DE687577C - Werkzeugmaschine, insbesondere Drehbank, zur Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke, zur Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen.

Bekannt sind Kurbelwellendrehbänke mit ö einem zwischen Spindelstöcken eingespannten Werkstück und einer gleichlaufend zu diesem gelagerten und gleichlaufend mit ihm angetriebenen Meisterwelle zur Steuerung eines sich auf dem Werkstück mit einer Lünette abstützenden, im Takte der Kurbelwellendrehung senkrecht zur Spindelachse schwingenden Werkzeugträgers. Der radiale Vorschub wird dabei durch Heranführung des auf einem großen Querschlitten gelagerten Werkstückes an die Schneidestähle bewirkt. Eine Abweichung des Werkstückes von der gleichen Winkellage gegenüber der Meisterwelle während des Vorschubes wird dadurch verhindert, daß zwei nebeneinanderliegende

ao Teilzahnräder im Antrieb durch eine Federung gegenseitig in Umfangsrichtung verspannt werden. Dadurch wird aber der Vorschub so begrenzt, daß nur das Runddrehen der Hubzapfen, nicht aber die Bearbeitung der Seitenflächen der Kurbelwangen möglich ist. Diese kann vielmehr nur auf an sich ebenfalls bekannten Maschinen dieser Art vorgenommen werden, deren Meister- und Werkstückwelle über in Keilnuten verschiebbare Schnecken und Schneckenräder angetrieben werden, um die genaue Einhaltung der gleichen Winkellage von Meister- und Werkstückwelle zu gewährleisten. Dieser Antrieb bringt jedoch wegen seines schlechten Wirkungsgrades bei großen Leistungen der Maschine entsprechende Arbeitsverluste mit sich und ist außerdem verhältnismäßig umständlich und kostspielig. Ferner ist dabei die Schwingungsgefahr an der Werkzeugschneide ziemlich groß, weil der Durchmesser der an der Hauptspindel angreifenden Schneckenräder klein gehalten werden muß.

Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß das Werkstück zum

Zwecke des Vorschubes um eine zur Spindel parallele Achse geschwenkt wird, durch die der Antrieb für die Spindel eingeleitet wird. Dabei ist das Werkstück so eingespannt, daß am Ende der Schwenkbewegung die Winkellage der Kurbeln von Werkstück-und Meisterwelle übereinstimmt. Die Schwenkbewegung wird zweckmäßig mit Hilfe einer Schnecke und eines mit den Spindelstöcken fest verbundenen Schneckenradsegments vorgenommen, während der Antrieb der Werkstückwelle über einfache Stirnräder erfolgen kann. Die Spindelstöcke sind vorteilhafterweise auf einer an sich als Drehbankett bekannten zylindrischen Trommel von großer Steifigkeit geführt und befestigt, deren Achse mit der Schwenkachse zusammenfällt. Alle diese baulichen Merkmale ergeben eine Reihe von Vorteilen, deren bedeutendster der ist, daß die verschwenkbare Trommel gewissermaßen das Drehbankbett und den Drehbankquerschlitten in einem Stück vereinigt. Die Lagerung des Werkstückes wird dadurch besonders starr und erschütterungsfrei, was sich natürlich auf die Genauigkeit der Bearbeitung und auf die Lebensdauer der Drehbank sehr günstig auswirkt und eine bedeutende Leistungssteigerung der Drehbank ermöglicht. Dazu trägt auch der wesentlich vereinfachte Antrieb durch Stirnräder in hohem Maße bei. Die überdies an sich mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Stirnräder erhalten jederzeit einen einwandfreien Kraftschluß aufrecht, der auch durch die Schwenkbewegungen in keiner Weise gestört .wird. Zudem können die Räder auf der Hauptspindel in der bei Drehbänken üblichen Weise groß ausgeführt und damit die Schwingungsgefahr an der Werkzeugschneide klein gehalten werden. Der Vor- Ao schub selbst ist ebenfalls betriebssicher und genau. Die Werkstückwelle kann so· weit aus der Bearbeitungslage herausgeschwenkt werden, daß das Auf- und Abspannen des Werkstückes wesentlich erleichtert wird.
Der Schwenkvorschub ruft während der Bearbeitung des Werkstückes notgedrungen eine wenn auch geringe gegenseitige Verschiebung der Winkellage der Werkstück- und Meisterwelle hervor. Um die damit verbundene LTngnauigkeit der Bearbeitung zu .vermeiden, ist vorgesehen, daß das Werkstück in einer der Endstellung der Schwenkbewegung entsprechenden Winkellage aufgespannt wird, so daß dann in dieser ausschlaggebenden Stellung jede Ungenauigkeit ausgeglichen ist. Das Heranführen eines Werkstückes durch Heranschwenken an das Werkzeug ist an sich von Kopierdrehbänken her bekannt. Bei diesen Maschinen wird der Antrieb für das Werkstück ebenfalls durch die Schwenkachse eingeleitet, gleichzeitig mit dem Werkstück wird aber auch das der Meisterwelle entsprechende Modell geschwenkt und angetrieben. Bei der Drehung wird das Modell an einem feststehenden Taster entlang geführt, wodurch der Schwenkwinkel des Werkstückes sich entsprechend der Form des Modelies ändert. Die Schwenkbarkeit des Werkstückes ist bei den bekannten Maschinen für den Tastvorgang, nicht dagegen für den Vorschub vorgesehen.

