DE723199C

DE723199C - Maschine zum Herstellen von Luftschrauben u. dgl.

Info

Publication number: DE723199C
Application number: DER101180D
Authority: DE
Original assignee: PAULIN JEAN PIERRE RATIE
Current assignee: PAULIN JEAN PIERRE RATIE
Priority date: 1937-01-04
Filing date: 1938-01-01
Publication date: 1942-08-01
Also published as: GB490410A; FR832488A; FR827262A; GB506241A; US2204696A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Herstellen von Luftschrauben oder Schraubenblättern durch Nachbildung, bei denen die Taster und die Arbeitswerkzeuge um Achsen schwingen, die parallel zu den Achsen des Musterflügels und des zu bearbeitenden RohfLügels verlaufen, wobei Musterflügel und Rohflügel je mit zwei Tastern und zwei Werkzeugen an einander gegenüberliegenden Stellen in Berührung stehen.

Derartige Maschinen bieten den Vorteil, daß bei ihnen zur Vermeidung der Biegung des vongeformten Flügels oder ROhfLügels zwei gegenüberliegende Stellen mit den Werkzeu-

«5 gen bearbeitet werden. Die Verschiebegeschwindigkeit der Taster sowie die Verschiebegeschwindigkeit der mit diesen Tastern verbundenen Werkzeuge ändert sich aber erheblich, so daß während des Arbeitens der Taster die Berührung mit dem Musterflügel verlieren kann.

Die Erfindung stellt es.sich zur Aufgabe, diesen bei den Maschinen der oben beschriebenen Art auftretenden -Mangel zu beheben.

Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß die Schwingachsen der beiden Taster und diejenigen der beiden Arbeitswerkzeuge alle getrennt für sich angeordnet.

Auf den lediglich als Beispiel dienenden Zeichnungen zeigt

Fig. ι "eine bekannte Maschine mit doppelter beweglicher Einrichtung, die eine krummlinige Bewegung ausführt;

Fig. 2 ein Diagramm, das sich auf eine der beweglichen Einrichtungen der Maschine gemaß Fig. 1 bezieht;

Fig. 3 ein Diagramm, das sich auf die andere bewegliche Einrichtung dieser Maschine bezieht;

Fig. 4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine;

Fig. S bis 10 erläuternde Diagramme und Schemata;

Fig. 11 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine.

Bei der auf Fig. 1 dargestellten bekannten Maschine sind zwei bewegliche Einrichtungen vorhanden. Der Musterflügel 4 und der vor-

geformte Flügel 5 werden dabei durch einen nicht dargestellten Motor in Richtung des Pfeils / in Drehung versetzt. Das Tastorgan 9 und das Werkzeug 13 sind je am Ende eines der Arme des Hebels 17 angeordnet, der sich um die Achse 16 dreht, wobei ein Gegengewicht 18 das Tastorgan 9 zwangsläufig in Berührung mit dem Musterflügel 4 hält. Dabei wird der Hebel 17 in eine selbsttätige Bewegung längs der Welle 16 versetzt, und das Werkzeug 13 wird in Richtung des Pfeils/' in Umlauf gesetzt.

Die zweite bewegliche Einrichtung ist gestrichelt angedeutet. Sie besteht genau- aus denselben Teilen wie die erste Einrichtung, wobei die einzelnen Teile mit denselben Bezugszeichen, aber mit einem ' versehen sind. In Fig. 2 ist das Diagramm der durchlaufenden Strecken und das Diagramm der Ver-Schiebungsgeschwindigkeiten eines Tasters 9 gezeichnet worden. Die Achse 15 nimmt nacheinander die Stellungen 15, is_ß, i5_?J, I5_C. ¹SdJ ¹Se ^em> ^und die bei E₂ sichtbare Kurve der durchlaufenden Strecken entspricht den Projektionen der krummlinigen Bewegung der Achse 15 auf die waagerechte Ebene. Daraus läßt sich bequem die Kurve F₂ der Geschwindigkeiten ablesen.

In Fig. 3 ist in derselben Weise wie in Fig. 2 das Geschwindigkeitsdiagramm der zweiten beweglichen Einrichtung für die Periode, in welcher der Taster g' sich von der Umlaufachse des Musterflügels 4 entfernt, aufgezeichnet. Man erhält die Kurve der durchlaufenden Strecken E₈ und die Geschwindigkeitskurve F₃, welch letztere auch auf dem Diagramm der Fig. 2 eingetragen worden ist. Diese Kurve F₃ ist außerordentlich steil, und man sieht, daß ihr Maximum das Dreifache des Maximums der Kurve V beträgt. Dadurch wird verständlich, weshalb bei den bekannten Maschinen der auf Fig. 1 dargestellten Art die bewegliche Einrichtung 9', 17', 13' ihre Berührung mit dem Musterflügel 4 und dem vorgeformten Flügel oder Rohflügel löst, als wenn sie plötzlich heftig each aitßen geschleudert worden wären.

Die Erfindung ist erkennbar aus dem Vergleich der Kurven F₂, F₈. Es ist klar, daß die KuTVeV₂ bei weitem die günstigste ist und daß es von \^rorteil ist, eine Maschine herzustellen, bei welcher die »beiden beweglichen Einrichtungen dieses Geschwiindigkeitsdiagramm F₂ aufweisen. Um dieses Ergebnis zu erzielen, braucht nur während der Periode, in welcher der Taster oder das Werkzeug sich von der Drehachse des Musterflügels entfernt, das durch die Umlaufachse 14 des Flügels 4, Fig. 2, die Schwenkachse 16 des Gestells 17, die Drehachse (beispielsweise) 15^ des Tasters 9 und den Berührungspunkt H, Fig. 2, zwischen dem Musterflügel 4 und dem Taster 9 gebildete Viereck immer ein Viereck zu sein, bei welchem ein Winkel größer als i8o° ist. Unter ⁶S .diesen Bedingungen entspricht nämlich die Dauer der Entfernung des Tasters 9 in bezug auf die Achse 14 dem Drehungsbogen K-L des Musterflügels 4, der größer als 90 ° ist. In Fig. 3 ist dieser bei M-N gezeigte 7<> Bogen merklich kleiner als 90 °. Die Maschine gemäß Fig. 4 erfüllt diese Bedingungen.

Bei dieser Maschine nach Fig. 4 besteht die erste bewegliche Einrichtung aus dem Taster 9, der bei 15 drehbar auf einem Hebel 20 angeordnet ist, der seinerseits bei 21 gelenkig mit dem Schlitten 6 verbunden ist. Der Hebel 20 ist durch eine Schubstange 22 mit dem zweiten Hebel 23 verbunden, der mit dem Hebel 20 übereinstimmt und bei 24 drehbar auf dem Schlitten 6 gelagert ist. Die Schubstange 22 ist bei 25 und 26 gelenkig mit den Hebeln 22 und 23 verbunden, und die Gelenkachsen 21, 24, 25 und 26 bilden ein Parallelogramm. Das Werkzeug 13 ist auf dem Hebel 23 angeordnet, und man sieht, daß es auf dem Rohflügel 5 ein mit dem Profil des Al'US'terflügels übereinstimmendes Profil unter den Bedingungen -einfräst wie das Werkzeug 13 der Fig. 1. Die zweite bewegliche Einrichtung wird genau in derselben Weise ausgebildet; aber alle ihre Teile sind symmetrisch in bezug auf die Umlaufachse des Musterflügels 4 oder des zu bearbeitenden Rohflügels 5 angeordnet. Es braucht hier also diese zweite Einrichtung nicht näher beschrieben zu werden, deren Teile durch dieselben Bezuigszeidhen, jedoch, mit einem' verseihen, bezeichnet sind. »<»>

In Fig. 4 ist bei 27 die Scheibe des Motors dargestellt, der die Werkzeuge 13 und 13' beispielsweise mit Hilfe von Riemen betätigt, die strichpunktiert angedeutet worden sind: es kann aber auch jede andere Art der Über- 1115 tragung benutzt werden.

Um das Maximum V der Geschwindigkeiten noch mehr herabzusetzen, ist es zweckmäßig, die Hebelarme, z.B. 15; 21, auf den kleinstmögliichen Abstand zu verkürzen. Bei im der beweglichen Einrichtung 9' τ/, 13' der Maschine gemäß Fig. 1 kann der Abstand i5'-i6 nicht über einen Minimalwert hinaus verkürzt werden, welcher der Absteifung des Muisterflügels 4 auf dem Taster 9' entsprechen würde, was natürlich das Arbeiten der Maschine vollständig verhindern würde. Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 dagegen ist die Verkürzung des Hebelarme 21-15 in jeder Beziehung günstig, und man wird das größte Interesse haben, diesen Hebelarm soweit wie möglich zu verkleinern.

Die sehr zufriedenstellenden Ergebnisse,

die sich mit def Maschine gemäß Fig. 4 ergeben, können noch mit Hilfe eines der ernndungsgemäfien Mittel verbessert werden. Dieses Mittel dient dazu, die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Berührungspunktes der Abtastrollen oder der Werkzeuge auf den Flügeln noch gleichmäßiger zu gestalten.
Zur Erläuterung der Erfindung ist auf Fig. 5 die Kurve gezeichnet, welche die geometrische Lage der Mittelpunkte 15 der Abtastrolle 9 bilden würde, wenn die Geschwindigkeit der Verlagerung dieses Berührungspunktes dieser Rolle mit dem Musterflügel konstant wäre. Um diese Kurve zu ziehen, hat man aufeinanderfolgende, winkelmäßig in gleichem Abstand voneinander befindliche Lagen des Musterflügels 4 gezeichnet; auf diesen Linien hat man die aufeinanderfolgen-

ao den Lagen des Berührungspunktes dargestellt, die im gleichen Abstand voneinander liegen und infolgedessen eine archimedische Spirale C₁ bilden. Indem man an diesen Punkten Senkrechte errichtet, die gleich dem Radius der Abtastrolle sind, leitet man, wie ahne weiteres ersichtlich, von jener Kurve C₁ die gesuchte Kurve C₂ :ab. Man sieht, daß diese Kurve konvex ist, wobei ihr konvexer Verlauf dem Drehungssinn des Musternügels entgegengesetzt ist. Die Erfindung bezieht sich nun darauf, daß diese Kurve durch einen Kreisbogen ersetzt wird, der sich so weit wie möglich jener Kurve nähert. Dabei ist ersichtlich, daß es wichtig ist, die Lage der Schwenkachsen der die Abtastrollen und Arbeitswerkzeuge tragenden Hebel in geeigneter Weise zu wählen. Nach Fig. 4 werden diese Achsen in einer lotrechten Ebene angeordnet, welche die Umlaufachse der Flügel enthält. Erfindungsgemäß ordnet man diese Achsen außerhalb jener Ebene an, wie bei 30 in Fig. 5 gezeigt ist, derart, daß die Kreisbahn C₃ der Achsen 15 der Abtastrollen 9 tangential zu der waagerechten, durch die Umlaufachse der Flügel gehenden Ebene liegt oder selbst durch diese Ebene hindurchgeht. Fig. 6 gibt die Streckenkurve für diesen Fall,-und man sieht, daß die Tangente t_i einen Winkel a₄ mit der Abszissen-

-₀ achse bildet, der merklich kleiner als in den früheren Fällen ist. Dieser Gewinn ist um so fühlbarer, als bei diesen Winkelwerten sich die trigonometrische Tangente sehr rasch ändert.

Andererseits bietet die in Fig. 4 dargestellte Maschine mitunter gewisse Schwierigkeiten infolge ihrer Höhe. In sehr vielen Fällen wäre es daher wünschenswert, wenn die Umlaufachsen 2i' und 24' an dem tief liegenden Teil wie die Achsen 21 und 24 angeordnet würden. Erfindungsgemäß kann eine solche Anordnung ausgeführt werden, ohne daß damit jedoch wieder die vorstehend beschriebenen Nachteile verbunden wären.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Bahn der Achse der Abtastrolle einen Kreisbogen beschreibt, der um eine außerhalb der Ebene der Figur liegende Achse 31 gezogen ist, so daß der konkave Verlauf dieses Kreisbogens dem Umlauf sinn / des Musterflügels entgegengesetzt ist. Nach den vorstehenden Ausführungen ist ohne weiteres !ersichtlich, daß diese Kreisbahn nicht ebenso günstige Ergebnisse liefern wird wie die auf Flg. 5 dargestellte Bahn.

Fig. 8, auf der man bei C₅ die Streckenkurve sieht, zeigt in der Tat, daß die Tangente i₅ am Ende dieser Kurve mit der Abszissenachse einen Winkel a_s bildet, der ganz beträchtlich ist; man wird aber sehen, daß diese Anordnung verbessert werden kann, wie in Fig. 9 gezeigt ist, indem man Abtastrollen 9 von größerem Durchmesser verwendet. Die Streckenkurve C₈ der Fig. 8 zeigt, welches Ergebnis durch dieses Mittel erzielt wird. Die Tangente t₆ bildet einen Winkel cc₆ mit der Abszissenachse 0-X, der erheblich, kleiner als der Winkel a₅ ist.

Unter diesen Bedingungen kann man gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung die Schwenikachsen der beiden beweglichen Einrichtunigen am unteren Teil der Maschine, wie in Fig. 10 gezeigt, anordnen. Die Schwenkachse der einen beweglichen Einrichtung liegt bei 32 und die Schwenkachse der anderen beweglichen Einrichtung bei 33. Die Achse 32 ist in der günstigsten Weise angeordnet, und infolgedessen ist auch der Durchmesser der Abtastrolle 9 kleiner.

Die Achse 33, die auf derselben waagerechten Ebene M-N wie die Achse 32 dargestellt ist, liegt erheblich entfernter von der lotrechten Ebene, die durch den Musterflügel in seiner Ausgangsstellung hindurchgeht, und die Abtastrolle 9' weist daher einen weit größeren Durchmesser auf. Diese Anordnung ist durchaus bemerkenswert und läßt sich folgendermaßen kennzeichnen. Wenn die Rollen 9 und 9' sich in der Lage befinden, in der sie einander am nächsten liegen, wie in no Fig. 10 gezeigt, so bilden die Achsen 15, 15' dieser Rollen mit den Schwenkaöhsen 32 und 33 ein Viereck, bei welchem jeder Winkel Meiner als 180 ° ist, und nicht mehr ein Dreieck, wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1, oder einen winkelbildenden Linienzug, wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4. Außerdem haben die Hebel 20 und 20', welche die Achsen 15 bzw. 15' tragen, nicht mehr dieselbe Länge, sondern der Hebel 20' ist größer als der Hebel 20. Der Hebel 20' bildet ferner mit der Richtung 15'-15 einen größeren Win-

kel, als ihn der Hebel 20 mit der Richtung 15-15' bildet. Die Abtastrolle 9' hat einen größeren Durchmesser als die Abtastrolle 9. Man sieht ferner, daß es nicht notwendig ist, daß die Richtung 32-33 der Richtung 15-15' parallel ist.

Fig. 11 zeigt, weniger schematisch als Fig. io, eine erfindungsgemäße Maschine. Bei diesem Beispiel sind die Achsen 32 und 33 auf derselben waagerechten Ebene M-N wie auf Fig. 10 angeordnet; aber es sei bemerkt, daß diese Anordnung keineswegs unbedingt erforderlich ist. Der Hebel· 20, "der die Achse 15 der Abtastrolle 9 trägt, ist mit dem die Achse 15' des Werkzeugs 13 tragenden Hebel 2o' durch eine Stange 22 verbunden, analog der auf Fig. 6 gezeigten Stange. Dieses System wird durch Gegengewichte im Gleichgewicht gehalten, die bei 34 angedeutet sind. Ferner ist noch ein Gegengewicht 35 vorgesehen, das einstellbar ist und dessen Bedeutung weiter unten näher angegeben werden soll. Dieses Gegengewicht dient dazu, die Abtastrolle 9 mit dem Musterflügel 4 in Berührung zu halten.

Der Hebel 23, der die Abtastrolle 9' trägt, ist durch eine Stange 22' mit dem Hebel 23' verbunden, der das Werkzeug 13 trägt. Dieses System wird durch Gegengewichte 34' im Gleichgewicht gehalten und enthält außerdem noch ein einstellbares Gegengewicht 35'. Wie bei den vorstellenden Beispielen werden die Achsen 32 und 33 von einem Schlitten gehalten, der in Längsrichtung parallel zu den Umlaufachsen der Flügel 4 und 5 beweglich ist.

Die Gegengewichte 35 und 35' sind einstellbar, und zwar nicht nur bezüglich ihrer Hebelarme, sondern auch bezüglich der Winkellage dieser Hebelarme. Zu diesem Zweck erfolgt die Längeneinstellung durch Abschrauben der Muttern 36 und durch Einstellung der Lage der Gegengewichte auf den Spindeln 37 und 37', die an den Hebeln 20 bzw. 23 befestigt sind. Zur Einstellung der Winkellage der Hebelarme wird folgende Anordnung gewählt: Die Gegengewichte 35, 35' sind in der Weise ausgebildet, daß ihr Schwerpunkt nicht auf der Achse der Spingo dein 37, 37' liegt; wenn infolgedessen die Gegengewichte 35, 35' auf den Spindeln 37, 37' gedreht werden, so erhält man ohne Schwierigkeit die Einstellung der Winkellage eines Hebelarms jener Gegengewichte in bezug auf die Hebel 20 und 23, da man dabei die Schwerpunkte hebt oder senkt.

Obwohl die Maschine gemäß Fig. 11 in der dargestellten Ausführungsfoim zum Fräsen eines einzigen Flügels dient, könnte man natürlich auch genau gleichartige Anordnungen zum Bearbeiten mehrerer Flügel wählen.

Man braucht dabei nur mehrere Einrichtungen 2o'-23 vorzusehen, die beziehungsweise mit den entsprechend verlängerten Stangen 22-22' verbunden sind.

Es sei ferner erwähnt, daß infolge der erwähnten Anordnungen die Beanspruchungen, welche von dem Musterflügel 4 auf die Abtastrollen 9 oder 9' während der Zeit ausgeübt werden, in welcher der Flügel auf diese Rollen entgegen der Wirkung ihrer Gegengewichte drückt, immer in annehmbaren Grenzen gehalten werden, da nach dem die Änderung dieser Beanspruchungen bestimmenden Gesetz keine großen Beanspruchungsunterschiede in den aufeinanderfolgenden Lagen des Musternugels auftreten können.

Claims

Patentansprüche:

i. Maschine zum Herstellen von Luftschrauben u. dgl. mit Hilfe schwingbarer Taster und Arbeitswerkzeuge, deren Schwingachsen den Achsen des Muster-. blattes und des Werkstückes parallel sind, wobei die Taster und die Arbeitswerkzeuge paarweise vorgesehen sind, so dal! sie das Musterblatt bzw. das zu bearbeitende Rollblatt von beiden Seiten her an einander gegenübergelegenen Punkten angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachsen (21; 21') der beiden Taster (9; 9') sowie die Schwingachsen der beiden Arbeitswerkzeuge (13; 13') alle getrennt voneinander gelagert sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Arbeitswerkzeuge tragenden Schwingarme je mit einem Schwingarm des entsprechenden Tasters zu einem Gelenkparallelogramm zusammengeschlossen sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen jedes Tasters (9) und Werkzeuges (13) unter Berücksichtigung des Drehsinnes ('/) des Flügels (4) derart angeordnet sind, daß bei dem in einer lotrecht zur Drehachse eines Flügels verlaufenden Ebene durch die Drehachse (14) jenes Flügels, die Schwenkachse (16) des den »«> Taster oder das Werkzeug tragenden Hebels, die Drehachse (15, i5_a...) des Tasters oder Werkzeugs auf diesem Hebel und den Berührungspunkt (H) zwischen dem Flügel (4; 5) und dem Taster (g) i»s oder dem Werkzeug (15) gebildeten Viereck für die ganze Periode, in welcher der Taster oder das Werkzeug sich von der Drehachse (14) des Flügels entfernt, jeder Winkel kleiner als 180 ° ist (Fig. 2).
4. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk-
achse des ersten Hebels, der den Taster oder die Abtastrolle (9) trägt und der mit der Achse dieser Rolle, dem Berührungspunkt des Flügels mit der Rolle und mit der Drehachse des Flügels ein Viereck bildet, bei welchem ein Winkel größer als 180 ° ist, von der durch die Drehachse (14) des Flügels (4) gehenden und senkrecht zu den Ebenen der Schwenkachsen (16) des Hebels liegenden Ebene weniger entfernt ist als die Schwenkachse des zweiten Hebels, der die Abtastrolle trägt, welche mit dem Berührungspunkt des Flügels mit der Rolle und der Umlaufachse des Flügels ein Viereck bildet, bei welchem ein Winkel größer ist als 180 °. 5. Maschine nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (20') länger ist als der erste Hebel (20) (Fig. 10). ao
6. Maschine nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrolle (9'), die auf dem zweiten Hebel (20') sitzt, einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Abtastrolle (9) (Fig. 10).
7. Maschine nach Anspruch 1 und 4 und/oder einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (20, 23) außer ihren Rückholgewichten (34, 34') noch Gegengewichte (35, 35') tragen, deren Schwerpunkt sowohl bezüglich seines Abstandes als auch bezüglich seiner Winkellage in bezug auf die Schwenkachse (32, 33) des Hebels einstellbar ist (Fig. 11).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen