DE1063874B - Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine, zum Bearbeiten der Hubzapfen einer Kurbelwelle - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl.49a 9

INTERNAT. KL. B 23

PATENTAMT

B 40921 Ib/49 a

ANMELDETAG: 5.JULI1956

BEKANNTMACHUNG
DEK ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 20. AU G UST 19 5 9

Es ist eine Drehmaschine zum Bearbeiten der Hubzapfen einer Kurbelwelle bekannt, auf deren jedem Endzapfen eine Drehscheibe festspannbar ist, die außermittig- in einem Zahnrad drehbar, aber in verschiedenen Winkellagen feststellbar gelagert ist, wobei die Kurbelwelle zwischen diesen äußeren Lagerungen in einem dritten Zahnrad abgestützt ist und die drei Zahnräder gleichachsig je in einem auf dem Bett befestigten Setzstock gelagert und gemeinsam antreibbar sind. Die Exzentrizität, mit der die Drehscheiben in den Zahnrädern drehbar gelagert sind, entspricht dem Kurbelradius des zu bearbeitenden Werkstückes. Man kann daher wahlweise verschiedene Kurbelzapfen dadurch gegenüber der Werkstückspindelachse ausrichten, daß man die das Werkstück tragenden Drehscheiben gegenüber den sie tragenden Zahnrädern verdreht.

Auch die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Werkzeugmaschine, die als Drehmaschine oder Rundschleifmaschine ausgestaltet sein kann.

Bei der bekannten Maschine ist die zu bearbeitende Kurbelwelle mit ihrer Mitte in dem dritten Zahnrad durch Spannbacken eingeklemmt, die auf diesem dritten Zahnrad in radialer Richtung verschiebbar geführt sind und sich an die Seitenflächen und an eine Stirnfläche einer Kurbelwange des Werkstückes legen. Hat man einen Kurbelzapfen oder einen Satz gleichachsiger Kurbelzapfen abgedreht und will man nun einen anderen, demgegenüber versetzt liegenden Kurbelzapfensatz bearbeiten und zu der Werkstückspindelachse der Maschine ausrichten, dann muß man zu diesem Zweck die von dem mittleren Zahnrad getragenen Spannbacken lösen und zurückziehen. Das ist Voraussetzung dafür, daß man nach Lösen der in den beiden anderen Zahnrädern außermittig gelagerten Drehscheiben diese samt der an ihnen festgeklemmten Kurbelwelle in den drei Zahnrädern verdrehen kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Arbeitsweise wesentlich zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß ist auch das dritte, die Mitte des Werkstückes abstützende Zahnrad mit einer außermittig in ihm gelagerten Drehscheibe ausgerüstet, die, gleichachsig mit den Drehscheiben der beiden anderen Zahnräder angeordnet, auf einem Wellenzapfen der Kurbelwelle festspannbar ist. Infolgedessen braucht man zur Umstellung der Maschine auf einen anderen Satz der zu bearbeitenden Kurbelzapfen lediglich die Verriegelungen zu lösen, die eine relative Verdrehung der Drehscheiben in den Zahnrädern während des Arbeitsvorganges verhindern. Alsdann kann man die drei Zahnräder in Drehung versetzen, während man das Werkstück festhält, bis der nächste Satz von Kurbelzapfen in die Lage gelangt, in der er gegenüber der Achse der Werkstückspindel ausgerichtet ist.

Werkzeugmas chine,

insbesondere Drehmaschine,

zum Bearbeiten der Hubzapfen

einer Kurbelwelle

Anmelder:

Gebr. Boehringer G.m.b.H., Göppingen (Württ.)

Ottokar Mather, Kudien/Fils, ist als Erfinder genannt worden

Dabei dreht sich das Werkstück samt der auf ihm festgeklemmten Drehscheiben innerhalb der drei Zahnräder. Eine Ausspannung des Werkstückes in dem mittleren Zahnrad wie bei der bekannten Maschine ist dabei nicht erforderlich.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die in axialer Richtung gemessene Breite der Setzstöcke bei reibungsarmer und spielfreier Lagerung des Zahnrades in jedem Setzstock und der Drehscheibe in dem Zahnrad auf ein Mindestmaß zu verringern. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß das Zahnrad, zweiteilig ausgebildet, aus einer den Zahnkranz tragenden Felge und aus einer Nabe besteht, die durch verschraubte Flansche verbunden sind, und zwischen zwei den Setzstock bildenden, an ihren Rändern verschraubten Platten mittels zweier Kugelspurlager gelagert ist, die sich zwischen dem Zahnkranz und der Felge befinden, während die Nabe zwei Spurkugellager für die Drehscheibe trägt.