Die Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind aus einem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, einer Drehbank für Kurbelwellen, ersichtlich.

Abb. ι ist eine Schrägansicht der Drehbank, deren Rahmen und Wellenlager der Deutlichkeit wegen zum großen Teil nicht gezeichnet sind.

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Bank.

Im Drehbankrahmen 3 ist vorn eine Trommel 4 mit ihren Zapfen S drehbar gelagert.» Auf dem zylindrischen Umfang der Trommel sind die Werfcstückspindelstöcke 6, die in Abb. ι nicht gezeichnet sind, geführt und befestigt. Die darin gelagerten, je ein Spannfutter 7 tragenden Hauptspindeln 8, 9 werden von der in der Trommel gelagerten Vorgelegewelle 10 durch zwei Zahnradpaare 11,12 angetrieben. Der Antrieb wird durch die gleichachsig im Trommelzapfen 5 gelagerte Welle 13 in die Trommel eingeleitet und durch die Zahnräder 14,15 auf die Vorgelegewelle übertragen. Auf dem freien Ende der Welle 13 befindet sich ein Zahnrad 16, das seinen Antrieb von der Hauptantriebsscheibe 17 über Zwischenräder 18, 19 erhält.

Die Trommel 4 kann mit Hilfe der Schnecke 20 und eines an der Trommel befestigten Schneckenradsegmentes 21 geschwenkt werden. Damit wird die zu bearbeitende Kurbelwelle 22, von der in Abb. 1 nur ein Stück gezeichnet ist, im Bogen an die Schneidstähle 23 herangeführt bzw. von ihnen entfernt und auf diese Weise der radiale Vorschub erzeugt. Die Welle 24 der Vorschubschnecke 20 erhält 'ihren Antrieb über weitere Schneckengetriebe 25,26 von. den Vorschubelektromotoren, deren Riemenscheiben 27, 28 in Abb. 1 gezeichnet sind.

Der Vorschub während der Bearbeitung erfolgt über das mit Hilfe des Handhebels 44 einschaltbare Schneckengetriebe 26. Der Eilvorschub für die Auswechslung des .Werk-Stücks wird bei abgeschaltetem Schneckengetriebe 26 von der Riemenscheibe 27 abgeleitet und unmittelbar auf das Schneckenrad übertragen.

Im hinteren Teil der Maschine ist die Meisterkurbelwelle 29 gelagert. Diese besitzt eine dem Werkstück entsprechende Anzahl

von Kurbeln, die in Hub, Kurbelwinkeln (genau nur am Ende der Bearbeitung) und Längsabständen mit der Werkstückwelle übereinstimmen. Sie wird von der Hauptantriebsscheibe 17 über das Zahnrad 18, weitere Zahnräder 30, 31 und, in ähnlicher Weise wie die Werkstückspindeln, über eine Vorgelegewelle 32 durch zwei Zahnradpaare 33, 34 angetrieben. Die Kurbeln der Meisterwelle 29 betätigen eine gleiche Anzahl von Schwingen 35. Jede Schwinge, die zwischen ebenen Flächen geführt ist, trägt ein Paket von Schneidstählen 23 für die Bearbeitung je eines Kurbelzapfens und der anschließenden Stirnflächen der Werkstückwelle 22. Der Schneiddruck wird unmittelbar von der in der Schwinge gelagerten und sich auf den zu bearbeitenden Kurbelzapfen abstützenden Leitrolle 36 aufgenommen. Letztere läuft auf dem Zapfen eines Exzenters 37, der zwecks Einhaltung des Schnittwinkels bei verschiedenem Durchmesser der Kurbelzapfen in der Schwinge einstellbar ist. Das soeben beschriebene Getriebe für die Schneidstahlführung, das mit einer zur Werkstückwelle gleichlaufenden Meisterwelle arbeitet, ist an sich bekannt.

