifenden hin- und herbewegliche Torrichtung (34), eine den itotor (20) in einer vorbestimmten Stellung feetspannende Vorrichtung (62-68), in der eine Seitenfläche desselben in der Nähe und im wesentlichen parallel zu den Schneidzähnen des Werkzeugs liegt, und eine Vorrichtung (72,76) zur JErzeugung einer relativen Hin- und Herbewegung zwischen dem Werkzeug und dem eingespannten Hotor, bei der die Schneidzähne nacheinander in Schneideingriff mit der Seitenfläche des eingespannten Kotors bewegt werden, um eine eine Dichtung aufnehmende Nut (28) vorbestimmter Tiefe darin einzuscheiden.

309842/0306

11.) vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung ^80,8Oa) zur Steuerung des maßes das während eines jeden der aufeinanderfolgenden Schnitte des langgestreckten JMutwerkzeugs (36»38) entfernten Rotormaterials vorgesehen ist.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere langgestreckte, in Längsrichtung hin- und herbewegliche Mitwerkzeuge (36,38) an den gegenüberliegenden Seiten des eingespannten Rotors (20) angeordnet sind, und daß eine Vorrichtung (102,102a) zur Erzeugung einer relativen Hin- und Herbewegung zwischen den Nutwerkzeugen und dem Rotor vorgesehen ist, mit der die Schneidzähne nacheinander in Schneideingriff mit den gegenüberliegenden Seitenflächen des Rotors bewegbar sind.

13.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutwerkzeug (36,38) bogenförmig ausgebildet ist.

) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die relative Hin- und Herbewegung zwischen den ISutwerkzeugen (36,38) und dem Rotor (20) bewirkende Vorrichtung (102,102a) die Hutwerkzeuge gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen bewegt.

309842/0306

Leerseite