Wird die Werkzeugmaschine nach der Erfindung als Rundschleifmaschine ausgeführt, dann treten Schleifspindelköpfe an die Stelle der die Drehstähle tragenden Supporte der Drehmaschine.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Drehmaschine mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine, von rechts gesehen,

Fig. 2 eine Seitenansicht, von links gesehen,

909 608/126

Fig. 3 eine Seitenansicht des mittleren Setzstockes,

Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 3 in größerem Maßstab,

Fig. 5 den Teilschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 3,

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen der seitlichen Setzstöcke,

Fig. 7 die mit Bezug auf Fig. 6 von rechts gesehene Seitenansicht des Futters und

Fig. 8 die mit Bezug auf Fig. 6 von links gesehene Seitenansicht der an der Drehscheibe des seitlichen Setzstockes vorgesehenen Verriegelungsvorrichtung.

Das Maschinengestell der Drehbank besteht aus einem Bett 1, an dessen Ende ein Spindelantriebsgehäuse 4 und ein das Vorschubgetriebe enthaltendes Gehäuse 3 angeordnet sind. Zwischen den Gehäusen 3 und 4 hat das Bett eine unter etwa 40° nach vorn geneigte Fläche 5. In dieser Fläche sind waagerechte T-Nuten 6 angeordnet, mit deren Hilfe in der Längsrichtung verschiebbar die nachstehend zu erläuternden Setzstöcke und Supporte am Bett 1 befestigt werden.

Auf dem Werkstück ist nun sowohl in der Mitte als auch an den Enden je eine Drehscheibe 49 (Fig. 6) festspannbar, die außermittig in einem Zahnrad 50 drehbar, aber in verschiedenen Winkellagen verriegelbar gelagert ist. Dabei sind die drei Zahnräder gleichachsig in Setzstöcken 51, 52, 53 gelagert und gemeinsam durch die Welle 44 antreibbar. Die Setzstöcke sind auf dem Bett befestigt und haben zu diesem Zweck je einen unteren Fuß 54, der mittels der unteren T-Nut 6 und mittels Schraubenbolzen auf der Fläche 5 des Bettes festgespannt ist, und einen entsprechenden oberen Fuß 55, dessen Festspannung auf dem Bett durch die obere T-Nut ermöglicht ist.

Nunmehr sei zunächst mit Bezug auf die Fig. 3, 4 und 5 der mittlere Setzstock 52 beschrieben. Er besteht aus zwei flach aufeinanderliegenden, senkrecht stehenden Platten 56, deren Umrisse zusammenfallen und die aus Fig. 3 ersichtliche Gestalt haben. Diese beiden Platten sind längs des Umrisses bei 57 miteinander verschraubt, so daß sie einen starren Rahmen bilden, der mit Hilfe der breiten Füße 54 erhebliche, in Längsrichtung wirkende Kräfte auf das Bett ohne wesentliche elastische Verformung übertragen kann. Die Platten 56 haben eine kreisförmige öffnung 58, in die zwei gleichachsige Laufringe 59 eines Kugelspurlagers eingebaut sind, das dem Zweck dient, in dem Setzstock das zweiteilige Zahnrad 50 zu lagern. Dieses Zahnrad besteht aus einer ringförmigen Nabe 60, die exzentrisch von einer ringförmigen Felge 61 umgeben ist. Die Achse der Felge 61 des Zahnrades liegt nämlich bei 62 (Fig. 3), aber die Achse der Nabe 60 bei 63. Der äußere Umriß der Nabe ist durch den gestrichelten Kreis 64 gegeben, während der innere Umriß der Felge 61 durch die Linie 67 bezeichnet ist. Die Nabe 60 ist nun auf ihrem Umfang mit einem sichelförmigen Flansch 65 versehen, dessen Umriß in Fig. 3 durch die Linie 68 wiedergegeben ist. Die Felge 61 besitzt einen inneren Flansch, dessen innerer Rand 66 in Fig. 3 eingezeichnet ist. Die beiden Flansche sind axial gegeneinander versetzt und überdecken sich über den größten Teil des Umfanges. Dort, wo sie sich überdecken, sind sie miteinander verschraubt, wie durch die Schraubenlöcher 69 angedeutet ist.

