DE1051680B - Verfahren und Vorrichtung zur Vorbearbeitung dreidimensionaler Kurvenflaechen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorbearbeitung dreidimensionaler Kurvenflächen durch Einschneiden von der Fiächenform entsprechenden Nuten. Die Erfindung zielt dabei darauf ab, ein solches Verfahren sowie eine Vorrichtung für die Vorbearbeitung der Triebflächen an den Schaufeln von roh gegossenen Schiffspropellern zu entwickeln. Hierdurch soll die endgültige Bearbeitung der Schiffspropeller vorbereitet bzw. erleichtert werden.

Zum Verständnis des Erfindungsgegenstandes ist von den Begriffsbestimmungen für die an einem Propellerblatt vorkommenden wesentlichen Winkel auszugehen:

Die Gestalt der Treibfläche einer S chiffsprop eil erschaufei ist durch den Neigungswinkel und durch den Steigungswinkel bestimmt. Der Neigungswinkel ist der Winkel zwischen einer senkrecht zur Propellerachse gelegenen Ebene und einer Linie, die auf der Schaufelmitte vom Fuß zur Spitze verläuft, d. h. von dem der Propellernabe am nächsten gelegenen Schaufelteil zu dem Schaufelteil, der auf dem größten Durchmesser des Propellers liegt. Der Steigungswinkel ist der Winkel, der zwischen der Schaufeloberfläche und einer senkrecht zur Propellerachse gelegenen Ebene liegt, und zwar gemessen in einer Ebene, die am Meßpunkt tangential einen hinsichtlich der Propellenchse koaxialen Zylinder berührt. Der Steigungswinkel gibt also den Drall der Schaufeln an, während der Neigungswinkel die vom Schiffsheck nach rückwärts gerichtete Schaufelneigung darstellt.

Der Neigungswinkel bleibt vom Fuß bis zur Spitze der Schaufel konstant. Aber nahezu alle Schiffspropeller von moderner Form haben Schaufeln, deren Steigungswinkel im Bereich zwischen Fuß und Spitze der Schaufel variiert. Daher ist es nur mit großem Aufwand möglich, die Treibflächen der Schaufeln nach Herstellungsverfahren zu bearbeiten, die seinerzeit gebräuchlich waren, als die Propellerschaufeln normalerweise einen im Bereich zwischen Fuß und Spitze konstanten Steigungswinkel aufwiesen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verhältnismäßig einfachen Verfahrens und einer entsprechenden Maschine, die es ermöglichen, eine hohe Genauigkeit bei der Herstellung eines Propellers zu erzielen, dessen Steigungswinkel sich im Bereich zwischen Schaufelfuß und Schaufelspitze ändert, gleichgültig wie groß die Änderung des Steigungswinkels ist. Es sind zur Bearbeitung solcher Schaufeln bereits Maschinen vorgeschlagen worden, mit denen auf der Schaufeloberfläche eine Reihe von Nuten eingeschnitten werden können.

Verfahren und Vorrichtung

zur Vorbearbeitung
dreidimensionaler Kurvenflächen

Anmelder:

Bull's Metal & Marine Limited,
Yoker, Glasgow (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,

Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. H. Stehmann, Nürnberg 2,
Essenweinstr. 4-6, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Oktober 1952

Joseph Francis Tucker, Troon, Ayrshire,
und Peter Mathieson, Princess Crescent, Renfrewshire

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Hierbei wird das Bearbeitungswerkzeug durch ein Folgegetriebe synchron mit dem Ablauf einer an einem Modell bzw. einem Musterstück geführten Kopierrolle gesteuert.

Man hat auch eine Maschine zur Herstellung komplizierter Kegelstumpfflächen mit gerader Erzeugenden vorgeschlagen. Das Werkzeug wird hierbei an einem um einen vertikalen Drehzapfen verschwenkbaren Arm angeklemmt, wobei der Arm in einer vertikalen Ebene um jeden Punkt seiner Länge oder in Verlängerung seiner Längsrichtung schwenkbar ist. Der Arm wird dabei auf zwei Umrißplatten geführt und durch Schwenkung des Armes um den senkrechten Drehzapfen zusammenn mit dem Schneidwerkzeug kann ein begrenzter Streifen der Oberfläche des Werkstückes mit der gewünschten Kurvenform versehen werden. Anschließend wird bei dieser bekannten Ausführung das Werkzeug abgeklemmt, ein kurzes Stück entlang des Armes verschoben und dort zur Durchführung eines neuen Schnittes wieder angeklemmt.

Diese Maschine ist jedoch zur Bearbeitung von Schiffspropellerschaufeln im allgemeinen ebenfalls nicht anwendbar, da diese Werkstücke sehr groß sind, so daß sie nur unter sehr erschwerten Umständen zwischen Umrißplatten angebracht werden könnten.

8OJ 767/54

Claims (1)

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Vorbearbeitung dreidimensionaler Kurvenfiächen durch Einschneiden von der Flächenform entsprechenden Nuten. Das Erfinderische wird hierbei darin gesehen, daß bei Schaufeln von Schiffspropellern zuerst eine radiale Nut vom Fuß zur Spitze und dann in Abständen mit entsprechender Steigung Kreissektornuten «ingeschnitten werden, wobei Radialnut und Kreisnut gleich tief sind. Durch dieses Verfahren wird die Einstellung bzw. Erzielung der genauen Schnitt-Tiefe der in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten sehr vereinfacht. Hierbei ist es auch von wesentlicher Bedeutung, daß dieses Verfahren bei Schiffspropellern von sehr großen Abmessungen ohne weiteres anwendbar ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Maschine zur Vorbearbeitung derartiger dreidimensionaler Kurvenflächen mit einer längs eines um eine Vorrichtungshauptachse schwenkbaren Führungsarmes gleitenden Schleifeinrichtung, wobei der Führungsarm in Höhe und Neigung einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Lage des Führungsarmes einerseits durch ein Gelenk nahe der Vorrichtungshauptachse und andererseits am freien Ende durch eine in ihrer Neigung einstellbare Kreisschiene bestimmt \vird. Man benötigt also bei der erfindungsgemäßen Maschine weder Modelle oder Muster, die von einem Kopierwerkzeug abgetastet werden müssen, noch ist es notwendig, die genannten Umrißplatten vorzusehen. Die zur Führung des Armes dienende, in ihrer Neigung einstellbare Kreisschiene ist gegenüber den bekannten Einrichtungen von einem wesentlich einfacheren Aufbau, und sie kann vor allen Dingen auch ohne weiteres bei der Bearbeitung großer Flächen verwendet werden. Die von der Schleifeinrichtung eingeschnittenen Nuten dienen bei der endgültigen manuellen Fertigstellung, bei der sie letzten Endes zum Verschwinden gebracht werden, als Mittel zur genauen Kontrolle. Es sei nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht der Maschine, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Grundriß, wobei gewisse Teile der Deutlichkeit halber weggelassen sind, Fig. 3 einen Aufriß der Führung und ihrer Befestigung und Fig. 4 eine Teilansicht. Bei dieser Ausführungsform ist der Propeller 1 auf einem kreisförmigen Tisch 2 mittels Klauen oder Klemmschrauben 3 (Fig. 2) zentriert. Der Tisch 2 ist auf einem Kolben 4 befestigt, der in einem zylindrischen Hohlraum der Grundplatte 5 geführt wird. Mit dem Boden des zylindrischen Hohlraumes ist ein Rohr 6 verbunden, .das von einer von Hand betätigten Kolbenpumpe 7 kommt. Wenn ein Propeller 1 in dieser Weise befestigt ist, so kann der Tisch 2 infolge der Reibung nicht leicht gedreht werden; bei genügender Erhöhung des Öldruckes durch die Handpumpe 7 kann dagegen der Tisch 2 mit dem Propeller 1 leicht in jede gewünschte Stellung gedreht werden. Der Zweck dieser an sich bekannten Anordnung ist, zu ermöglichen, daß der Propeller Schaufel für Schaufel zur Bearbeitung mit einem Minimum an Arbeit und Hilfsmitteln in die richtige Winkellage gebracht -werden kann. In dem Tisch 2 ist eine zylindrische Achse 8 befestigt, die an ihrem oberen Ende durch abnehmbare Stützen 9 gehalten ist. Auf der Säule 8 ist eine Konsole 10 senkrecht verschiebbar und in Umfangsrichtung verschwenkbar angeordnet. An einer nach unten gerichteten Verlängerung 11 der Konsole 10 ist mit einem Gelenk 11 a ein rohrförmiger Führungsarm 12 befestigt, welcher an seinem äußeren Ende durch eine verstellbare Zugstange 13 unterstützt ist, deren Länge mittels eines schraubbaren Endteiles 13 a einstellbar ist und die an ihrem anderen Ende mit dem oberen Teil der Konsole 10 gelenkig verbunden ίο ist. Auf dem rohrförmigen Führungsarm 12 gleitet ein Schlitten 14, der durch eine Leitspindel 15 gesteuert wird. Der Schlitten 14 ist an dem Führungsarm 12 gegen Drehung längs der Nut 16 gesichert. Auf dem Schlitten 14 ist eine Schleifmaschine 17 mit dünner, vorzugsweise kunstharzgebundener Schleifscheibe 18 befestigt. Um die Arbeit der Schleifmaschine 17 zu erleichtern, während die Konsole 10 auf der Säule 8 gleitet und geschwenkt wird, ist letztere durch Gegengewichte 19, 20 ausbalanciert und mit dazugehörigen Gegenhebeln 21 versehen. Am äußeren Ende des Führungsarms 12 ist ein kleiner Schlitten 22 befestigt, der mit einer Rolle 23 versehen ist, die auf der Oberfläche einer Schiene 24 aufliegt. Die Länge des Führungsarms 12 kann mittels eines verschiebbaren Endteiles 12a und eines Klemmbolzens 12 b eingestellt werden, um die Rolle 23 in Berührung mit der Schiene 24 zu halten, wenn der Neigungswinkel des Führungsarms 12 durch Einstellung dtr Zugstange 13 geändert wird. Die Schiene 24 wird durch eine Anzahl von einstellbaren Stützen 25 getragen, die auf einem bogenförmigen Konsol 26 von starrer, aber leichter Konstruktion befestigt sind, die radial zu der SäuleS liegen. Die Stützen 25 sind jeweils mit eingravierten Zahlen versehen, derart, daß die Schiene 24 leicht auf irgendeinen gewünschten Steigungswinkel eingestellt werden kann. Bei Betätigung der Einrichtung -wird der Propeller 1, nachdem er auf dem Tisch 2 mit nach oben gerichteter Triebfläche befestigt wurde, bezüglich der Säule 8 zentriert. Anschließend wird der Tisch 2 nach geringfügigem Anheben mittels Handpumpe 7 so gedreht, daß eine Schaufel zur Mitte der Führungsschiene 24 ausgerichtet ist Nach entsprechender Einstellung des Fühningsarmes 12, wobei die Rolle 23 die Schiene 24 berührt, wird zuerst mittels der Schleifmaschine 17 eine Nut von der Spitze bis zum Fuß des Propellerblattes geschnitten. Durch Verschwenken des Führungsarms 12 um die Säule 8 werden dann die Kreissektornuten eingeschnitten, deren Abstände in radialer Richtung je mach den Umständen zwischen 75 und 150 um betragen können. Der jeweils zu den in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten gehörende Steigungswinkel -wird an der Schiene 24 eingestellt Die Radialnut stimmt an ihren Kreuzungspunkten mit den Kreisnuteia hinsichtlich der Schnitt-Tiefe übereim. Die eingeschnittenen Nuten ergeben mit ihrer Bodenfläche für die Fertigbeaibeitung eine Führung. Die Fertigbearbeitung kann in an sich bekannter Weise mit von Hand betätigten Maschinen durchgeführt werden. Zwecks Herausnahme des bearbeiteten Propellers sind die Stützen 9 seitlich zu verschwenken;, und über eine an der Oberseite der Säule S .befestigte öse kann ein Kran zur Herausnahme der gesamten Vorrichtung einschließlich des Werkstücks angr-eifea. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vorbearbeitung dreidimensionaler Xurvenflächen durch Einschneiden von der