DE687577C

DE687577C - Machine tool, in particular lathe, for processing crankshafts and camshafts

Info

Publication number: DE687577C
Application number: DE1937H0151737
Authority: DE
Inventors: Karl Seitter
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1937-05-22
Filing date: 1937-05-22
Publication date: 1940-02-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke, zur Bearbeitung von Kurbel- und Nockenwellen.The invention relates to machine tools, in particular lathes, for machining of crankshafts and camshafts.

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 nebeneinanderliegendeCrankshaft lathes with a clamped between headstocks are known Workpiece and one that is stored in parallel with it and driven in parallel with it Master shaft for controlling a steady rest on the workpiece, in rhythm with the rotation of the crankshaft Tool carrier swinging perpendicular to the spindle axis. The radial feed is achieved by bringing the causes workpiece stored on a large cross slide to the cutting steels. A deviation of the workpiece from the same angular position compared to the master shaft during the advance it is prevented that two adjacent

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.ao part gears in the drive are mutually braced in the circumferential direction by a suspension will. As a result, however, the feed is limited so that only the turning of the crank pin, but not the machining the side surfaces of the crank webs is possible. Rather, this can only relate to itself Also known machines of this type are made, the master and workpiece shaft via slidable in keyways Worms and worm gears are driven to ensure that the master and workpiece shafts are exactly at the same angular position to ensure. However, this drive brings because of its poor efficiency with high performance of the machine with corresponding work losses and is also relatively cumbersome and expensive. There is also the risk of vibration on the tool cutting edge quite large because of the diameter of the worm wheels engaging the main spindle must be kept small.

Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß das Werkstück zumThese disadvantages are avoided in that, according to the invention, the workpiece for

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.The purpose of the feed is pivoted about an axis parallel to the spindle, through which the drive for the spindle is initiated. The workpiece is clamped in such a way that at the end of the pivoting movement the angular position of the cranks of the workpiece and master shaft match. The pivoting movement is expediently carried out with the aid of a worm and a worm wheel segment firmly connected to the headstocks, while the workpiece shaft can be driven via simple spur gears. The headstocks are advantageously guided and fastened on a cylindrical drum, known per se as a lathe, of great rigidity, the axis of which coincides with the pivot axis. All these structural features result in a number of advantages, the most important of which is that the pivotable drum to a certain extent combines the lathe bed and the lathe cross slide in one piece. The storage of the workpiece is particularly rigid and vibration-free, which of course has a very favorable effect on the accuracy of the machining and on the life of the lathe and enables a significant increase in the performance of the lathe. The significantly simplified drive using spur gears also makes a major contribution to this. The spur gears, which also work with a high degree of efficiency, maintain a perfect frictional connection at all times, which is not disturbed in any way by the pivoting movements. In addition, the wheels on the main spindle can be made large in the usual way on lathes, and the risk of vibration on the tool cutting edge can thus be kept small. The advantages Ao thrust itself is also reliable and accurate. The workpiece shaft can be swiveled out of the machining position to such an extent that the clamping and unclamping of the workpiece is made considerably easier.
During the machining of the workpiece, the swivel feed inevitably causes a mutual shift in the angular position of the workpiece and master shaft, albeit a small one. In order to avoid the associated accuracy of machining, it is provided that the workpiece is clamped in an angular position corresponding to the end position of the pivoting movement, so that any inaccuracy is then compensated for in this decisive position. The approach of a workpiece by pivoting it towards the tool is known per se from copy lathes. In these machines, the drive for the workpiece is also initiated by the swivel axis, but the model corresponding to the master shaft is swiveled and driven at the same time as the workpiece. When rotating, the model is guided along a fixed button, whereby the swivel angle of the workpiece changes according to the shape of the model. The pivotability of the workpiece is provided in the known machines for the tracing process, but not for the feed.

Die Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind aus einem auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, einer Drehbank für Kurbelwellen, ersichtlich.The details of the object of the invention are from one on the drawing illustrated embodiment, a lathe for crankshafts can be seen.

Abb. ι ist eine Schrägansicht der Drehbank, deren Rahmen und Wellenlager der Deutlichkeit wegen zum großen Teil nicht gezeichnet sind.Fig. Ι is an oblique view of the lathe, their frames and shaft bearings are largely not for the sake of clarity are drawn.

Abb. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Bank.Fig. 2 shows a cross section through the bench.

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.In the lathe frame 3, a drum 4 is rotatably mounted with its pin S at the front. The Werfcstückspindelstocks 6, which are not shown in Fig. Ι, guided and fastened on the cylindrical circumference of the drum. The main spindles 8, 9 mounted therein, each carrying a chuck 7, are driven by the countershaft 10 mounted in the drum by two pairs of gears 11, 12. The drive is introduced into the drum by the shaft 13 mounted coaxially in the drum journal 5 and transmitted to the countershaft by the gear wheels 14, 15. On the free end of the shaft 13 there is a gearwheel 16 which receives its drive from the main drive pulley 17 via intermediate gears 18, 19.

