DE579272C - Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Innenteils einer Drehkolbenmaschine - Google Patents
Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Innenteils einer DrehkolbenmaschineInfo
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- DE579272C DE579272C DE1930579272D DE579272DD DE579272C DE 579272 C DE579272 C DE 579272C DE 1930579272 D DE1930579272 D DE 1930579272D DE 579272D D DE579272D D DE 579272DD DE 579272 C DE579272 C DE 579272C
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q27/00—Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
- B23Q27/006—Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass by rolling without slippage two bodies of particular shape relative to each other
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Description
Es gibt Drehkolbenmaschine!!, die nach Art einer Zahnradpumpe mit Inneneingriff ausgebildet
sind und die Besonderheit aufweisen, daß die den Außenteil bildenden Kolben durch je eine Kreiszylinderfläche umgrenzt
sind, also mittels eines rohrförmigen Werkzeuges (Hohlfräsers) bearbeitet werden können.
Für den Innenteil einer solchen Drehkolbenmaschine ergibt sich eine, verwickeitere
Umrißform, die an sich als Triebstockverzahnung bekannt ist, jedoch von der gewöhnlichen
Triebstockverzahnung insofern abweicht, als nicht nur die vorderen und die hinteren Zahnflanken, sondern auch die inneren
und die äußeren Übergangsstücke nach der strengen Verzahnungsform genau bearbeitet
werden müssen, so daß sich im ganzen ein in sich zurücklaufender wellenförmiger
Umriß ergibt.
Bei Evolventenverzahnungen (weniger bei Zykloidenverzahnungen) ist es allgemein gebräuchlich,
die genauen Zahnformen nach dem Abwälzverfahren herzustellen. Triebstockverzahnungen,
die in der modernen Technik kaum noch eine Rolle spielen, sind vermutlich
bisher noch nicht nach dem Abwälzverfahren hergestellt worden, obgleich gerade für diese Verzahnungsart das Bearbeitungswerkzeug die besonders einfache Gestalt eines
umlaufenden Zylinders vom Triebstockdurchmesser bekommt. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist eine nach dem Abwälzverfahren arbeitende sehr einfache Werkzeugmaschine,
mittels deren es gelingt, den Innenteil der im Hauptpatent geoffenbarten Drehkolbenmaschine
billig und dabei außerordentlich genau herzustellen. Die nämliche Werkzeugmaschine
eignet sich auch zur Herstellung des Innenteils einer eingangs erwähnten
Drehkolbenmaschine, sofern die aufgesetzten Kolbenteile im Querschnitt von einem
Kreis umgrenzt sind. Erfindungsgemäß kennzeichnet sich die Werkzeugmaschine durch
einen festgehaltenen, mit seinem Teilkreis den Grundkreis einer Hypozykloide darstellenden,
innen verzahnten Kranz, in welchem ein im Durchmesser nur wenig kleineres, außen verzahntes
Rad abrollt, mit welchem der Werkstückrohling verbunden ist, der sich an einem Werkzeug (Fräser oder Schleifscheibe) vorbeibewegt,
das sich um eine zu den Achsen des ruhenden Rades und des rollenden Rades parallele ortsfeste Achse dreht. Es ist zwar
schon eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen worden, die sich für die Herstellung von
Hypozykloidenkurvenstücken eignet. Bei dieser Werkzeugmaschine rollt aber zur Herstellung
der zykloidischen Kurve in einem Kreis ein sehr viel kleinerer, während, wie oben erwähnt, bei der vorliegenden Erfindung
in einem großen Kreis ein nur wenig kleinerer rollt. Durch diesen Unterschied wird bedingt,
daß die Bauart der früher vorgeschlagenen Werkzeugmaschine sehr umständlich
ist, während der Erfindungsgegenstand eine sehr einfache Bauart aufweist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer Ausführungsform dargestellt.
Es zeigen:
Abb. ι und 2 schematisch die beim Abwäl-5
zen zustande kommende Bewegung in der Pumpe und der Werkzeugmaschine,
Abb. 3 einen Schnitt durch die Werkzeugmaschine nach Linie ΙΙΙ-ΙΠ der Abb. 4,
Abb. 4 die zugehörige Oberansicht, Abb. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der
Abb. 4>
Abb. 6 einen Teil der Werkzeugmaschine (der Unterscheibe) in Oberansicht.
Bei der im Hauptpatent geoffenbarten Pumpe stehen der Punkt a, nämlich der Mittelpunkt
des Querschnittes des Außenrades (Kolbenkranzes), und der Punkt b, nämlich
der exzentrisch zum Außenrad gelegene Mittelpunkt des Querschnittes des Inneiirades,
fest. Bei P ist der Mittelpunkt des kreisförmig umgrenzten Querschnittes des einen von
den Kolben gezeichnet.
Offensichtlich verhalten sich die Umlaufzahlen umgekehrt wie die Zähnezahlen. Hat
also beispielsweise der Außenteil fünf Zähne und der Innenteil vier Zähne, so vollendet
der Außenteil vier Umdrehungen in der gleichen Zeit, in der sich der Innenteil fünfmal dreht. Die Anzahl der Umdrehungen
in der gleichen Zeit ist in die schematische Darstellung eingetragen. Beide Drehungen
gehen gleichförmig vor sich, und zwar beide im gleichen Drehsinn, z. B. dem des Uhrzeigers.
Der Punkt c läuft um den Punkt a in einem
Kreis und beschreibt, während er diesen Kreis vollendet, in dem um den Punkt sich drehenden
System eine viermal gewellte Linie, welche als Triebstockmittelpunktskurve bezeichnet
werden soll. Die wirklich herzustellende Triebstockkurve ergibt sich, wenn um
den Punkt c ein Halbkreis P beschrieben und festgestellt wird, welche (ebenfalls viermal
gewellte) Kurve dieser Kreis in dem um den Punkt b sich drehenden System beschreibt.
Der Halbkreis stellt den Querschnitt des aus dem Hauptpatent bekannten Kolbens dar.
Behufs Herstellung dieser Kurve wird gemäß der Erfindung der Kolbenkranz festgehalten,
d. h. dem in Abb. 1 gezeichneten gesamten System wird eine Drehung mit der
Geschwindigkeit % = 4 um a als Mittelpunkt erteilt. Nunmehr sind also die Punkte a
und c festgehalten, und der Punkt b läuft im ruhenden System a-c entgegen dem Uhrzeiger
mit der Geschwindigkeit η\ = 4 um, während
gleichzeitig der zu bearbeitende Rohling des Innenkörpers um den Punkt b sich mit der
Geschwindigkeit na = 5 dreht. Wird nun an die Stelle c ein zylindrisches
Werkzeug P0 (Fräser, Schleifscheibe) gestellt und dieses Werkzeug mit passender Geschwindigkeit
umgetrieben, so arbeitet es aus dem Rohling des Innenkörpers die Triebstockkurve
heraus.
tiie Durchführung des erläuterten Erfindungsgedankens
geschieht mittels der nachstehend beschriebenen Maschine.
Ein rundes Gehäuse 1, das mittels radial eingeschnittener Ansätze 2 auf einem Werktisch
festgeschraubt ist, hat die stehend angeordnete Hauptachse α-α, zu der zentrisch
ein Ringraum 3 ausgenommen ist. In diesem Ringraum ist zentrisch zur Achse a-a auf
einer Abstufung ia eine Unterscheibe 4 drehbar
gelagert. Eine auf dem Gehäuse 1 mittels Schrauben 5ß befestigte Ringplatte 5 hindert
die Scheibe 4 am Emporgehen.
In den vertieften inneren Teil des Ringraumes 3 reicht ein ringförmiger Ansatz 4"
der Scheibe 4 hinab. Dieser Ansatz ist ringsherum mit einer Schneckenradverzahnung/
versehen, in welche eine Schnecke 6 eingreift. Die Schnecke setzt sich in einen Zapfen 6"
fort, der in einer Bohrung des Gehäuses 1 gelagert ist. Die Schulter 66 zwischen dem
Zapfen 6S und der Schnecke 6 hindert die Längsverschiebung der Schnecke in der einen
Richtung. Auf der gegenüberliegenden Seite setzt sich die Schnecke in eine Achse 6d fort,
die an einer Stelle zu einem Bundring 6e verdickt
ist. Vor diesem Bundring wird auf ein dünneres Stück 6f der Achse 6 eine Lagerbuchse
9 aufgesteckt, die in einer Bohrung des Gehäuses 1 Platz findet. Die Büchse 9
ist durch eine Stellschraube ψ an Drehung und Verschiebung gehindert. Auf das äußere
Ende der Achse 6f ist eine Handkurbel 8 gesetzt. Mittels dieser Einrichtung ist es also
möglich, die Unterscheibe 4 von Hand zu drehen. Natürlich kann die Handkurbel durch eine motorisch angetriebene Ringscheibe
0. dgl. ersetzt werden?
In die Unterscheibe 4 ist in diametraler Richtung eine Nut 10 gefräst, in der ein
Schlitten 11 geführt ist. Der Schlitten ist in jeder gewünschten Lage mittels Schrauben 12
feststellbar, die je einen Schlitz 4* der Unterscheibe
4 durchsetzen. Der Schlitten 11 setzt sich in eine Nabe iie fort, auf den die Ober- no
scheibe 13 mit ihrem Hohlzapfen 14 gesteckt ist. Die Oberscheibe verschiebt sich mit ihrer
ebenen Unterfläche auf der ebenen oberen Fläche der Unterscheibe 4. Außerdem greift
ein mittels Schrauben 4? auf der Unterscheibe 4 befestigter, im Querschnitt winkelförmiger
Ring4d über den ebenen Rand 13''
der Oberscheibe 13, wodurch diese gegen Abheben gesichert ist.
Auf die Oberscheibe 13 ist, mittels eines Paßstiftes 16 an Drehung gehindert, eine
Richtscheibe 15 gesetzt, die einen unrunden,
570
der Werkstückform sich anschmiegenden abgestuften Rand 15" aufweist.
Das Werkstück W wird vor Beginn der auf der vorliegenden Maschine zu leistenden Arbeit
in seiner Nabe ausgebohrt und fertig bearbeitet und mit seiner Bohrung auf den Hohlzapfen 14 gesteckt, während der eine
Rand des Werkstückes auf dem abgestuften Rand 15« Platz findet.
Die Schlittennabe iia wird von einer Welle
17 durchsetzt, die auf ihrem unter die Unterscheibe 4 hinabreichenden Ende festsitzend
ein Zahnrad 18 trägt, das in einen innen verzahnten Kranz 19 greift. Dieser ist mittels
Schrauben ig" und eines Paßstiftes 19* von
unten her am Gehäuse 1 befestigt.
Der Zahnkranz 1.9 liegt zentrisch zur Mittellinie a-a, hingegen das Zahnrad 18 und
seine Welle 17 zentrisch zur Mittellinie b-b. Nach oben setzt sich die Welle 17 in einen
Flansch 17° fort, der über die Nabe iis hinweggreift,
mittels einer Abstufung 176 im Hohlzapfen 14 zentriert ist, auch über den
Hohlzapfen 14 reicht und mit diesem durch einen Paßstift 20 und mehrere Schrauben 21
verbunden ist.
Weiterhin setzt sich die Welle 17 nach oben
in einen Gewindebolzen i?c fort, auf den eine
Deckplatte 22 gesteckt ist, die ähnlich wie die Richtscheibe 15 einen unrunden abgestuften
Rand 22a hat, sich von oben her auf das Werkstück W legt und mittels einer auf den
Gewindebolzen iyc gesteckten, als Sternrad
ausgebildeten Mutter 23 angepreßt wird.
Zwei Anschlagleisten 24 und 25 begrenzen die beiden Endlagen des Schlittens 11.
Der Fräser P, der für die Fertigbearbeitung des Werkstückes durch eine zylindrische
Schleifscheibe ersetzt wird, dreht sich um die ortsfeste Mittellinie c-c.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine ist die folgende:
Das Zahnrad 18. und der Zahnkranz 19 sind auswechselbar. Das Verhältnis ihrer
Zähnezahlen wird entsprechend den zu erzielenden beiden Drehgeschwindigkeiten %i
und na gewählt. Ferner wird der Schlitten 11
längs der Nut 10 so weit verschoben, bis die Achse b-b des Zahnrades 18 gegen die Achse
des Zahnkranzes 19 die gewünschte Exzentrizität hat, d. h. die beiden Teilkreise von 18
und 19 einander gerade berühren. Nunmehr beschreibt das bewegliche System, bestehend
aus dem Zahnrad 18, der Welle 17 nebst Flansch 17s und Abstufung 176, dem Hohlzapfen
14 und der Oberscheibe 13, die gewünschte
Triebstockkurve, wenn mittels der Handkurbel 8 die Unterscheibe 4 in Drehung gesetzt wird. Diese Bewegung wird zunächst
dazu ausgenützt, um auf der zuerst auf der Oberscheibe 13 befestigten Richtscheibe 15
den abgestuften Rand 15s herauszuarbeiten.
Dann wird die Richtscheibe 15 von der Oberscheibe
13 abgenommen, die Deckplatte 22 auf der Oberscheibe 13 befestigt und in gleieher
Weise wie zuvor an der Richtscheibe an der Deckplatte ein abgestufter Rand 22«
erzeugt. Die Maschine wird also zuerst dazu benutzt, um zwei von ihren eigenen wesentlichen
Bestandteilen fertig zu bearbeiten.
Nunmehr wird wieder die Richtscheibe an ihren Platz gebracht, der beispielsweise durch
Stahlguß erzeugte Rohling des Werkstückes mit seiner Nabenbohrung auf den hohlen Zapfen
14 und mit der inneren Randfläche seines Umfangsflansches auf den abgestuften Rand
15° der Richtscheibe 15 gesetzt, die Deckscheibe
22, die mit ihrem abgestuften Rand 22« ebenfalls in' die innere Randfläche des
Umfangsflansches des Werkstückes W paßt, aufgesetzt und das Ganze mittels der Mutter
23 festgespannt. Nunmehr kann die eigentliche Bearbeitung mittels des Fräsers W beginnen,
bei welcher an jeder Stelle eine Genauigkeit von beispielsweise 0,01 bis 0,02 mm
erreicht wird, die bei der Fertigbearbeitung, nämlich nach Ersatz des Fräsers durch eine
Schleifscheibe von gleichem Durchmesser, noch gesteigert wird und jedenfalls so groß
ist, daß jegliche Nachbearbeitung des fertigen Innenkörpers beim Einmontieren in die
Drehkolbenmaschine entfällt.