Die Felge 61 hat auf ihrem äußeren Umfang 70 einen Ringflansch 71, der zwischen den beiden Laufringen 59 gelegen ist (Fig. 5) und mit diesen Laufbahnen für zwei Kugelkränze 72 bildet. Zwischen dem Flansch 71 und den Laufringen 59 haben noch Käfigringe 73 für die Kugelkränze 72 Platz.

Der Umfang der Flansche 71 besteht aus einem Stück mit einem Zahnkranz 74, der mit dem Zahnkranz 75 eines Ritzels kämmt. Dieses Ritzel hat eine Nabe 76, die mit dem Zahnkranz 75 durch einen mit ihm aus einem Stück bestehenden Flansch 77 verbunden ist. Die Nabe 76 ist nun in einem unteren Ansatz 78 des Setzstockes 52 drehbar gelagert. Zu diesem Zweck haben die Setzstockplatten 56 in den Teilen, die zusammen den Ansatz 78 bilden, ein kreisrundes

ίο Fenster 79 (Fig. 3), in dem ein Paar zweiteiliger Ringe 80, 81 untergebracht ist. Diese Ringe haben übereinanderliegende Flansche, die bei 82 an den Platten 56 verschraubt sind. Die Ringpaare 80, 81 dienen zur Aufnahme der Außenringe zweier Kugellager 83, deren Innenringe die Nabe 76 tragen. Diese Nabe hat innen Keilnuten. Sie dienen zur Aufnahme der Keilwelle 44. Wird die Keilwelle 44 angetrieben, dann setzt sie das Zahnrad 75, 76, 77 in Umlauf, das seinerseits mit dem zweiteiligen Zahnrad 60, 61, 71, 74 kämmt.

Die Platten 56 haben zur Aufnahme der Zahnkränze 74 und 75 innere Aussparungen, deren Umrisse in Fig. 3 bei 85 zu ersehen sind.

In der Nabe 60 des Zahnrades ist die das Werkstück tragende Drehscheibe gelagert, die aus vier miteinander verschraubten Platten 86, 87, 88 und 89 (Fig. 5) besteht. Die Platten 86 und 89 stehen am Umfang über die Platten 88 und 87 vor und greifen über zwei Kugellagerlaufringe 90 und 91, die zusammen mit einem inneren Flansch 92 der Nabe 60 ein Kugelspurlager mit zwei Kugelkränzen 93 und 94 bilden. Die beiden Laufringe sind durch Schrauben 95 miteinander verschraubt.

Die Scheiben 86 bis 89 sind segmentförmig gestaltet und tragen das Futter zum Einspannen des mittleren Wellenlagerzapfens des Werkstücks. Das Futter besteht aus einer Pfanne 96, die von den beiden Scheiben 87 und 88 gebildet wird, und aus einer zweiten Pfanne 97, die von einem Hebel 98 gebildet wird.

Dieser Hebel ist durch einen Gelenkzapfen 99 an einem Lagerauge 100 gelagert, das von den Platten 87 und 88 gebildet wird. In der in Fig. 3 gezeigten Einspannlage wird der Hebel 98 an das in der Pfanne 96 liegende Werkstück durch eine Klemmbacke 101 angedrückt, die auf einer Schraubspindel sitzt. Diese Schraubspindel greift in eine Gewindebohrung ein, die gemeinsam von den Platten 87 und 88 gebildet wird, und kann über ein Schneckengetriebe durch eine Welle 102, die in einem an der Drehscheibe befestigten Gehäuse 103 untergebracht ist, in Umlauf versetzt werden.

Um die von den Platten 86 bis 89 und dem Futter gebildete Drehscheibe an dem Zahnrad 60, 61 in verschiedenen Winkelstellungen verriegeln zu können, ist die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung vorgesehen. Sie besteht aus einem innen an den Laufringen 90 und 91 bei 104 angeschraubten Gehäuse 105 (Fig. 4), in dem ein im Querschnitt rechteckiger Schieber 106 in radialer Richtung verschiebbar geführt ist und mit seinem keilförmigen Ende in eine entsprechende Aussparung 107 am inneren Umfang des Flansches 92 des Zahnrades 60, 61 eingreifen kann. Es sind mehrere derartige Aussparungen 107, und zwar im vorliegenden Falle drei um 120° versetzte Aussparungen, vorgesehen. Der Schieber 106 hat eine Gewindebohrung, in die eine im Gehäuse 105 gelagerte Gewindespindel eingreifen kann. Diese Spindel steht durch Schraubenräder mit einer Welle 108 in Triebverbindung, die man mittels eines Schraubenschlüssels drehen kann.

Geschieht das, dann wird dadurch der Schieber 106

Claims (2)

einwärts oder auswärts verschoben, um die Drehscheibe an dem Zahnrad 60, 61 zu verriegeln oder sie zu lösen. Die beiden Setzstöcke 51 und 53 sind ähnlich ausgestaltet. Ihre Bauart ergibt sich aus den Fig. 6, 7 und 8. Wie Fig. 6 erkennen läßt, besteht der dort gezeigte Setzstock 51 aus zwei aufeinanderliegenden und miteinander verschraubten Platten 109 und 110, die innere Aussparungen zur Aufnahme zweier Zahnräder haben. Das eine dieser beiden Zahnräder ist mit 111 bezeichnet. Die Bohrung seiner Nabe hat Keilnuten zur Auf nähme der Antriebswelle 44. Das andere Zahnrad hat wiederum eine Nabe 112 und eine Felge 113, die mit sichelförmigen Flanschen 114 und 115 versehen sind. Diese Flansche übergreifen sich und sind bei 116 verschraubt. Die Felge 113 hat auf ihrem Umfang einen Flansch 117, der außen mit einem Zahnkranz 118 versehen ist. Dieser kämmt mit dem Zahnrad 111. Der Lagerung des Zahnrades 112, 113, 118 im Setzstock dient ein Spurkugellager mit zwei Kugelkränzen 120, die je zwischen zwei Laufringen 119 und 121 laufen. Die Laufringe 121 liegen am Steg 117 und am Zahnrad 118 an, während die Laufringe 119 in inneren Aussparungen der beiden Setzstockplatten 109 und 110 angeordnet sind. In der Nabe 112 des im Setzstock drehbar gelagerten Zahnrades ist nun wiederum eine Drehscheibe drehbar, aber verriegelbar angeordnet. Diese Drehscheibe besteht aus zwei aneinanderliegenden Ringen 122 und 123, die durch Schrauben 124 zu einem starren Ganzen verbunden sind und beiderseits einen inneren Flansch 125 der Nabe 112 umfassen und an diesem Flansch durch zwei Schrägkugellager 126 abgestützt sind. Der Ring 123 hat einen zylindrischen Ansatz 127, der ein Futter zum Einspannen des Werkstücks trägt. Dieses Futter kann in der in Fig. 9 gezeigten Weise ausgestaltet sein. Es besteht dementsprechend aus einer am Ansatz 127 bei 128 angeschraubten Pfanne 129 und aus einem an dieser Pfanne bei 13O1 schwenkbar gelagerten Spannhebel 131, über dessen freies Ende ein Haken 132 geschwenkt werden kann. Dieser ist bei 133 an der Pfanne 129 schwenkbar gelagert und trägt eine Spannschraube 134, die auf den Hebel 131 wirkt. Um die das Futter tragende drehbare Scheibe 122, 123 in verschiedenen Winkelstellungen an dem Zahnrad 112, 113, 118 verriegeln zu können, ist die in Fig. 10 dargestellte Anordnung vorgesehen. An der Nabe 112 des Zahnrades sind bei 135 längs des Umfanges um 120° versetzt Rastenplatten 136 angeschraubt, die je eine innere Aussparung 137 haben. In diese kann ein radial verschiebbarer Riegelbolzen 138 eingreifen, der in radialer Richtung verschiebbar an dem Ring 122 geführt ist. Zu diesem Zweck ist an dem Ring bei 139 eine Platte 140 angeschraubt, die eine radiale Aussparung 141 zur Aufnahme des Riegelbolzens 138 hat. Dieser Riegelbolzen wird durch eine Schraubenfeder 142 nachgiebig nach außen gedruckt, kann aber durch einen Elektromagneten 143 einwärts gezogen werden, um dadurch die Drehscheibe 6a 122, 123 zu entriegeln. Der Elektromagnet 143 ist an der Platte 140 durch einen Lagerwinkel 144 befestigt und mit dem Riegelbolzen 138 durch eine Stange 145 verbunden. Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Weise abgeändert werden. So besteht die Möglichkeit, auch den inneren Setzstock 52 mit einem elektromagnetischen Antrieb zum Lösen der Verriegelung auszurüsten. Da man sowohl die drei Setzstöcke 51, 52 und 53 als auch die Unterschlitten 34 und 15 in der Längsrichtung der Maschine verstellen kann, läßt sich die Maschine mühelos so einrichten, daß sie verschieden lange Kurbelwellen zu bearbeiten vermag. Da das Werkstück sowohl in der Mitte als auch an seinen Enden fest eingespannt ist und angetrieben wird, belaufen sich seine elastische Durchbiegung und Torsion unter dem Einfluß der Schnittkräfte auf ein Mindestmaß. Das Werkstück läßt sich leicht ein- und ausspannen. Die Drehstähle 23 und 37 sind übersichtlich und leicht einstellbar angeordnet. Das Verstellen der Stahlhalter in der Längsrichtung der Maschine, das nach Bearbeiten eines jeden Hubzapfenpaares erfolgen muß, erfolgt maschinell in kürzester Zeit. Der Arbeitsablauf ist dabei halbautomatisch. Die Späne fließen in dem Späneleitkanal nach hinten ab, wo sie leicht entfernt werden können. Wenn es sich um eine Kurbelwelle handelt, die keinen mittleren Wellenlagerzapfen W aufweist, erfolgt die Einspannung im Setzstock 52 an den Kurbelwangen der inneren Hubzapfen. ' Das Verdrehen der Drehscheiben gegenüber den Zahnrädern der Setzstöcke kann maschinell in der Weise erfolgen, daß man die Zahnräder nach dem Lösen der Verriegelungen mittels der Welle 44 in Drehung versetzt, während man das Werkstück festhält. Zwischen dem Segment, das aus den Scheiben 86 und 89 besteht, und den Laufringen 90, 91 des Kugellagers ist reichlich Platz vorhanden, um dort beim Einsetzen des Werkstücks die Kurbelwelle hindurchzustecken oder um sie nach fertiger Bearbeitung herauszuziehen. Schließlich läßt sich die Maschine durch Auswechseln der Setzstöcke gegen andersartige auch zum Abdrehen von Wellenzapfen herrichten. Patentansprüche:

1. Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine, zum Bearbeiten der Hubzapfen einer Kurbelwelle, auf deren jedem Endzapfen eine Drehscheibe festspannbar ist, die außermittig in einem Zahnrad drehbar, aber in verschiedenen Winkellagen feststellbar gelagert ist, wobei die Kurbelwelle zwischen diesen äußeren Lagerungen in einem dritten Zahnrad abgestützt ist und die drei Zahnräder gleichachsig je in einem auf dem Bett befestigten Setzstock gelagert und gemeinsam antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch das dritte, die Mitte des Werkstücks abstützende Zahnrad (50) mit einer außermittig in ihm gelagerten Drehscheibe (49) ausgerüstet ist, die, gleichachsig mit den Drehscheiben (122, 123) der beiden anderen Zahnräder (111, 112) angeordnet, auf einem Wellenzapfen der Kurbelwelle festspannbar ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad, zweiteilig ausgebildet, aus einer den Zahnkranz (74, 118) tragenden Felge (61, 113) und aus einer Nabe (60, 112) besteht, die durch verschraubte Flansche (65, 66) verbunden sind, und zwischen zwei den Setzstock (51, 52, 53) bildenden, an ihren Rändern verschraubten Platten (56,109,110) mittels zweier Kugelspurlager (59, 72, 119, 120', 121) gelagert ist, die sich zwischen dem Zahnkranz (74, 118) und der Felge (61, 113) befinden, während die Nabe (60, 112) zwei Spurkugellager (9, 91, 93,