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.The drum 4 can be attached to the drum with the aid of the screw 20 and one Worm gear segment 21 are pivoted. This becomes the crankshaft to be machined 22, of which only a part is drawn in Fig. 1, in an arc to the cutting tools 23 brought up or removed from them and in this way the radial feed is generated. The shaft 24 of the feed screw 20 receives its drive via further worm gears 25.26 of. the feed electric motors, whose pulleys 27, 28 are shown in Fig. 1 are.

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.The feed during machining takes place via the with the aid of the hand lever 44 Switchable worm gears 26. The rapid feed for changing the work piece is derived from the pulley 27 when the worm gear 26 is switched off and transferred directly to the worm wheel.

Im hinteren Teil der Maschine ist die Meisterkurbelwelle 29 gelagert. Diese besitzt eine dem Werkstück entsprechende AnzahlThe master crankshaft 29 is mounted in the rear part of the machine. This owns a number corresponding to the workpiece

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.of cranks in stroke, crank angle (only at the end of machining) and The longitudinal distances coincide with the workpiece shaft. It is from the main drive pulley 17 via the gear 18, further gears 30, 31 and, in a similar manner to that Workpiece spindles, driven by two pairs of gears 33, 34 via a countershaft 32. The cranks of the master shaft 29 operate an equal number of rocker arms 35. Each rocker arm between flat surfaces is performed, carries a package of cutting tools 23 for machining a crank pin and the adjoining end faces of the workpiece shaft 22. The cutting pressure is taken directly from that in the rocker mounted and supported on the crank pin to be machined guide roller 36 added. The latter runs on the pin of an eccentric 37, the purpose of compliance the cutting angle with different diameters of the crank pins in the rocker arm is adjustable. The just described gear for the cutting steel guide, with a master shaft running synchronously with the workpiece shaft is known per se.

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.In the upper part of the machine is another crankshaft 38 with the cranks Workpiece shaft 22 and the master shaft 29 also mounted cranks running in the same direction. It is used to carry the rocker while the workpiece is being replaced. the Swing are for this purpose by means of simple push rods 39 on the associated . 35 cranks of shaft 38 suspended. Between the push rod pin 40 and the corresponding one Hole of the rocker 35, however, such a game is provided that the rocker is not on the support crankshaft during machining depends, but rests on the workpiece by means of the guide roller, and that the swing arm when swiveling out the drum for the purpose of changing the workpiece after a slight drop the push rod is hanging.

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.While in the known storage of the workpiece headstocks on a cross slide For the replacement of the workpiece, in addition to the supporting crankshaft, there is an additional device for lifting the rockers is required, results due to the pivoting movement according to the invention Drum, even without additional equipment, has sufficient room to move in and out of the workpiece.

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.To adapt the machine to different lengths of the crankshafts to be machined the right headstock (Fig. 1) must in a known manner in the longitudinal direction moved on the drum. To secure the equilateral position of both headstocks are at the ends of the Drum located bearing 41 of the countershaft 10 from the circumference of the drum 4 and are used as a guide for the headstocks attached to the drum circumference 6 used.

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.The one countershaft gear 11 is when the right spindle head is shifted shifted along with the shaft on a keyway. Through the coupling 42, whose half forms one piece with the gear wheel 11, the gear wheel can be clamped in any position will. For this purpose, the second half of the coupling is also guided with keyways on the shaft and engages with the Scope with unidirectional wedge surfaces on the coupling half of the gear at. Axial screwing means that the parts are reciprocated in the circumferential direction braced against each other. The gearwheel is absolutely rigidly attached in this way. In exactly the same way, when a master shaft of a different length is switched on, the countershaft gear 33 is shifted and clamped by means of the coupling 43.

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.The machine described works only with radial feed, i. H. the width of the Cutting steels correspond to the entire length of the crank pin to be machined. the However, the machine can also be designed with a longitudinal feed. To do this, the Drum shifted along with the workpiece in their bearings in the axial direction. Appropriate this movement is generated with the help of a coaxial screw spindle introduced into the drum. Compared to On a simple lathe, the drum then forms the lathe bed, the cross slide and the longitudinal slide at the same time.

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. The inventive concept of generating the radial feed with the help of a Swivel movement around an axis parallel to the workpiece axis is not possible with lathes Can also be used with grinding machines and milling machines. The grinding wheel or the milling cutter would then be used instead of the Embodiment shown cutting steels stored in the rocker. However, would these tools require an auxiliary drive.

Claims

Patent claims:

i. Machine tool, especially lathe, for machining crank and camshafts with a workpiece clamped between headstocks and a workpiece mounted parallel to it and synchronously with the workpiece driven master shaft for controlling a on the workpiece with a Bezel supporting, in the cycle of the course

Belwell rotation perpendicular to the spindle axis of the swinging tool carrier, thereby characterized in that the workpiece for the purpose of radial advance (22) about an axis (5) parallel to the spindle, through which the drive for the spindle is initiated, is pivotable and clamped so that at the end of the pivoting movement the angular position of the cranks on the workpiece and master shaft (29) match.

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the pivot axis (5) coincides with the axis of the lathe bed (4) designed as a cylindrical body.

1 sheet of drawings