Im oberen Teil der Maschine ist eine weitere Kurbelwelle 38 mit zu den Kurbeln der Werkstückwelle 22 und der Meisterwelle 29 ebenfalls gleichlaufenden Kurbeln gelagert. Sie dient zum Tragen der Schwingen während der Auswechslung des Werkstückes. Die Schwingen sind zu diesem Zweck mittels einfacher Schubstangen 39 an den zugehörigen . 35 Kurbeln der Welle 38 aufgehängt. Zwischen dem Schubstangenbolzen 40 und dem entsprechenden Loch der Schwinge 35 ist jedoch ein solches Spiel vorgesehen, daß die Schwinge während der Bearbeitung nicht an der Tragkurbelwelle hängt, sondern mittels der Leitrolle auf dem Werkstück aufliegt, und daß die Schwinge beim Ausschwenken der Trommel zum Zwecke der Auswechslung des Werkstückes nach geringem Absinken an der Schubstange hängt.

Während bei der bekannten Lagerung der Werkstückspindelstöcke auf einem Querschlitten für die Auswechslung des Werkstückes außer der Tragkurbelwelle eine zusätzliche Einrichtung zum Anheben der Schwingen erforderlich ist, ergibt sich auf Grund der erfindungsgemäßen Schwenkbewegung der Trommel auch ohne Zusatzeinrichtung ein ausreichender Spielraum zum Ein- und Ausbringen des Werkstückes.

Zwecks Anpassung der Maschine an verschiedene Längen der zu bearbeitenden Kurbelwellen muß in an sich bekannter Weise der rechte Spindelstock (Abb. 1) in Längsrichtung auf der Trommel verschoben werden. Zur Sicherung der gleiohachsigen Lage beider Spindelstöcke stehen die an den Enden der Trommel befindlichen Lager 41 der Vorgelegewelle 10 aus dem Umfang der Trommel 4 hervor und werden als Führung der auf dem Trommelumfang befestigten Spindelstöcke 6 benutzt.

Das eine Vorgelegezahnrad 11 wird bei einer Verschiebung des rechten Spindelstokkes auf einer Keilnutenführung der Welle mitverschoben. Durch die Kupplung 42, deren eine Hälfte mit dem Zahnrad 11 ein Stück bildet, kann das Zahnrad in jeder Lage festgeklemmt werden. Zu diesem Zweck ist die zweite Kupplungshälfte ebenfalls mit Keilnuten auf der Welle geführt und greift am Umfang mit in einer Richtung wirkenden Keilflächen an der Kupplungshälfte des Zahnrades an. Durch achsige Verschraubung werden die Teile wechselseitig in Umfangsrichtung gegeneinander verspannt. Das Zahnrad wird auf diese Weise unbedingt starr befestigt. In genau gleicher Weise wird bei Einschaltung einer Meisterwelle von anderer Länge das Vorgelegezahnrad 33 verschoben und mit Hilfe der Kupplung 43 festgeklemmt.

Die beschriebene Maschine arbeitet nur mit radialem Vorschub, d. h. die Breite der Schneidstähle entspricht der ganzen zu bearbeitenden Länge der Kurbelzapfen. Die Maschine kann jedoch auch mit einem Längsvorschub ausgebildet werden. Dazu wird die Trommel mitsamt dem Werkstück in ihren Lagern in Achsrichtung verschoben. Zweckmäßig wird diese Bewegung mit Hilfe einer gleichachsig in die Trommel eingeführten Schraubenspindel erzeugt. Verglichen mit einer einfachen Drehbank stellt die Trommel dann das Drehbankbett, den Querschlitten und den Längsschlitten zugleich dar.

Der Erfindungsgedanke einer Erzeugung des radialen Vorschubes mit Hilfe einer Schwenkbewegung um eine zur Werkstückachse parallele Achse ist außer bei Drehbänken auch bei Schleifmaschinen und Fräsmaschinen anwendbar. Die Schleifscheibe bzw. der Fräser würde dann an Stelle der im Ausführungsbeispiel gezeigten Schneidstähle in den Schwingen gelagert. Allerdings würden diese Werkzeuge einen Zusatzantrieb erfordern.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Werkzeugmaschine, insbesondere Drehbank, zur Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen mit einem zwischen Spindelstöcken eingespannten Werkstück und einer parallel zu diesem gelagerten und synchron mit dem Werkstück angetriebenen Meisterwelle zur Steuerung eines sich auf dem Werkstück mit einer Lünette abstützenden, im Takte der Kur-

   belwellendrehung senkrecht zur Spindelachse schwingenden Werkzeugträgers, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des radialen Vorschubes das Werkstück (22) um eine zur Spindel parallele Achse (5), durch die der Antrieb für die Spindel eingeleitet wird, schwenkbar und so eingespannt ist, daß am Ende der Schwenkbewegung die Winkellage der Kurbeln von Werkstück und Meisterwelle (29) übereinstimmt.
2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (5) mit der Achse des als zylindrischer Körper ausgebildeten Drehbankbettes (4) zusammenfällt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen