DE2846851A1

DE2846851A1 - Werkzeugmaschine zur bearbeitung von laenglichen werkstuecken, beispielsweise turbinenschaufeln

Info

Publication number: DE2846851A1
Application number: DE19782846851
Authority: DE
Inventors: Rene Poincenot
Original assignee: POINCENOT; Ratier Forest G S P
Current assignee: POINCENOT; Ratier Forest G S P
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2407048A1; FR2407048B1

Description

PATENTANWÄLTE

234685!

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE

D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

Rene POINCENOT und Societe Anonyme RATIER-FOREST/G.S . P.

BERLIN:

DIPL.-INS. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN : DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEY „ - . -DIPL₁J-INe-EKKEHARDKORNER

Berlin, den 25. Oktober 1978

Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von länglichen Werkstücken, beispielsweise Turbinenschaufeln

(Priorität: Frankreich, Nr. 77 32015 vom 25. Oktober 1977)

2k Seiten Beschreibung mit 12 Patentansprüchen 8 Blatt Zeichnungen

MP - 27 412/13

TELEFON (O3O) 831208f _Λ O O 1 *7 / Ί Λ fÄ^NCHEN: TELEFON (Ο89) 225585 VU Cf O I / / IU JKÄBEL:

: PROPINDUS · TELEX 0524244

BERLIN:

KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84O

Die vorliegende Erfindung betrifft Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung länglicher Werkstücke, beispielsweise Turbinenschaufeln, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Bei bekannten Maschinen dieser Art muß man während der Bearbeitung eines Werkstücks von Hand vorgehen, um die Lünette zu verschieben. Dies erfordert eine ganze Reihe von Betriebsvorgängen, weil es erforderlich ist, für jede Verschiebung der Lünette diese erst einmal zu entriegeln, weil man sie nicht an dem Werkstück entlang gleiten lassen kann, da dieses in der Mehrzahl der Fälle keinen konstanten Querschnitt aufweilst (beispielsweise eine Turbinenschaufel). Dann muß man die Verschiebung der Lünette vornehmen, und dafür muß man erst ihre Arretierung auf ihrer Auflage lösen und sie dann wieder an ihrem neuen Standort festmachen. Schließlich muß man sie erneut mit dem Werkstück verriegeln. Da derartige Vorgänge von Hand sehr schwierig sind und eine relativ lange Zeit innerhalb eines BearbeitungsZyklus beanspruchen, verschiebt man die Lünette praktisch nur ein- oder zweimal während eines Zyklus. In modernen Maschinen versucht man stets, die eigentlichen Bearbeitungszeiten und die Totzeiten so weit wie möglich zu verringern. Die Verringerung der Bearbeitungszeiten führt zur Verwendung von schnellen Schneidgeschwindigkeiten und zur Schaffung von erheblichen Schneidkräften, die insofern empfindliche Faktoren sind, als sie offensichtlich in jeder Hinsicht schädliche Vibrationen erzeugen, insbesondere, wenn die Lünette sich häufig an Stellen befindet, die von dem Arbeitsbereich des Werkzeugs relativ weit entfernt sind.

§098 17/103 3

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile bekannter Maschinen auszuräumen nicht nur, indem die Verschiebungsvorgänge, die Entriegelung und die Verriegelung der Lünette auf ihrer Auflage und auf dem Werkstück völlig automatisiert werden, sondern auch, indem diese Verschiebungen sehr häufig gemacht werden, damit sich die Lünette stets in dem Arbeitsbereich des Werkzeugs befindet, um so die Erzeugung von Vibrationen so weit wie möglich auszuschließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einzelheiten, Vorteile und Anwendungen der Erfindung werden nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Gesamtheit der Maschine,

Fig. 2 und 3 Vorderansichten, gesehen in Richtung der Pfeile II bzw. III der Fig, 1,

Fig. k einen horizontalen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt entlang der Linie V-V der Fig. k,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine der Lünetten mit Teilr

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schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 3, ebenfalls in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 einen senkrechten Teilschnitt entlang der Linie VTI-VII der Fig. 6,

Fig. 8 eine Einzelheit der in Fig. 1 sichtbaren Lenkvorrichtung für die Lünetten in vergrößertem Maßstab,

Fig. 9 einen horizontalen Schnitt entlang der gebrochenen Linie IX-IX der Fig. 8,

Fig.10 ein hydraulisches Schaltbild der Steuereinrichtung der Finger zum Halten des Werkstücks in einer Lünette,

und ■
Fig.11 bis 13 Abwandlungen der Stützfinder im Schnitt.

Die in ihrer Gesamtheit in Fig. 1 bis 3 dargestellte Werkzeugmaschine ist ein VieIfachfräswerk mit numerischer Steuerung für die Bearbeitung von Turbinenschaufeln 1 .

Sie weist im wesentlichen folgende Teile auf: Ein Bett 2; einen Ständer 3» der in waagerechten Führungen k des Bettes gleiten kann; einen Support 5_f der in senkrechten Führungen 6 des Ständers gleiten kann; einen Reitstock 7_f der in waagerechten Führungen 8,9 des Supports gleiten kann; Drehspindeln für Fräsköpfe 12, im vorliegenden Beispiel fünf, die im Reitstock 7 angeordnet sind; einen Gegenständer 15» der an einem Ende des Bettes 2 angeordnet ist; eine feste Konsole 16, die von dem unteren Teil der zum Ständer 3 gedrehten Vorderseite des Gegenständers 15 getragen wird;

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Drehdorne 17, ebenfalls fünf, die in der festen Konsole angebracht sind und die Füße von fünf zu bearbeitenden Turbinenschaufeln 1 aufnehmen und in Drehung mitnehmen sollen; eine bewegliche Konsole 18, die im oberen Teil senkrechter Führungen 19 des Gegenständers 15 gleiten kann und mit fünf Körnerspitzen 21 zum Halten der Köpfe der Schaufeln 1 versehen ist; sowie einen Schlitten 22, der in den Führungen 19 des Gegenständers 15 zwischen der festen Konsole 16 und der beweglichen Konsole 18 gleiten kann und fünf Folge-Lünetten 23 trägt, die jeweils die fünf Schaufeln 1 umgeben und sie in dem beweglichen Arbeitsbereich der (nicht dargestellten) Fräser führen, die in den die Frä^köpfe tragenden Drehspindeln 12 angebracht sind.

Man kann den Ständer 3 entlang den Führungen h des Bettes mittels eines Motors 31 verschieben, der eine Schraubenspindel 32 in Drehung versetzt, die in dem Bett angebracht ist und in Eingriff mit einer Schraubenmutter 33 steht, die formschlüssig mit dem Ständer 3 ist. Man kann den Support 5 entlang den Führungen 6 des Ständers 3 aufsteigen und absteigen lassen und infolgedessen auch den Reitstock 7, der die Werkzeuge trägt, und zwar mit Hilfe eines Motors 36, der eine senkrechte Schraubenspindel 37 mitnimmt, die drehbar in dem Ständer angebracht ist und in Eingriff mit einer Schraubenmutter 38 steht, die formschlüssig mit dem Support 5 ist. Die waagerechten Verschiebungen des Reitstocks 7 auf dem Support 5 und die Drehbewegung der die Fräser tragenden Drehspindeln 12 werden von zwei Motoren ^3 bzw. kh mittels Transmission

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Jeder geeigneten, im einzelnen nicht dargestellten klassischen Art gewährleistet. Man kann die Konsole 18 mittels eines Motors 39 aufsteigen oder absteigen lassen, der ein System aus Schraubenspindel ^4-0 und Schraubenmutter ^1 (Fig. 1) antreibt.

Jeder Dorn 17 zum Halten eines Fußes einer Schaufel 1 wird von einer senkrechten Drehspindel 51 (Fig. k und 5) getragen, die in der festen Konsole 16 mit Hilfe von Lagern 52,53 angebracht ist. Alle Drehdorne 51 werden durch einen Motor 55 (Fig. 1) in Drehung versetzt, der auf der Oberseite des Gegenständers 15 mit Hilfe einer kinematischen Kette befestigt ist, die eine senkrechte Achse 56 (siehe ,auch Fig. A und 5); ein Zahnrad 57f das in der festen Konsole 16 mit Hilfe von zwei Lagern 58,59 dreht; ein Zahnrad 62, das in Eingriff mit dem Zahnrad 57 steht und auf einer Mittelachse 63 befestigt ist, die mit Hilfe von zwei Lagern 6h,65 in der Konsole dreht; ein anderes Zahnrad 66_t das ebenfalls auf der Mittelachse 63 befestigt ist und gleichzeitig mit zwei Zahnrädern 67 in Eingriff steht, die auf zwei Drehdornen befestigt sind, aufweist. Die anderen Drehdorne 5I werden mit Hilfe von Zahnrädern 66A, die dem Zahnrad 66 entsprechen und in Eingriff mit den Zahnrädern 67A stehen, die dem Zahnrad 67 entsprechen und auf den anderen Drehdornen 51 befestigt sind, mitgenommen. Die Zahnräder 66a werden von Mittelachsen 68 getragen, die in der festen Konsole 16 angebracht sind.

Man kann den Schlitten 22 der die Folge-Lünetten 23 trägt, mittels eines Motors 72 (Fig. 3) verschieben, der auf dem oberen Teil des Gegenständers 15 befestigt ist und

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eine senkrechte Schraubenspindel 73 mitnimmt, die mit einer am Schlitten 22 befestigten Schraubenmutter in Eingriff steht, Veiter unten wird im einzelnen auf die Art eingegangen werden, in der diese Verschiebungen vorgenommen werden.

In den Fig. 6 und 7 ist der Aufbau einer der Folge-Lünetten 23 im einzelnen dargestellt. Sie enthält einen festen Teil

81 in Form eines waagerechten Kragens, der mit vier Lappen

82 versehen ist, die es ermöglichen, sie auf dem Schlitten 22 mit Hilfe der Schrauben 83 zu befestigen, und einen Drehteil 85, der eine zylindrische Auflagefläche 86 aufweist, die mit geringem Spiel von einigen hundertetel Millimetern in einer Bohrung 87 des festen Teils 81 zentriert ist und gegen das feste Teil mit Hilfe eines Kugelkranzes anliegt, so daß sie frei auf diesem um eine senkrechte geometrische Achse 89 drehen kann, die mit der geometrischen Achse des Antriebsdorns 17 (Fig.1) und der Körnerspitze 21 zum Halten der entsprechenden Turbinenschaufel 1 zusammenfällt. Die Schaufel 1 passiert frei durch eine Mittelöffnung 92 von länglicher Form, die durch das Drehteil 85 der Lünette hindurch angebracht ist.

Das Drehteil 85 der Lünette wird axial auf dem festen Teil durch einen ringförmigen Flansch 90 aus zwei Teilen gehalten, die an dem festen Teil befestigt sind und in eine Nut 91 eingreifen, die in der zylindrischen Außenfläche des Drehteils 85 angebracht ist.

Die Schaufel 1 wird von vier Fingern 9h gehalten, die in Bohrungen 95 gleiten, welche in waagerechten Richtungen in dem Drehteil 85 der Lünette angebracht sind und in die

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Mittelöffnungen 92 dieser münden. Diese Finger sind beispielsweise aus Metall, und ihr inneres Ende ist mit einer Kappe 96 aus biegsamem geeignetem Kunststoff versehen, beispielsweise dem handelsüblich unter der Bezeichnung "Vulkollan" bekannten, um die durch die Bearbeitung der Schaufel hervorgerufenen Vibrationen zu dämpfen.

Jeder Gleitfinger Sh ist zum Werkstück 1 hin mit einer Feder 98 belastet, die gegen einen Deckel 99 anliegt, der von einem Federring 101 gehalten wird, welcher in einer Nut einer Bohrung 102 liegt, die eine Verlängerung der Bohrung 95 mit größerem Durchmesser darstellt, in der der Finger gleitet. Der Finger 9^ kann vom dem Werkstück gegen die Kraft der Feder 98 mittels eines Arbeitskolbens 103 für Druckfluid entfernt werden, dessen Zylinder genau aus der Bohrung 102 besteht und dessen Kolben 1Qk aus einer Verdickung des entsprechenden Endes des Fingers besteht. Bei 105 ist die Öffnung angedeutet, durch die der Arbeitskolben mit Fluid unter Druck gespeist oder entleert werden kann.

Die Kraft der Feder 98 ist nur gering, denn die Kraft, die der Finger 9^ auf das Werkstück 1 ausübt, darf keine Verformung des letzteren verursachen. Es sind dagegen Mittel vorgesehen, um den Finger kräftig zu blockieren, nachdem er mit dem Stück in Berührung gebracht worden ist. Diese Mittel bestehen aus einem Keil iO7_f der in einer Borhung 108 gleitet, die rechtwinklig zur Bohrung 95 verläuft und auf sie trifft. Der aktive Teil des Keils 107 ist eine geneigte ebene Fläche 111, die mit einer entsprechenden ebenen Fläche 112 des Gleitfingers 9^ zusammenwirkt. Der Keil 107 wird in Form eines Kolbens eines Arbeitszylinders 109 für Druckfluid hergestellt, deren Zylinder aus einem Teil der Bohrung 108 besteht.

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Bei 114 ist die Öffnung angedeutet, durch die dieser Arbeitszylinder mit Druckfluid gespeist oder entleert werden kann. Der Keil 107 ist in seiner aktiven Stellung durch eine Jeder 115 belastet, die gegen einen Deckel 116 anliegt, der auf dem entsprechenden Ende der Bohrung 108 befestigt ist und mit einem Loch 117 durchbohrt ist, um den Teil des Zylinders zur Atmosphäre hin freizugeben, der gegenüber dem mit der Regelöffnung 114 liegt und durch einen Boden 118 abgeschlossen ist.

Das im vorliegenden Beispiel verwendete Druckfluid ist Pressluft, weil sie keine perfekten Dichtigkeiten in allen Punkten der Schaltkreise benötigt und nicht die Wiederauffüllung der Leckverluste an Fluid, wie dies beispielsweise bei Drucköl der Fall wäre.

Die Einrichtung zur Regelung der Arbeitszylinder mit Preßluft zur Steuerung der Gleitfinger und ihrer Blockierkeile ist in einer sehr einfachen Form gestaltet, die es erlaubt, alle erforderlichen Sequenzen zur Verschiebung der Finger in den beiden Richtungen durchzuführen sowie ihre Blockierung und ihre Freigabe zu geeigneter Zeit mittels einer einzigen Leitung, die im Drehteil 85 der Lünette mündet und die man zum Entleeren oder unter Druck unter besondere Bedingungen bringt, die im folgenden beschrieben werden.

Auf dem Schema der Fig. 10 ist der Teil der Preßluft-Einrichtung, der sich unter der Linie MN befindet, fest, während der Teil, der sich über dieser Linie befindet, in einer Lünette liegt und diese beiden Teile miteinander

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über eine gemeinsame biegsame Leitung 121 verbunden sind. Auf diesem Schema ist nur ein einziger Gleitfinger $k und sein Blockierkeil 107 dargestellt, es versteht sich aber von selbst, daß die Steuerschaltkreise der anderen Finger und Keile der gleiten Lünette und die der Finger und Keile aller anderen Lünetten gleich aussehen und ausgehend von der gemeinsamen Leitung 121 nebeneinandergeschaltet sind.

Fig. 7 zeigt die Öffnung 12^ des festen Teils 81, das an die gemeinsame Regelleitung 121 angeschlossen ist. Diese Öffnung ist an eine gebogene Leitung 125 angeschlossen (einmalig in jeder Lünette), die in die Bohrung 87 des festen Teils der Lünette mündet nahe einer Ringnut 126, die in die Oberfläche der zylindrischen Auflagefläche des drehbaren Teils 85 der Lünette eingebracht ist. Da ein Spiel von einigen hundertste! Millimetern zwischen der Auflagefläche 86 und der BohKung 87 vorhanden ist, entstehen einige Leckverluste, wenn die Preßluft aus der Leitung 125 des festen Teils in die ringförmige Nut des Drehteils strömt, diese Leckverluste sind aber gering und brauchen nicht ersetzt zu werden. Dabei sollte beachtet werden, daß es nicht möglich ist, ein wirksames Gelenk auf einer Auflagefläche eines so großen Durchmessers anzubringen, der für die Breite der zu bearbeitenden Schaufeln erforderlich ist, da ein solches Gelenk hinderliche Reibungskräfte erzeugen würde, die während der Bearbeitung zu einer Verdrehung der Schaufel führen würden, da die Schaufel die Lünette in Drehung versetzt. Auf dem Schema der Fig. 10 sind die in Frage stehenden Leckverluste der Preßluft mit 127 bezeichnet und der Spalt, durch den sie ausströmen, ist durch eine Verengung 128 symbolisiert.

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Von der Ringnut 126 (Fig. 7) an strömt die Preßluft für jede Gesamtheit von Finger und Keil in einer radialen Leitung I3I des Drehteils 85, dann in einer axialen Leitung 132 und einer Verengung 133» bevor sie die Öffnung ^1k zur Speisung des Steuerzylinders für den Keil (siehe auch Fig. 10) erreicht. Die Öffnung 105 zur Speisung des Steuer Zylinders für den Gleitfinger steht mit der axialen Leitung 132 in Verbindung.

Die Preßluft-Einrichtung enthält außerdem: Einen unter einem Druck "p" stehenden allgemeinen Zufluß 14-1 und zwei Magnetventile EV1 und EV2, die zwischen dem Zufluß TkI und der genannten allgemeinen Leitung 121 parallel geschaltet sind, wobei dem Magnetventil EV2 ein Druckminderer vorgeschaltet äst, der den eingespeisten Druck auf einen Wert "p" senkt, so daß bei Speisung der Steuerzylinder 103 für die Finger und 109 für die Keile dieser Druck die Kraft der Rückholfedern 98 für die Finger überwinden kann, jedoch nicht genügt, um die Kraft der Federn 115 zum Rückholen der Keile zu überwinden. Selbstverständlich ist der durch das Magnetventil EV1 strömende Druck "P" in der Lage, die Kraft der Rückholfedern für die Betätigung der Arbeitszylinder für alle Finger und Keile zu überwinden.

Auf der Totalansicht der Fig. 1 ist der Schrank I5I zu erkennen, der alle Elemente enthält, die zur numerischen Steuerung der Maschine entsprechend einer bekannten Technik erforderlich sind. Die senkrechten aufeinanderfolgenden Verschiebungen des die Lünetten tragenden Schlittens 22 werden ebenfalls von diesem Schrank aus gesteuert unter Regelung durch ein elektrisches Gehäuse 152, das von diesem Schlitten getragen wird und mit dem Inneren des Schrankes über ein

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biegsames Kabel 153 verbunden, ist. Das elektrische Gehäuse 152 (siehe auch Fig. 8 und 9) enthält eine bestimmte Anzahl (sechs im vorliegenden Beispiel) von Lesern 15^, die Reibungskontakte oder Nahkontakte sind, welche mit den gekoppelten Kontaktelementen 155 zusammenwirken, die von Tragleisten 156 getragen werden, die auf einer senkrechten Leiste 157 befestigt sind, weiche mit dem Gegenständer I5 formschlüssig verbunden ist an Stellen, die den aufeinanderfolgenden Ebenen entsprechen, an denen man die Lünetten einer Gruppe von fünf Schaufeln 1 im Verlauf des Bearbeitungszyklus plazieren möchte. Die Feststellung der aufeinanderfolgenden Ebenen der Unterlagen findet nach einem Binärcode entsprechend einer klassischen Technik statt, die im einzelnen zu beschreiben hier überflüssig ist. '

Der Schlitten 22 zum Tragen der Lünetten wird in jeder seiner aufeinanderfolgenden Stellungen auf den Führungen 19 des Gegenständers mit Hilfe von Blockiertöpfen wie dem blockiert, der in Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Diese Töpfe bestehen aus einem Arbeitszylinder !öl für Druckfluid, der in dem Schlitten 22 angebracht ist und dessen Zylinder und Kolben mit 162 bzw, 163 bezeichnet sind. Der Schaft 164 des Kolbens durchragt den Boden des; Zylinders und gredft in eine senkrechte Nut I65 mit "T"-Schnitt ein, die in dem Gegenständer 15 angebracht ist. Eine Schraubenmutter I66, die auf dem Ende des Schaftes 164 blockiert ist, der hierfür mit einem Außengewinde versehen ist, liegt in dem breiten Teil der Nut 165 und ist normalerweise fest gegen die seitlichen Innenränder der Nut gedrückt unter Einwirkung eines Stapels von Belleville-Unterlegscheiben I67, die zwischen dem Kolben 163

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und dem entsprechenden ringförmigen Boden des Zylinders 162 eingefügt sind. Auf diese Weise wird der Schlitten

22 auf den Führungen I9 des Gegenständers blockiert. Um ihn freizugeben, genügt es, Druckfluid in den Arbeitszylinder 161 zu leiten, dessen anderer Zylinderboden eine Leitung I69 aufweist, die es ermöglicht, sie mit der Fluidquelle zu verbinden oder sie zu entleeren, um eine erneute Blockierung des Schlittens zu gewährleisten.

Die Maschine arbeitet wie folgt:

Man setzt fünf Turbinenschaufeln 1 quer durch die Lünetten

23 ein, die vorher entriegelt und an das eine Ende ihrer Laufstrecke verbracht wurden, beispielsweise nach oben, wobei der Fuß j^der Schaufel in dem entsprechenden Drehdorn 17 befestigt ist und der Kopf in die entsprechende Körnerspitze 21 eingreift, die von der beweglichen Konsole 18 getragen wird, welche auf die Ebene entsprechend der Länge der Schaufeln gebracht wurde. Der Ständer 3» der Support 5 und der Reitstock 7 werden so eingestellt, daß die in den Drehspindeln 12 eingesetzten Fräsköpfe die Bearbeitung an dem einen Ende der Schaufeln 1 beginnen können, beispielsweise an ihrem oberen Ende, wobei der Schlitten 22 ebenfalls auf die geeignete Höhe gebracht wird, damit die Lünetten 23 die Schaufeln in der unmittelbaren Nähe des Arbeitsbereichs der Werkzeuge halten können.

Man klemmt die Werkstücke in die Lünetten 23 ein. Hierfür entregt man die beiden Magnetventile EV1 und EV2 (die vorher erregt waren, um die Gleitfinger 9h auf Abstand zu halten, wie später ersichtlich wird). Die beiden Magnetventile nehmen dann die in der Fig. 10 dargestellte Stellung ein. Das Magnetventil EV2 entleert den Arbeits-

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Zylinder 103 zur Steuerung der Gleitfinger und den Arbeitszylinder 109 zur Steuerung der Blockierkeile der Finger. Die Federn 98 drücken die Gleitfinger 9h gegen das Werkstück 1, und die Federn 115 drücken die Keile 107 gegen die Finger, aber mit einer geringeren Geschwindigkeit, da der Ausfluß der Preßluft aus den Arbeitszylindern 109 durch die Verengungen 133 verlangsamt wird, so daß die Finger in Berührung mit dem Werkstück kommen, bevor die Keile ihre Blockierwirkung auf die Finger beginnen.

Die Bearbeitung beginnt, während die in den Drehspindeln angebrachten Fräsköpfe die Werkstücke 1 an ihrem oberen Ende in Angriff nehmen.und eine absteigende Vorschubbewegung erleben, die durch das Absteigen des Supports 5 unter Regelung durch die numerische Steuerung erzeugt wird, während die Schaufeln 1 sich unter Einwirkung des Motors 55t der senkrechten Achse 56 und der kinematischen Kette, die weiter oben als bei den Drehdornen 17 endend beschrieben wurde, einfach auf sich selbst drehen. Die Drehteile 85 der Lünetten 23 werden durch die Schaufeln in Drehung mitgenommen, die von den Fingern 9^ perfekt gehalten werden, die gegen sie gedrückt sind. Während einer bestimmten Zeit verbleiben die Lünetten auf gleicher Ebene, und der sie tragende Schlitten 22 ist auf dieser Ebene auf den Führungen 19 des Gegenständers 15 durch die Blockiertopfe 161 blockiert. Um zu vermeiden, daß die Fräsköpfe sich zu sehr vom Bereich der von den Lünetten gehaltenen Schaufeln entfernen, nachdem sie abgestiegen sind, ist es ratsam, daß die Lünetten vom Beginn der Bearbeitung an und um eine Länge, die beispielsweise einem fünfzigstel der Länge der Schaufeln entspricht, um einen Schritt absteigen. Hierzu

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gewährleistet die numerische Steuerung automatisch eine ganze Reihe von Vorgängen, beispielsweise: Anhalten der Bearbeitung und der Drehbewegung der Schaufeln, Entriegelung der Lünetten, Freigabe des die Lünetten tragenden Schlittens, seinen Abstieg um einen Schritt, seine erneute Blockierung, das Wiedereinklemmen der Lünetten auf den Werkstücken und die Wiederaufnahme der Bearbeitung und der Drehbewegung der Schaufeln,

Die Entriegelung der Lünetten wird durch eine gleitzeitige Erregung der beiden Magnetventile EV1 und EV2 erreicht, wobei das erste die Speisung der Arbeitszylinder 109 gewährleistet, die die Blockierkeile der Finger freigeben, und die der Arbeitszylinder 103, die das Zurückziehen der Finger 9h gewährleisten, sobald diese gelöst sind, während das zweite Magnetventil EV2 in diesem Moment einfach dazu dient, die Verbindung der Arbeitszylinder mit der Atmosphäre zu unterbrechen. Die Werkstücke 1 sind dann nicht mehr zwischen den Fingern 9^ verriegelt.

Während dieses Vorganges der Entriegelung der Lünetten sind die Leckverluste an Preßluft relativ hoch, was einen Energieverlust bedeutet. Außerdem könnte der auf der Ebene der Ringnut 126 herrschende Druck Verformmungen des festen Teils 81 der Lünetten hervorrufen, die die Drehbewegung des Drehteils 85 während der folgenden Phase des Abstiegs der Lünetten beeinträchtigen könnten, eine Bewegung infolge der Schleife der Schaufeln.

Diese Nachteile treten dank der besonderen Konzeption der weiter oben beschriebenen pneumatischen Einrichtung nicht auf. Diese Einrichtung erlaubt es, die Finger 9^ in zurückgezogener Stellung zu blockieren, und zwar selbst nach

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Unterbrechung der Speisung der Arbeitszylinder 103 und 109, weil, wenn man das Magnetventil EV1 entregt, während man das Magnetventil EV2 erregt hält, die Arbeitszylinder nur noch unter dem verminderten Druck "pⁿ gespeist werden. Entsprechend den vorerwähnten Bedingungen ist dieser Druck aber ausreichend, um die Finger 9^ in zurückgezogener Stellung entgegen der Kraft ihrer Rückholfedern 98 zu halten, während die Kraft der Rückholfedern der Keile vorherrschend wird und infolgedessen diese Keile die Finger 9h in zurückgezogener Stellung blockieren. Wenn man seinerseits nun auch das Magnetventil EV2 entregt, sind die Rückholfedern 98 für die Finger in Richtung ihres Ausgangs nicht in der Lage, die sehr große Kraft zu überwinden, mit der iiese Finger von den Keilen blockiert werden. Die Finger bleiben daher eingezogen, und der Zustrom von Preßluft zu den Lünetten ist völlig abgeschnitten, was die oben erwähnten Nachteile völlig ausschließt.

Die numerische Steuerung der Maschine gewährleistet dann die Freigabe des die Lünetten tragenden Schlittens 22 durch Zufluß von Druckfluid in die Arbeitszylinder 161 der Blockiertöpfe (Fig. 8 und 9)» das Absteigen des Schlittens um einen Schritt unter Regelung durch das elektrische Gehäuse 152 und der Leiter von codierten Tragleisten I56, die erneute Verriegelung des die Lünetten tragenden Schlittens 22 in seiner neuen Stellung durch die Entleerung der Arbeitszylinder Ιοί und das Wiedereinklemmen der Lünetten. Dieser letzte Vorgang wird in zwei Zeiten gewährleistet. In einer ersten Zeit schneidet durch gleichzeitige Erregung der beiden Magnetventile EV1 und EV2 das Magnetventil EV2 die Verbindung der beiden

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Arbeitszylinder 103 zur Steuerung der Finger und 109 zur Steuerung der Keile mit der Atmosphäre ab, während das Magnetventil EVI das Zurückziehen des Keils 107 hervorruft und als Folge die Freigabe der Finger 9^, die noch durch den Druck der Preßluft in den Arbeitszylindern103 zurückgehalten werden, während in einer zweiten Zeit die gleichzeitige Entregung der beiden Magnetventile EV1 und EV2 nacheinander unter den schon dargelegten Bedingungen den Ausgang der Finger 9h in ihre aktive Klemmstellung und ihre Blockierung durch die Keile 107 gewährleistet. Die numerische Steuerung gewährleistet dann die Wiederaufnahme der Bearbeitung.

Auf diese Feise werden die Schaufeln stets angemessen in der Nähe des Bearbeitungsbereiches gehalten, während die Lünetten sich häufig und um eine kleine Länge, beispielsweise ungefähr fünfzig Mal, während der Bearbeitung der Schaufeln auf einem Meter Länge verschieben. Der Druck der Gleitfinger zum Halten der Werkstücke kann um einen geringen Wert reguliert werden, um zu vermeiden, daß die Werkstücke sich unter dem Druck der Finger verformen.

Fig. 11 zeigt eine erste Abwandlung der Montage eines Gleitfingers 171, der durch eine Feder 172 zum Werkstück geschoben und durch einen Kugelkranz 173 daran gehindert wird, zurückzurutschen, der gleichzeitig gegen die äußere zylindrische Oberfläche des Fingers und gegen eine kegelstumpf förmige Rampe 17^ drückt, die zu einer Buchse 175 gehört, weiche durch Schrauben I76 an dem Drehteil 85 der Lünette befestigt ist. Die Kugeln 173 werden durch einen

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Ring 177 gegen die Rampe 17*l· gedrückt, der der Wirkung einer Feder 178 unterliegt, und man kann sie mittels eines ringförmigen Drückers 181 von der Rampe entfernen, der den Kolben eines ArbeitsZylinders 182 zur Freigabe darstellt,dessen Zylinder aus der Bohrung 183 des Drehteils der Lünette besteht, in der die Buchse 175 angebracht ist. Der Boden dieses Zylinders besteht aus einem Kolben 185, der formschlüssig mit dem Finger 171 und in einem Zylinder 186 beweglich ist, der coaxial zur Bohrung 183 verläuft. Der ringförmige Raum zwischen dem ringförmigen Drücker 183 und dem Kolben 185 kann über eine Leitung 189 entweder mit einer Druckfluidquelle oder mit der Atmosphäre oder mit dem Behälter verbunden werdeji, abhängig von dem verwendeten Fluid. Die Feder 172 liegt gegen einen Boden I87 an, der durch einen Federring 188 in der Bohrung 186 zurückgehalten wird.

Um die Finger 17I vom Werkstück 1 zu entfernen, läßt man das Druckfluid in die Leitung 189 ein. Dies hat zur Folge, daß der ringförmige Drücker 181 und der Kolben 185 sich entgegen der Wirkung der Kraft der Federn 172 und I78 voneinander trennen und infolgedessen den Finger I7I freigeben und ihn sich zurückziehen lassen. Um den Finger 171 wieder gegen das Werkstück 1 zurückzuführen, reicht es, die Leitung 186 zu entleeren, so daß die Feder 172 den Finger zurückschiebt und die Feder 178 ihn durch die Kugeln 173 blockiert hält, Bei dieser Ausf ührungsform muß man den Zustrom des Druckfluids so lange aufrechterhalten, wie die Finger 171 entfernt von dem Werkstück gehalten werden sollen.

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Fig. 12 zeigt eine zweite Abwandlung, in der der Gleitfinger 191 dazu neigt, sich vom Werkstück 1 durch eine Feder 192 zu entfernen und sich ihr unter der Wirkung eines eingeleiteten Druckfluid durch eine Leitung 19^· in dem Arbeitszylinder wieder zu nähern, der durch den Finger und die Bohrung 193 gebildet wird, in welcher er gleitet. Eine Verengung 195 in der Zuflußleitung 19^ spielt die Rolle eines Dämpfers. Der Druck des Fluids muß in dem Arbeitszylinder während aller Bearbeitungsperioden aufrechterhalten werden, d.h. daß die Betriebsbedingungen umgekehrt sind wie die vorbeschriebenen Durchführungsbedingungen.

Schließlich zeigt pig. 13 eine dritte Abwandlung, die eine Verbesserung der Ausführungsform der Fig. 12 darstellt und bei der die gleichen Bezugszeichen, gleiche Organe bezeichnen. Vor der Leitung 19^· für den Zufluß des Druckfluids befindet sich ein Klappenventil 197, das ohne Leckverluste gesteuert wird. So ist es auf diese Weise möglich, die Speisung mit Fluid während der Bearbeitung abzuschalten. Eine Speisung unter vermindertem Druck erlaubt das Öffnen der Klappe unter Anlegung einer Kraft an den Finger 191» die geringer ist als die, die von der Feder 192 ausgeübt wird, so daß der Finger sich unter Einwirkung dieser Feder zurückziehen kann.

In vorstehenden Ausführungen ist vorgeschlagen worden, daß die Maschine numerisch gesteuert wird, die Erfindung ist aber auch auf eine Kopiermaschine anwendbar. In diesem Fall wird eines der zu bearbeitenden Werkstücke durch ein Modell ersetzt, oder die Maschine weist zusätzliche Mittel zum Halten eines Modells auf, die in der Lage sind, letzteres

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synchron mit den zu bearbeitenden Werkstücken zu drehen, und der Schlitten zum Tragen der Werkzeuge ist entsprechend einem klassischen Verfahren mit einem Kopierfinger zum Abtasten des Modells versehen.

Die Erfindung ist also nicht beschränkt auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsart. Man kann zahlreiche Veränderungen entsprechend der beabsichtigten Verwendungsweise durchführen, ohne dafür den Rahmen der Erfindung zu verlassen«

So kann beispielsweise das Druckfluid, das zur Steuerung der Arbeitszylinder der Haltefinger für die Werkstücke und für die Blockjierkeile der Finger verwendet wird, eine Flüssigkeit sein, beispielsweise Öl anstelle von Preßluft. In diesem Fall ist es ratsam, die Leckverluste zu ersetzen.

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Claims

Patentansprüche

!.Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken länglicher Form, beispielsweise Turbinenschaufeln, bei der jedes Werkstück drehbar mit seinen beiden Enden in einem Antriebs-Drehdorn bzw. auf einer Körnerspitze angeordnet ist, während sein Mittelteil durch ein Drehteil einer Lünette gehalten wird, wobei das Drehteil so angebracht ist, daß es sich frei in einem festen Teil drehen kann, das von einem zwischen dem Antriebs-Drehdorn und der Körnerspitze bewegbaren Schlitten getragen wird, und wobei die Maschine Einrichtungen zur automatischen Steuerung für die Verriegelung und für die Entriegelung des Werkstücks in dem Drehteil der Lünette aufweist, dadurch g β k e η η ζ β i c h η e t, daß sie Einrichtungen (72, 73,1k und 161) zur automatischen Steuerung aufweist, um eine intermittierende Verschiebung des Schlittens (22) und seine Blockierung an aufeinanderfolgenden Standorten zu gewährleisten, die immer nahe dem beweglichen Arbeitsbereich des Werkzeugs liegen, sowie Einrichtungen zur automatischen Steuerung des Anhaltens und der Wiederaufnahme der Bearbeitung.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine numerische Steuerung aufweist, wobei alle vorerwähnten Einrichtungen zur automatischen Steuerung unter der Kontrolle der

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- 2 numerischen Steuerung angeordnet sind.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (85) der Lünette (23) mit Gleitfingern (94) zum Halten des Ferkstücks (1)
versehen ist, die federnd gegen das ¥erkstück vorbewegt werden, sowie mit einer Einrichtung (107) zum Blockieren der Finger.
h, Maschine nach Anspruch 3» dadurch gekennze ic hne t, daß die Gleitfinger (9h) zum Halten
des Werkstücks (1) jeweils in einer Richtung durch eine Feder (98) und in der anderen Richtung durch einen Arbeitszylinder (103) für Druckfluid belastet sind,
5. Maschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Blockieren der Gleitfinger (9k) aus Keilen (I07) besteht, die gleitend in dem Drehteil (85) der Lünette (23) angeordnet sind

und jeweils in einer Richtung durch eine Rückholfeder (115) und in der anderen Richtung durch einen zweiten Arbeitszylinder (109) für Druckfluid belastet sind.
6. Maschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (192) den Rücklauf der
Gleitfinger (191) gewährleisten, während die Arbeitszylinder (193) für Druckfluid, die ihren Vorschub gewähr^ leisten, mit Hilfe einer Gegen-Rücklauf-Steuerklappe (197) gespeist werden, die die Blockierung der Finger (191) in gegen das Werkstück (1) vorgeschobener Stellung gewähr» leisten, wobei der Steuerdruck der Klappe einem Fluidschub in dem Arbeitszylinder entspricht, der schwächer
als der entgegengesetzte Schub ist, der durch, die Rückholfeder der Finger in ihre zurückgezogene Stellung erzeugt wird.

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7. Maschine nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (IO3) zur Steuerung der Finger (9*0 mit einer einzigen Leitung (125) verbunden sind, die im festen Teil (81 ) der Lünette (23) angeordnet ist und ihrerseits an eine Druckfluidquelle über zwei parallelgeschaltete Magnetventile (EV1_tEV2) angeschlossen ist, von denen das erste (EV1) ein einfaches Element zum Unterbrechen der Speisung und das zweite (EV2) ein Umkehrschalter zum Entleeren oder Speisen über einen Druckminderer (1^2) ist, der auf einen Wert austariert ist, der das Vorherrschen der Kräfte der Arbeitszylinder (I03) zur Steuerung der Finger (9h) über die Kraft ihrer Rückholfedern (98) jedoch das Vorherrschen der Rückholfedern (II5) der Keile (107) üb^r die Kraft ihrer Arbeitszylinder (I09) gewährleistet, wobei die Arbeitszylinder (IO9) zur Steuerung der Keile mit der gleichen vorerwähnten einzigen Leitung (121) über eine Verengung (133) verbünde η s ind.
8. Maschine nach Anspruch 7_f dadurch gekennzei chne t, daß das Drehteil (85) der Lünette (23) frei drehend durch eine zylindrische Auflagefläche (86) ohne Gelenk angeordnet ist, die in das feste Teil (81) eingreift und eine Nut (126) gegenüber einer Öffnung (125) der einzigen Leitung (121) zum Zuführen von Druckfluid aufweist, die in das feste Teil eingebracht ist, wobei die Nut in Verbindung mit den Leitungen (131,132,105) steht, die im Drehteil (85) der Lünette zur Speisung

der Arbeitszylinder (103,109) zum Antreiben der Finger und der Keile (I07) angeordnet sind_c

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9. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum schrittweisen Vorschub des die Lünetten (23) tragenden Schlittens (22) ein System mit Schraubenspindel (73) und Schraubenmutter (7M aufweist, das von einem Motor (72) angetrieben wird, der unter der Kontrolle durch ein elektrisches Gehäuse (152) angeordnet ist, welches vom Schlitten (22) getragen und mit Kontakten (I5^)_t vorzugsweise Nahkontakten, versehen ist, die vor einer senkrechten Leitleiste (157) angebracht sind, die parallel zur Richtung der Verschiebung des Schlittens verläuft, und Tragleisten (I56) aufweist, die entlang der Bahn des elektrischen Gehäuses (152) verteilt und mit codierten Elementen (155) . versehen sind, die mit den. Kontakten des elektrischen Gehäuses zusammenwirken sollen.
10, Maschine nach Anspruch h und 5»da-durch. g e kennze lehne t, daß der erste Arbeitszylinder (I85) für Druckfluid so angeordnet ist, daß er den Rückzug des entsprechenden Gleitfingers (171) gewährleistet, und der zweite Arbeitszylinder (181) für Druckfluid derart, daß er die Freigabe des Blockierkeils (173) gewährleistet, wobei diese beiden Arbeitszylinder aus einem einzigen Arbeitszylinder (182) mit zwei Zylinderböden (185,181) bestehen, die in bezug auf das Drehteil (85) der Lünette (23) bewegbar und mit dem Gleitfinger (171) bzw. dem Blockierkeil (173) verbunden sind.
11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Gleitfingers (171) formschlüssig mit dem einen (I85) der Böden des Zylinders verbunden ist und der andere Boden des Zylinders

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(181) des Arbeitszylinders ringförmig ist und auf dem Finger gleitet, um den Blockierkeil zurückzustoßen, der aus einem Kugelkranz (173) besteht, der durch eine Feder (178) zwischen die zylindrische Oberfläche des Fingers und eine kegelstumpfförmige Oberfläche (17*0 geschoben wird, · die mit dem Drehteil (85) der Lünette (23) formschlüssig ist.
12. Maschine nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arbeitszylinder (193) für Druckfluid so angeordnet ist, daß er den Vorschub des entsprechenden Gleitfinders (191) gewährleistet, und daß die Einrichtung zum Blockieren des Fingers aus dem gleichen Arbeitszylinder besteht, der unter Druck steht.

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