Sehr wichtig ist dabei, daß die Arbeitsgenauigkeit bei den einspringenden konkaven
Stellen des Werkstückumfanges noch größer ist als bei den konvexen Stellen desselben.
Dort ist nämlich wegen des kleineren Abstandes von der Drehachse die Umfangsgeschwindigkeit,
mit welcher die Fräs- oder Schleifstelle am Werkzeugumfang fortschreitet, kleiner
als bei den konvexen Stellen. Gerade diese einspringenden Stellen sind aber diejenigen,
bei denen in der Drehkolbenmaschine die höchsten Anforderungen an die Abdichtungsgenauigkeit
gestellt werden.
Die erläuterten Einstellmöglichkeiten nebst der Auswechselbarkeit der Zahnräder 18 und
1.9 und der Einstellbarkeit des Schlittens 11
lassen die Herstellung von Innenkörpern jedes Durchmessers und die Wahl beliebiger Über-Setzungsverhältnisse
zwischen dem Innenkörper und dem aus den umlaufenden Kolben bestehenden
Außenkörper zu.
Die Genauigkeit des fertigen Werkstückes wird wie folgt festgelegt.
Der Außendurchmesser des Werkstückes wird durch Verschieben des Tisches der Arbeitsmaschine
gegenüber dem an seinem Ort verbleibenden Fräser P bestimmt. Es ist also möglich, mittels des nämlichen Fräsers
inerseits die Richtscheibe 15 und die Deckscheibe 22, anderseits den Werkstückroh-
ling W TM bearbeiten. Die Nachprüfung des
erzeugten größten Durchmessers geschieht durch eine Rachenlehre oder einen Kaliberring.
Die gehärtete Anschlagleiste 24 dient zugleich als Ausrichtstück beim Einstellen
der Exzentrizität mittels des Schlittens 11. Der genaue Abstand wird durch Einlegen von
parallelen Endmaßen zwischen der rechts in Abb. 3 gezeichneten Schlittenkante und dem
to Ausrichtstück eingestellt. Das richtige Übersetzungsverhältnis ergibt sich bei der Wahl
geeigneter Zahnräder. Die Genauigkeit, mit der diese Zahnräder hergestellt sind, bestimmt
offensichtlich die Genauigkeit, mit der die Triebstockkurve bei der Arbeitsbewegung
zustande kommt. Die mit der Maschine erzielbare Genauigkeit stimmt also mit der bekanntlich
sehr hohen bei Zahnrädern erreichbaren Genauigkeit überein.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Innenteils einer Drehkolbenmaschine, bei welcher die den Außenteil bildenden Kolben durch je eine Kreiszylinderfläche umgrenzt sind, gekennzeichnet durch einen festgehaltenen, mit seinem Teilkreis den Grundkreis einer Hypozykloide darstellenden, innen verzahnten Kranz (19), in welchem ein im Durchmesser nur wenig kleineres, außen verzahntes Rad (18) abrollt, mit welchem der Werkstückrohling (W) verbunden ist, der sich an einem Werkzeug (Fräser oder Schleifscheibe P) vorbeibewegt, das sich um eine zu den Achsen (a-a und b-b) des ruhenden Rades (19) und des rollenden Rades (18) parallele ortsfeste Achse (c-c) dreht.
- 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine das Werkstück tragende Richtscheibe (15) und eine auf das Werkstück sich legende Deckscheibe (22), deren abgestufte Ränder (15s, 22") in gleicher Weise wie das Werkstück (W) selbst bearbeitet werden.
- .3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Schlitten (11), mittels dessen die Exzentrizität des Werkstückes bestimmt wird.
- 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, gekennzeichnet durch ein Ausrichtstück (24), mit Bezug auf welches unter Zuhilfenahme von Parallelendmaßen die Exzentrizität mit Präzision eingestellt wird.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE579272T | 1930-10-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE579272C true DE579272C (de) | 1933-06-22 |
Family
ID=6570613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1930579272D Expired DE579272C (de) | 1930-10-14 | 1930-10-14 | Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Innenteils einer Drehkolbenmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE579272C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2435900A (en) * | 1945-06-02 | 1948-02-10 | Joseph M Murray | Cam cutter |
-
1930
- 1930-10-14 DE DE1930579272D patent/DE579272C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2435900A (en) * | 1945-06-02 | 1948-02-10 | Joseph M Murray | Cam cutter |
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