DE2924573C2

DE2924573C2 - Einrichtung zum selbsttätigen radialen Positionieren der Drehwerkzeuge auf Radsatzdrehmaschinen

Info

Publication number: DE2924573C2
Application number: DE19792924573
Authority: DE
Inventors: Theodor Dipl.-Ing. 5140 Erkelenz Dombrowski
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1982-05-06
Also published as: DE2924573A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen radialen Positionieren der mindestens von einem Quer- und einem Längsschlitten bewegten Drehwerkzeuge auf Radsatzdrehmaschinen auf den für das Reprofilieren verschlissener Radprofile der Räder von Radsätzen größtmöglichen Erneuerungsdurchmesser mit einem am Radprofil anliegenden Tastelemcnt.

Einrichtungen dieser Art sind bereits durch die DE- PS 52 335 bekannt. Derartige Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie das verschlissene Radprofil nur an ganz bestimmten Stellen abtasten und in Abhängigkeit hiervon die Drehwerk/.euge positionieren. Es ist aber keineswegs sicher, daß der Verschleißzustand dieser Stellen der für die radiale Lage des neu herzustellenden Profils maßgebliche Verschleißzustand ist. Dieser maßgebliche Verschleißzustand kann vielmehr an jeder beliebigen Stelle in Profilrichtung liegen und daher von den bekannten Einrichtungen nicht mit Sicherheit berücksichtig! werden.

Es ist weiterhin aus der DE-AS 14 27 003 bereits bekannt, die Zustellung der Drehwerkzeuge von einem Rechner steuern zu lassen, der mit den Meßwerten eines l.ängenprüfgeräies gespeist wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, die Drehwerkzeuge unabhängig von der zufälligen Lage des für die radiale Lage des neu herzustellenden Profils maßgeblichen Verschleißzustandes radial richtig zu positionieren.
Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art, ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung ein in einem um eine parallel zur Tangente an eine Umfangslinie an ein Rad des Radsatzes verlaufende Achse schwenkbaren Gehäuse in dessen Längsrichtung verschiebliches Längenprüfgerät aufweist, welches an seinem einen Ende das am Radprofil anliegende Tastelement und an seinem anderen Ende ein weiteres Tastelement trägt, das an einer entsprechend dem Idealradprofil ausgebildeten,

is feststehenden Schablone anliegt

Die erfindungsgemäße Einrichtung tastet das verschlissene Radprofil in im Prinzip unendlich vielen Radialebenen parallel zur Radscheibe ab und erfaßt daher mit Sicherheit den für eine Reprofilierung maßgeblichen Verschleißzustand und erlaubt damit eine korrekte radiale Positionierung der Drehwerkzeuge.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß das Längenprüfgerät ais Stromventii für eine hydraulische Nachlaufsteuerung ausgebildet ist.

Hierdurch wird ein einfach überschaubarer und funktionssicherer Aufbau der Einrichtung erreicht und gleichzeitig die Anwendung bekannter und handelsüblicher Bauelemente ermöglicht.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Einrichtung ein auf einem um eine parallel zur Tangente an eine Umfangslinie an ein Rad des Radsatzes verlaufende Achse schwenkbaren Träger fest angeordnetes Längenprüfgerät aufweist, das als elektrischer Weggeber ausgebildet ist, der das am Radprofil anliegende Tastelement trägt und mit einem Rechner verbunden ist, in dem das Idealradprofil als Vergleichswert gespeichert ist.

Hierdurch wird es möglich, den mechanischen Teil der Einrichtung drastisch zu vereinfachen und dennoch die gewünschte Positioniersicherheit und -genauigkeit zu erreichen. Diese Ausführungsfoi ;Γ ist auch deswegen besonders vorteilhaft, weil Rechner an modernen Werkzeugmaschinen ohnehin bereits vorhanden sein können.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung der Einrichtung, bei welcher das am Radprofil anliegende Tastelement als scheibenförmige Rolle ausgebildet ist. sieht vor, daß die Rotationsachse der Rolle zur Radsatzachse windschief verläuft.

Durch diese Maßnahme können besondere Antriebselemente eingespart werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausfiihrungsbcispiels naher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Grundriß einer auf den linken Support

y> einer Radsatzdrehmaschine aufgebauten erfindungsgemäßen Einrichtung, teilweise im Schnitt nach der Linie 1-linFig. 2.

F i g. 2 den Seitenriß der erfindungsgemäßen Einrichtung, teilweise im Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. I.

ho Fig. 3den Schnitt lll-lll aus I ig. I.
F ig;. 4 den Schnitt IV-IV aus F ig. 1,
Fig,'' die halbe linke Seile der Radsatzdrehmaschine im Aufriß mit dem die erfindungsgemäl.ie Einrichtung tragenden Support, teilweise im Schnitt nach der Linie

h-. VV in F ig. 6.

F i g. 6 in überlagerter Darstellung den Schnitt Vl-Vl und den Teilschnitt VII-VII aus Fi g. 5.

Fig. 7 die Bewegung von Tastrolle und Werkzeug

während eines Positioniervorganges in Bezug auf das Profil des Radsatzes und

F ig. 8 Radprofile.

Auf dem Längsschlitten 1 des linken Drehsupports einer an sich bekannten Radsatzdrehmaschine befinden sich zwei Augen 2 und 2\ in denen eine Achse 3 gelagert ist, welche durch einen Stift 4 gesichert ist. Auf der Achse 3 ist um diese schwingbar und auf dieser axial unverschiebbar ein Gestell 5 gelagert, auf dem eine eine Steuerkurve darstellende Schablone 6 mittels einer Schraube 7 befsstigt ist und auf dem ein Gehäuse 8 mit einem Zapfen 9' in einer zur horizontalen Ebene durch die Radsatzachse 94 parallelen Ebene um die Achse 9 des Zapfens 9' schwingbar gelagert ist. In einer Bohrung des Gehäuses 8 gleitet ein Winkelhebel 10, der an seinem dem Rad zugewandten Schenkel ein Tastelement 12 trägt, welches als Rolle ausgebildet und um einen Zapfen 13 drehbar gelagert ist, der mitteis eines Stiftes 14 im genannten Schenkel gesichert ist. Der zweite Schenkel 15 des Winkelhebels 10 hat eine ölzuführungsöffnung 16, eine Steuernut 17 und eine Ölrückführungsöffnung 18. In diesem Schenkel 15 gleitet in einer Längs'oohrung ein als Steuerschieber ausgebildeter Tastelementträger 19 der zusammen mit dem Schenkel 15 das Längenprüfgerät 11 bildet. Ein Ende des Tastelementträgers 19 ist in Kontakt mit einer Feder 20, die sich am Boden der Längsbohrung des Schenkels 15 abstützt. Das zweite Ende des Tastelementträgers 19 trägt ein weiteres Tastelement 21. Ein Zapfen 22 des Tastelementes 21 ist drehbar im Tastelementträger 19 gelagert und wird durch eine Schraube 23 und Scheibe 24 in seiner axialen Lage gesichert. Der Tastelementträger 19 trägt an dem von der Feder 20 beaufschlagten Ende eine Schraube 25, deren Kopf am Winkelhebel 10 anschlagen kann, so daß ein zu großer Hub des Winkelhebels 10 verhindert wird. Ein Schlitz 26 im Tastelementträger 19 in Verbindung mit einem Stift 27, der im Winkelhebel 10 befestigt ist, verhindert eine Verdrehung des Tastelementträgers 19. In Seitenwänden 28 und 29 sind als verstellbare Anschläge Schrauben 30 und 31 angeordnet, die die Schwingbewegung des Gehäuses 8 begrenzen. Die Zeichnungen zeigen ferner eine übliche Anordnung der Werkzeuge für das Reprofilieren des Radprofils. Ein Werkzeug 35 bearbeitet die Lauffläche und den Spurkranz. Ein Werkzeug 36 bearbeitet vor der Profilbearbeitung durch das Werkzeug 35 den Spurkranz vor. Beide Werkzeuge 35, 36 sind strichpunktiert gezeichnet.

Ein Radsatz 37 ist zwischen den Körnerspitzen 81 der Radsatzdrehmaschine unbeweglich gelagert. Mitnehmer 38 übertragen die Drehkraft einer Planscheibe 39 auf den Radsatz 37. Die Planscheibe 39 ist in einem Spindelstock 40 drehbar und axial unverschiebbar gelagert und wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben.

Der Längsschlitten I wird von einer Kolben-Zylinder-Einhcit 41 getrieben, deren Kolbenstange 41a in einem Qucrschlitten 42 befestigt ist. Der Querschlitten 42 wird von einer Kolben-Zylindcr-Einheit 43 gelrieben, deren Kolbenstange 44 in einem Durchmesserschlitten 45 befestigt ist. Der Durchmcsserschlitten 45 wird von einer Gewindespindel 46 getrieben, die in einem Untersatz 47 drehbar und axial tinverschiebbar gelagert ist. Die Gewindespindel 46 wird über Zahnräder 48, 49 und einen Hydraulikmotor 50 rotierend angetrieben. Die Steuerung der Werkzeuge 35, 36 erfolgt in bekannter Weise durch Abtasten des Profils einer

Kopierschablone 51, Die Kopierschablone 51 entspricht maßstäblich genau dem Sollprofil 52 des zu bearbeitenden Rades. Sie ist auf einem Schablonenschlitten 53 befestigt, der auf Führungen eines Überbaues des Durchmesserschlittens 45 gleitet. Der Schablonenschlitten 53 wird von einem an einem Arm 54 angeordneten Anschlag 55 in die richtige Seitenposition gebracht. Eine Bremsschraube 56 verhindert ein ungewolltes Gleiten des Schablonenschlittens 53 während des Abtastens

ίο durch einen Hydraulikfühler 57. Dieser ist auf dem Arm 54 befestigt, wobei ein Fühlfinger 57' des Hydraulikfühlers 57 mit der Kopierschablone 51 zusammenarbeitet. Der Hydraulikfühler 57 steuert während der Kopierbearbeitung die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 41 und

is 43. Für die Seitenpositionierung des Supportes ist in bekannter Weise eine Tastrolle 58 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel drehbar auf einer Schraube 59 als Achse gelagert ist, welche in einem Hebel 60 befestigt ist. Der Hebel 60 ist durch einen Stift 61 auf einer Welle 62 befectigt, die im Gestell 5 drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist. Das zweite Ende der Welle 62 trägt einen mit einem Stift 63 b festigten Hebel 64, der auf einen elektrischen Schalte: f\5 einwirkt. Im Ruhezustand drückt die im Schalter 65 befindliche Feder den Hebel 64 gegen einen Anschlag 66.

Zur Erläuterung des Positioniervorganges werden folgende Profile betrachtet:

Das ursprünglicne Profil mit den Punkten 70-71-72, das verschlissene Profil mit den Punkten 70-73-78-72 und

das neu zu drehende Profil mit den Punkten 74-75-78-76.

Die Kehle des verschlissenen Profils 73-78-72 ist reproduzierbar durch eine Anzahl Kreisbögen, beispielsweise öl bis 6 5. deren Radien ausgehend von einem kleinsten Radius sowohl nach dem Laufflächenpunkt 73 als auch nach dem Spurkranzkuppenpunkt 72 hin ständig größer werden und auf der Lauffläche in eine annähernde Horizontale und auf der Spurkranzf'nnke in einen Winkelschenkel von ca. 75° zur Horizontalen auslaufen (F i g. 8). Die Position des neu zu drehenden Profils 74-75-78-76 ist dadurch bestimmt, daß der Mittelpunkt des die Spurkranzkuppe bildenden Kreisbogens bl und des kleinsten die Kehle bildenden Kreisbogens b3 sowie des den Umfang der l'astrolle 58 bildenden Kreisbogens 68 auf einer Geraden liegen. Aus seiner Anfangsstellung 12' wandert das Tastelement 12 bis in seine Meßstellung 12".

ίο Die Steuerkurve der Schablone 6 weist eine solche Form auf. daß bei ihrem Abtasten durch das Tastelement 21 und bei Einhalten einer festen Distanz zwischen dem Zentrum des Tastelementes 21 und dem Zentrum der Umfangsabrundung des als Rolle ausgebildetei Tastelementes 12 die Umfangsabrundung besagter Rolle genau das Radsatzprofil ergibt. Die feste Distanz zwischer den genannten Zent.cn ist dann erreicht, wenn die Steuerkanten 79 und 80 an Tastelementträger 19 und im Schenkel 15 des

bo Winkelhebels 10 genau übereinander befinden.

Zu beachten ist, daß die beiden Linien 73-78 und 75-78 konvergieren und die Linien 78-72 und 78-76 divergieren (F ig. 7 und 8).

Bevor das Werkzeug 35 positioniert wird, ist der

hi Radsatz 37 zwischen den Körnerspitzen 81 auszurichten und in den Mitnehmern 38 einzuspannen. Während des Positionierens rotiert der Radsatz 37.

Das Werkzeug 35 nimmt in Ruhestellung die Lage 351

ein. Das Tastelement 12 nimmt in Ruhestellung die Lage 121 ein. Die Tastrolle 58 nimmt in Ruhestellung die Lage 581 ein. Fin in F i g. 5 dargestelltes Stromventil 85 versinnbildlicht die .Steuerkanten 79 und 80. Eine Hydraulikpumpe 86 wird in Betrieb gesetzt, wobei der Hydraiilikkreislauf durch ein Druckbegrenzungsventil 87 abgesichert ist. 4/2-Wegeventile 83 und 83,i werdet; in Betriebsstellung geschaltet. Ein 4/3-Wegeventil 84 wird in Betriebsstellung für gekreuzte ölströme geschaltet. Der Ölstrom nimmt nunmehr den Weg zum Slromventil 85, zum Hydraulikmotor 50 und zurück zu einem Ölbehälter 89. Der Hydraulikmotor 50 rotiert. Mit ihm rotiert die Gewindespindel 46. Diese setzt den Schlitten 45 in Richtung auf den Radsat/ 37 hin in Bewegung. Das Tastclemcnt 12 schlägt am Radsatz 37 an der Stelle 122 an. schließt das Stromventil 85 und beendet die Bewegung des Schlittens 45.

Das Werkzeug 35 nimmt die Stellung 352. die Rolle 58 nimmt die Stellung 582 ein. Nunmehr wird die K nlhcn-Zylinder-Einheit 41 mit Drucköl beaufschlagt. Sie treibt den Längsschlitten I in Längsrichtung auf die Planscheibe 39 zu. Die Tastrolle 58 kommt in Kontakt mit dem Radsat/ 37 an der Stelle 853 und schaltet den Schalter 65. der über ein nicht dargestelltes Magnetventil den ölstrom zur Kolben-Zylinder-Einheit 41 unterbricht und damit den l.ängsschlitten 1 stillsetzt.

Das Werkzeug 35 nimmt die Stellung 353. das Tastelcment 12 nimmt die Stellung 123 an. Bei der Lageänderung des Tastelementes 12 ist im allgemeinen mit einer Durchmesser-Verkleinerung zu rechnen. Da die Durchmesser-Positionierung noch voll wirksam ist.

tritt somit auch eine Änderung der Querposition ein. die jedoch in den Zeichnungen vernachlässigt worden ist.

Nunmehr wird bei rotierendem Radsatz 37 an einem Handgriff 90 das Tastelement 12 aus der Stellung 123 in

ί die Meßstellung 12" geführt. Hierbei wird durch das Stromventil 85 der Durchmcssersehlitten 45 ständig nachpositioniert. Hierdurch nimmt das Werkzeug 35 die Stellung 354 und Rolle 58 die Stellung 584 ein.

Nunmehr kann an beiden Diirchmesserschlitten 45

ίο der erreichte Radius festgestellt werden. Zu diesem Zweck ist auf dem Untersatz 47 ein Zeiger 91 befestigt, der mit einem Maßstab 92 zusammenarbeitet. Der Maßstab 92 isl auf dem Durchmesserschlitlen 45 befestigt, so daß der erreichte Radius direkt abgelesen

\*i werden kann. Die so festgestellten Radien bedürfen jedoch einer Korrektur, denn die beiden Radien sind nicht gleich. Es wird das kleinere Radiiismaß beibehalten. Das größere Radiusmaß wird dem kleineren Radiusmaß durch einseitige Korrektur gleichgemacht.

Außerdem muß beachtet werden, daß durch das /wischen dem Radsatz 37 und dem Werk/eng 55 befindliche Tastelemcnt 12 ein Zwischenraum entsteht, der ebenfalls überbrückt werden muß. Bevor also das Werkzeug 35 zum Einsatz kommt, wird das Tastelemcnt

>ϊ 12 in die gestrichelte Lage 124 (Fig. 6) geschwenkt. Beide Supporte werden z. B. mittels des 4/2-Wegeventils 82 (4/2-Wegeventilc 83 und 83,7 geschlossen) und eine? Drosselventils 88 in an sich bekannter Weise um das konstante Maß »93« vorgestellt.

jo Der Positioniervorgang ist damit beendet und die Bearbeitung kann beginnen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen radialen Positionieren der mindestens von einem Quer- und einem Längsschlitten bewegten Drehwerkzeuge auf Radsatzdrehmaschinen auf den für das Reprofilieren verschlissener Radprofile der Räder von Radsätzen größtmöglichen Erneuerungsdurchmesser mit einem am Radprofil anliegenden Tastelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein in einem um eine parallel zur Tangente an eine Umfangsünie an ein Rad des Radsatzes (37) verlaufende Achse (9) schwenkbaren Gehäuse (8) in dessen Längsrichtung verschiebliches Längenprüfgerät (11) aufweist, welches an seinem einen Ende das am Radprofil anliegende Tastelement (12) und an seinem anderen Ende ein weiteres Tastelement (21) trägt, das an einer entsprechend dem Idealradprofil ausgebildeten, feststehenden Schablone (6) anliegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <l-«ß das Längenprüfgerät (U) als Stromventii (85) für eine hydraulische Nachlaufsteuerung ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein auf einem um eine parallel zur Tangente an eine Umfangsünie an ein Rtd des Radsatzes (37) verlaufende Achse (9) schwenkbaren Träger fest angeordnetes Längenprüfgerät aufweist, das als elektrischer Weggeber ausgebildet ist, der das am Radprofil anliegende Tastelement trägt und mit einem Rechner verbunden ist, in dem das Idealradprofil als Vergleichswert gespeichert ist.

4. Einrichtung nach Anspruch I oder 3, wobei das am Radprofil anliegende T^telement (12) als scheibenförmige Rolle ausgeoildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse der Rolle zur Radsatzachse (94) windschief verläuft.