DE906782C

DE906782C - Device for the drive of vibrating systems with several masses for the fine machining of surfaces

Info

Publication number: DE906782C
Application number: DEM7632A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Multhaup
Original assignee: WILHELM MULTHAUP
Current assignee: WILHELM MULTHAUP
Priority date: 1950-04-20
Filing date: 1950-11-24
Publication date: 1954-03-18
Also published as: BE502663A; CH292181A; FR1048271A

Description

Gerät für den Antrieb von Schwingsystemen mit mehreren Massen zur Feinstbearbeitung von Oberflächen Das Hauptpatent hat ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Antrieb von arbeitsleistenden Schwingsystemen mit mehreren Massen zum Gegenstand, bei dem eine Masse, und zwar die Erregermasse, durch einen luftgesteuerten Kolben gebildet wird und eine der beiden anderen Massen als Führungszylinder für diesen Kolben ausgebildet ist. Diese Massen sind je durch eine Elastizität miteinander gekoppelt, da der Kolben bei Auftreten eines Dämpfungswiderstandes auf das Schwingsystem eine Phasenverschiebung gegenüber dem Führungszylinder erleidet, die eine größere Öffnung der Luftkanäle zu den Arbeitsräumen des Zylinders zur Folge hat. Bei einem Dreimassensystem wird die eine Masse vorteilhaft als luftgesteuerter Kolben ausgebildet, wobei die beiden anderen Massen wesentlich größer als die Kolbenmassen sind. Das Schwingsystem kann gegenüber einer ruhenden Haltevorrichtung derart abgestützt werden, daß diese Abstützung an einer zwischen den großen Massen angebrachten Federung angreift, und zwar an einer Stelle dieser Federung, an der auch bei nicht vorhandener Abstützung ein Schwingungsknoten auftreten würde.Device for driving oscillating systems with several masses Precision machining of surfaces The main patent has a method and a device for the drive of work-performing oscillating systems with several masses to the object, one of the masses, namely the excitation mass, by means of an air-controlled piston is formed and one of the other two masses as a guide cylinder for this Piston is formed. These masses are each linked by an elasticity coupled, as the piston acts on the oscillating system when a damping resistance occurs a phase shift with respect to the guide cylinder suffers, which is greater Opening of the air ducts to the working spaces of the cylinder. At a Three-mass system, one mass is advantageously designed as an air-controlled piston, the other two masses being much larger than the piston masses. That The oscillating system can be supported against a stationary holding device in such a way that that this support acts on a suspension mounted between the large masses, namely at one point of this suspension, even if there is no support a vibration node would occur.

Die Erfindung betrifft nun eine weitere Ausgestaltung dieses Dreimassensystems. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß die als Werkzeugträger dienende Masse die andere große Mässe, nämlich den Führungszylinder des druckluftgesteuerten Erregerkolbens, rohrförmig umschließt und mit diesem mittels der Hauptfedern verspannt und durch einen als Teil eines Rohres ausgebildeten Halter umgeben ist. Die Führung des Werkzeugträgers gegenüber dem Halter erfolgt zweckmäßig durch Blattfedern, die in Gruppen an je einem Ende des Werkzeugträgers und des Halters befestigt sein können. Das gegenseitige Ummanteln der beiden größeren Massen unmittelbar durch Rohrteile hat den Vorteil, daß das ganze Gerät auf kleinem Raum untergebracht werden kann und dadurch sehr handlich wird. Durch die Verbindung mittels der Blattfedern wird eine mehr symmetrische Aufhängung des ganzen Dreimassensystems innerhalb des Halters erreicht. Der Halter kann an seinem äußeren Umfang in einer muldenförmigen Aussparung eines Schaftes liegen und mit diesem in beliebiger Lage verspannt werden. Hierbei kann der Schaft an seinem rückwärtigen Ende derart ausgebildet werden, daß er in die üblichen Spannvorrichtungen von Werkzeugmaschinen eingespannt werden kann. Es wird hierdurch ermöglicht, die Werkzeuge unabhängig von der Art der Spannvorrichtung oder dem zu bearbeitenden Werkstückdurchmesser in radialer Richtung auf das Werkstück anzustellen.The invention now relates to a further embodiment of this three-mass system. It is characterized by the fact that as a tool carrier serving Mass the other major dimensions, namely the guide cylinder of the compressed air-controlled Exciter piston, tubular encloses and braced with this by means of the main springs and is surrounded by a holder formed as part of a tube. The leadership of the tool carrier relative to the holder is expediently carried out by leaf springs, which can be attached in groups to one end each of the tool carrier and the holder. The mutual sheathing of the two larger masses directly by pipe parts has the advantage that the whole device can be accommodated in a small space and is therefore very handy. Due to the connection by means of the leaf springs a more symmetrical suspension of the whole three-mass system within the holder achieved. The holder can be in a trough-shaped recess on its outer circumference of a shaft and are braced with this in any position. Here the shaft can be designed at its rear end in such a way that it is in the usual clamping devices of machine tools can be clamped. It This enables the tools to be used regardless of the type of clamping device or the workpiece diameter to be machined in the radial direction onto the workpiece to employ.

Um den Blattfedern eine genügend große Beweglichkeit zu geben und zu hohe Zugspannungen von ihnen fernzuhalten, werden sie gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung am Werkzeugträger und/oder am Halter zwischen elastischen Beilagen eingespannt, die ein geringes Nachgeben bei größter Auslenkung gestatten. Auf diese Weise wird eine sehr genaue Parallelführung des Werkzeugträgers erreicht, ohne daß irgendwelche verschleißenden Teile angewandt werden.To give the leaf springs a sufficiently large mobility and To keep them away from too high tensile stresses, they are according to a further characteristic of the invention on the tool carrier and / or on the holder between elastic inserts clamped, which allow a slight yield with the greatest deflection. To this Way, a very precise parallel guidance of the tool carrier is achieved without any wearing parts are applied.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin möglich, an eine Stirnseite des Werkzeugträgers ein Werkzeug für die Innenbearbeitung von Bohrungen anzubringen, z. B. ein Honwerkzeug. In dieser Anordnung können umlaufende Werkstücke innen bearbeitet werden, wobei das Werkzeug eine schnellere Schwingbewegung in axialer Richtung und gleichzeitig, falls dies gewünscht wird, eine langsame Vorschubbewegung ausführt, die von der Werkzeugmaschine hergeleitet wird. In dieser Form kann das Gerät mit geringen Abänderungen infolge sehr kleiner Abmessungen zur Bearbeitung sehr tiefer Bohrungen verwendet werden. Außerdem kann an dem dem Werkzeug entgegengesetzten Ende des Gerätes eine Spannvorrichtung am Halter derart vorgesehen werden, daß an dieser das Gerät mit dem Kopf einer Bohrstange verbunden werden kann. Auf diese Weise lassen sich hohe Stangengewichte vermeiden, deren Hinundherbewegung infolge der hierbei auftretenden Massenkräfte Schwierigkeiten bereiten würde.According to the invention, it is also possible to attach to an end face of the tool carrier to attach a tool for the internal machining of bores, e.g. B. a honing tool. In this arrangement, rotating workpieces can be machined inside, with the tool a faster oscillating movement in the axial direction and at the same time, if so desired, executes a slow feed movement, which is controlled by the Machine tool is derived. The device can be used in this form with minor modifications used for machining very deep bores due to very small dimensions will. In addition, at the end of the device opposite the tool, a Clamping device are provided on the holder in such a way that the device with it can be connected to the head of a boring bar. This way you can get high Avoid bar weights, their back and forth as a result of the occurring Mass forces would cause difficulties.

Für die Inbetriebsetzung des Gerätes, d. h. für das Ingangbringen des Erregerkolbens, wird der Führungszylinder mit einer Anfahrvorrichtung versehen, die durch die rohrförmige Masse und den rohrförmig umgebenen Halter nach außen hinausgeführt wird. Ein sicheres Anspringen wird durch einen federbelasteten kleinen Anfahrkolben erreicht, der durch einen Druckknopf so weit verschoben werden kann, daß ein Weg von der Zuführungsbohrung der Druckluft zu einer Arbeitskammer des Führungszylinders freigegeben und damit der Erregerkolben aus seiner Ruhelage gebracht wird. Damit beginnt das Gerät zu arbeiten. Der Druckknopf wird losgelassen, und der Anfahrkolben geht unter der Wirkung einer Feder sowie der Druckluft in seine Anfangsstellung zurück und legt sich mit seinem oberen Ende gegen eine Dichtung, so daß keinerlei Luftverluste entstehen.For the commissioning of the device, i. H. for getting started of the exciter piston, the guide cylinder is provided with a starting device, led out through the tubular mass and the tubularly surrounded holder to the outside will. A spring-loaded small start-up piston ensures a safe start achieved, which can be moved so far by a push button that a way from the supply bore for the compressed air to a working chamber of the guide cylinder released and thus the exciter piston is brought out of its rest position. In order to the device starts to work. The push button is released and the starting piston goes into its starting position under the action of a spring as well as the compressed air back and lies with its upper end against a seal, so that nothing Air losses occur.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.The subject matter of the invention is illustrated schematically in the drawing.

Abb. I stellt einen Längsschnitt durch das Gerät gemäß der Schnittlinie A-B in Abb. 2 dar; es ist ausgerüstet mit einem Werkzeug für die Bearbeitung von Bohrungen; Abb. 2 ist eine Seitenansicht des Gerätes, teilweise geschnitten, um die Schwenkeinrichtung zu zeigen; in dieser Abbildung ist das Gerät mit einem Werkzeug für Außenbearbeitung ausgerüstet; Abb. 3 ist eine vergrößerte Darstellung der Anfahrvorrichtung für den Erregerkolben.Fig. I shows a longitudinal section through the device according to the section line A-B in Figure 2; it is equipped with a tool for machining Drilling; Fig. 2 is a side view of the device, partly in section to show the pivot mechanism; in this picture the device is with a tool equipped for external machining; Fig. 3 is an enlarged view of the starting device for the exciter piston.

In Abb. I ist mit I der Erregerkolben, mit 2 der Führungszylinder des Erregerkolbens und mit 3 die auf dem Führungszylinder angebrachte Anfahrvorrichtung gekennzeichnet. Mittels der Hauptfedern 4 ist der Führungszylinder 2 mit dem rohrförmigen Werkzeugträger 5 verspannt, der durch den als Teil eines Rohres ausgebildeten Halter 6 teilweise umschlossen wird. Auf dem Halter 6 sind Spannflächen 7 angeordnet, an welchen die Blattfedern 8 zwischen elastischen Beilagen 9 mittels des Endflansches Io eingespannt sind. Die Einspannung der Blattfedern erfolgt am Werkzeugträger 5 auf analoge Weise und ist hier nicht sichtbar. Ferner ist ein Honwerkzeug II gezeigt, welches an der Brücke I2 befestigt ist, die ihrerseits mit dem Werkzeugträger 5 verbunden ist. Auf der Gegenseite ist das Gerät an dem Endflansch Io beispielsweise mit einer Bohrstange I3 verbunden.In Fig. I, I is the exciter piston, and 2 is the guide cylinder of the exciter piston and with 3 the starting device attached to the guide cylinder marked. By means of the main springs 4, the guide cylinder 2 with the tubular Tool carrier 5 braced by the holder formed as part of a tube 6 is partially enclosed. Clamping surfaces 7 are arranged on the holder 6 which the leaf springs 8 between elastic shims 9 by means of the end flange Io are clamped. The leaf springs are clamped on the tool carrier 5 in an analogous way and is not visible here. A honing tool II is also shown, which is attached to the bridge I2, which in turn is connected to the tool carrier 5 connected is. On the opposite side, the device is on the end flange Io, for example connected to a boring bar I3.

In Abb. 2 sind die Bezeichnungen wie in Abb. I gewählt. Hier sind die Befestigungen I4 der Blattfedern 8 an dem Werkzeugträger 5 sichtbar. Ferner ist die Schwenkvorrichtung durch teilweisen Schnitt verdeutlicht. Das auf dem Halter 6 aufgebrachte Spannsegment I5 ruht in dem muldenförmig ausgebildeten Schaft I6 und kann in diesem geschwenkt und mittels Spannschraube I7 und Klemmmutter I8 in jeder Lage fixiert werden. Der Schaft I6 ist hier beispielsweise in dem Stahlhalter I9 eines Drehbanksupportes 2o befestigt. Ferner ist eine Steinführung 2,1 dargestellt, mit welcher der Schleifkörper 22 gegen ein Werkstück 23 angepreßt wird.In Fig. 2 the designations are chosen as in Fig. I. Here are the fastenings I4 of the leaf springs 8 on the tool carrier 5 are visible. Further the pivoting device is illustrated by a partial section. That on the holder 6 applied clamping segment I5 rests in the trough-shaped shaft I6 and can be swiveled in this and using the clamping screw I7 and clamping nut I8 in can be fixed in any position. The shaft I6 is here, for example, in the steel holder I9 of a lathe support 2o attached. Furthermore, a stone guide 2.1 is shown, with which the grinding body 22 is pressed against a workpiece 23.

In Abb. 3 ist die in Abb. i angedeutete Anfahrvorrichtung 3 deutlicher gezeichnet, die auf dem Führungszylinder 2 des Erregerkolbens aufgesetzt ist. Der Eintrittskanal 2,4 der Druckluft hat eine Abzweigung 25, die zu der Führung des Anfahrkolbens 26 führt. Wird der Anfahrkolben mittels Druckknopf 27 und Druckstange 28 niedergedrückt, so strömt Luft über 25, die Bohrung 29, Kanal 3o in den Zylinderraum 3I. Die Feder 32 führt den Anfahrkolben wieder zurück und preßt ihn gegen die Dichtung 33.In Fig. 3, the starting device 3 indicated in Fig. I is clearer drawn, which is placed on the guide cylinder 2 of the exciter piston. Of the Inlet channel 2.4 of the compressed air has a branch 25, which leads to the Starting piston 26 leads. Is the starting piston by means of a push button 27 and push rod 28 depressed, air flows through 25, the bore 29, channel 3o into the cylinder space 3I. The spring 32 leads the starting piston back and presses it against seal 33.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for driving oscillating systems with several masses for fine machining. Surfaces according to patent 869,437, thereby characterized in that the mass serving as the tool carrier (5) is the other large mass, the guide cylinder (2) of the compressed air-controlled exciter piston (I), tubular encloses and braced with this by means of the main springs (4) and by a formed as part of a tube holder (6) is surrounded, and that the guide of the tool carrier (5) compared to the holder (6) by leaf springs (8), which are attached in groups to one end each of the tool carrier (5) and the holder (6) are.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the holder (6) at his outer circumference lies in a trough-shaped recess of a shaft (I6) and can be braced with this in any position.

3. Device according to the claims I and 2, characterized in that the shaft (I6) at its rear end is designed such that it can be used in the usual clamping devices of machine tools can be clamped.

4. Apparatus according to claim I, characterized in that the Leaf springs (8) at their clamping points on the tool carrier (5) and / or the Holder (6) are clamped between elastic shims (9).

5. Device after the Claims 1 to 4, characterized in that on one end face of the tool carrier (5), for example on the clamping surfaces (7) of the leaf springs (8), a bridge (I2) is arranged so that a tool (II) for machining bores on it can be attached.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that on a clamping device (Io) on the end of the device opposite the tool Holder (6) is provided in such a way that on this the device with the head of a drill rod (I3) or the like can be connected.

7. Apparatus according to claims I to 6, characterized characterized in that the guide cylinder (2) has a starting device (3), by the tubular mass (5) and the tubular surrounding holder (6) after is led out outside.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the The starting device consists of a starting piston (26) under spring pressure and a connection of a working space (3I) of the guide cylinder (2) for the The exciter piston (I) is sealed with the compressed air supply line and to the Open. this connection is displaceable.

9. Device according to claims 7 and 8, characterized in that the starting piston by means of a push button (27) and push rod (28) is displaceable.