DE9200400U1 - Bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

L 112a

Leistritz AG, Markgrafenstraße 29 - 39, 8500 Nürnberg 1

Bearbeitunqsvorrichtunq

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Ventilkugeln und Kugelabschnitten, bestehend aus einem Maschinengestell mit Antrieb, Spindelkasten und Spannfutter, aus einem Führungsbett für einen Reitstock, eine Lünette und dgl. sowie aus einem parallel zur Bearbeitungsachse der Werkstücke verfahrbaren Werkzeugschlitten zur Aufnahme eines rotierenden Werkzeugringes mit mindestens einem in einer radialen Führung verschiebbaren Werkzeugträger mit einem spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug.

Es ist bekannt, Ventilkugeln, Kugelabschnitte oder dgl. mit mindestens einem spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug im sogenannten Drehfräsverfahren zu bearbeiten. Dazu ist eine Vorrichtung bekannt, die aus einem Maschinengestell mit Antrieb, Spindelkasten und Spannfutter besteht. Zusätzlich weist das Maschinengestell ein meist horizontal angeordnetes Führungsbett auf, auf dem ein Werkzeugschlitten, ein Reitstock und gegebenenfalls eine Lünette verschiebbar angeordnet sind. Dabei wird die Ventilkugel bzw. der Kugelabschnitt zwischen Spannfutter und Reitstock eingespannt und in Drehbewegung versetzt. Der Werkzeugschlitten besitzt einen radial zur Bearbeitungsachse des Werkstückes anstellbaren, rotierenden Werkzeugring, in dem mindestens zwei radial verlaufende Führungen eingearbeitet sind. Jede Führung nimmt einen verschiebbaren Werkzeugträ-

ger auf, an dem ein spanabhebendes Bearbeitungswerkzeug, vorteilhaft eine Hartmetall-Wendeplatte, durch Klemmung befestigt ist. Dieser Werkzeugring wird nun mit seinen Bearbeitungswerkzeugen in Drehbewegung versetzt und radial gegen das Werkstück angestellt. Durch die Drehbewegung des Werkstückes und die Rotationsbewegung der Bearbeitungswerkzeuge wird eine besonders gute Kugelformgeometrie erreicht.

Die Ventilkugeln bzw. Kugelabschnitte werden bei dieser bekannten Vorrichtung zunächst mit sogenannten Schruppwerkzeugen vorbearbeitet bzw. vorgefräst. Anschließend wird die Ventilkugel bzw. der Kugelabschnitt mit Schlichtwerkzeugen und gegebenenfalls zusätzlich noch mit einem hydraulisch anpressbaren Rollierwerkzeug mit einer Glättkugel bearbeitet. Diese unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeuge machen es erforderlich, daß entweder die einzelnen Bearbeitungswerkzeuge im Werkzeugring oder der gesamte Werkzeugring ausgewechselt werden müssen. Dies ist umständlich und zeitraubend. Dabei besteht jedoch auch die Gefahr, daß die Kugelgeometrie beeinträchtigt wird. Um diesen Werkzeugwechsel zu vermeiden, ist es bekannt, die Schlichtbearbeitung der Ventilkugeln oder Kugelabschnitte auf einer weiteren Vorrichtung durchzuführen, was jedoch ein Ausspannen und erneutes Einspannen des Werkstückes erfordert. Dies ist ebenfalls mit einem zusätzlichen Arbeitsaufwand verbunden und bringt die Gefahr mit sich, daß der Rundlauf des Werkstückes beeinträchtigt wird. Für einen Rollier- bzw. Glättvorgang ist ein weiteres Umspannen des Werkstückes erforderlich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere

von Ventilkugeln und Kugelabschnitten, so auszubilden, daß entweder das Umspannen des Werkstückes und damit zusätzliche Bearbeitungsvorrichtungen oder das Auswechseln der Werkzeuge bzw. des Werkzeugringes vermieden, die Kugelformgeometrie verbessert und gleichzeitig die Bearbeitungszeit verkürzt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß um einen Winkel von mindestens 60° zum Führungsbett versetzt und parallel zur Bearbeitungsachse der Werkstücke eine weitere Führung angeordnet ist, die sich einerseits bis über den Spindelkasten und andererseits über die äußerste Position des Reitstockes hinaus erstreckt und daß diese vom Führungsbett getrennte Führung den Werkzeugschlitten und zusätzlich mindestens einen weiteren Werkzeugschlitten aufnimmt.

Durch eine derartig ausgebildete Vorrichtung ist ein Umspannen des Werkstückes oder ein Auswechseln der Bearbeitungswerkzeuge bzw. des Werkzeugringes nicht mehr erforderlich. Während der eine Werkzeugschlitten, der nicht benutzt wird, eine Stellung hinter dem Spindelkasten bzw. hinter dem Reitstock einnimmt, kann mit dem anderen Werkzeugschlitten die weitere Bearbeitung durchgeführt werden. Dadurch ist bei gleichzeitiger Reduzierung der Bearbeitungszeit eine besonders gute Kugelformgeometrie erreicht. Diese Ausbildung einer Vorrichtung ermöglicht darüber hinaus eine gute Beobachtung des Bearbeitungsvorganges sowie ein optimales Handling von Werkzeug und Werkstück.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-5 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in stark vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Aufrißdarstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in ihrer Grundstellung,

Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 in einer Arbeitsstellung und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1.

In den Figuren 1 und 2 der Zeichnung ist eine Vorrichtung gezeigt, die zur Bearbeitung von Ventilkugeln oder Kugelabschnitten dient. Diese Vorrichtung besteht aus einem Maschinengestell 1, welches einerseits einen Spindelkasten mit einen Antrieb 3 und einem Spanndorn 4 trägt. Andererseits ist auf dem Maschinengestell 1 ein horizontal verlaufendes Führungsbett 5 befestigt, auf dem ein Reitstock 6 mit Pinole 7 verschiebbar gehalten ist. Der Reitstock 6 mit Pinole 7 ist in der Fig. 1 der Zeichnung in einer inneren Bearbeitungsstellung auf dem Führungsbett 5 gezeigt.

Auf dem Spanndorn 4 ist eine Ventilkugel 9 befestigt. Zusätzlich wird die Ventilkugel 9 noch an ihrem anderen Ende von der Pinole 7 abgestützt, die in die gezeichnete Stellung herangeführt und durch den Reitstock 6 festgesetzt wird. Über den Spanndorn 4 kann die Ventilkugel 9 in Drehbewegung versetzt werden.

Mit Abstand hinter dem Führungsbett 5 befindet sich eine weitere Führung 10, die hier einen Winkel von 90° zum Führungsbett 5 einnimmt und parallel zur Bearbeitungsachse der Ventilkugel 9 verläuft. Diese zusätzliche Führung 10 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Führungsleisten 10a,10b,

mit rechteckigem Querschnitt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich noch geringfügig gegeneinander versetzt sind. Diese Führungsleisten 10a,10b werden entweder ebenfalls vom Maschinengestell 5 oder einem besonderen Gestell getragen. Die Führung 10 erstreckt sich einerseits bis über den Spindelkasten 2 hinaus und andererseits bis über die äußerste Position des Reitstockes 6, die in der Fig. 1 der Zeichnung gezeigt ist.

Auf der Führung 10 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Werkzeugschlitten lla,lib angeordnet, die über an sich bekannte, nicht näher dargestellte Antriebe unabhängig voneinander auf der Führung 10 verfahren bzw. verschoben werden können. In vorteilhafter Weise sind beide Werkzeugschlitten lla,lib gleich ausgebildet. Jeder dieser Werkzeugschlitten lla,lib nimmt einen weiteren Schlitten 12a, 12b auf, die über ebenfalls nicht dargestellte Antriebe auf den Werkzeugschlitten lla,lib senkrecht verfahren werden können. Jeder Schlitten 12a,12b besitzt eine Tragplatte 13, die nur am Schlitten 12a gezeigt ist. Diese Tragplatte 13 ist um eine horizontale Achse 14 schwenkbar auf den Schlitten 12a,12b befestigt und kann, neben der gezeichneten Lage, eine um etwa 15° - 45° gedrehte Lage einnehmen. Die mit dem Schlitten 12a bzw. 12b heb- und senkbare Tragplatte 13 weist einen nur angedeuteten Werkzeugring 15 auf, der über einen an sich bekannten, nicht näher dargestellten Antrieb in Drehbewegung versetzt werden kann. Die Drehachse des Werkzeugringes 15 verläuft senkrecht zur Drehachse der Ventilkugel 1.

Der Werkzeugring 15 ist wie der Wirbelring einer Maschine zum Wirbeln von Gewinde oder dergleichen ausgebildet. Dies bedeutet, daß der Werkzeugring 15 mindestens drei radial verlaufende Nuten besitzt, die jeweils einen radial ver-

schiebbaren Werkzeugträger aufnehmen, der beim Schlitten 12a mit jeweils einem Schruppwerkzeug versehen ist. Diese Schruppwerkzeuge sind jeweils in einer Aussparung des Werkzeugträgers mittels Schrauben befestigt und können ausgewechselt werden. Über eine Einstellschraube kann der Werkzeugträger seinerseits in den Führungen verschoben und eingestellt werden. In der eingestellten Lage wird der Werkzeugträger über Spannkörper mit Keilflächen festgespannt. Für die sogenannte Schruppbearbeitung wird nun der Werkzeugschlitten 11a so weit in Richtung auf den Spindelkasten 2 verschoben, bis sich der Werkzeugring 15 senkrecht über der Ventilkugel 9 befindet. Jetzt wird der Werkzeugring 15 in Drehbewegung gesetzt und gegen die rotierende Ventilkugel 9 angestellt und damit die Ventilkugel 9 bearbeitet. Während dieser Bearbeitung nimmt der Werkzeugschlitten 11b seine unwirksame, in Fig. 1 gezeichnete Lage ein.

Zusätzlich ist an dem Werkzeugschlitten 11a noch ein heb- und senkbarer Schlitten 16 vorgesehen, der eine Fräseinheit 17 zur Aufnahme eines Fingerfräsers trägt. Mit diesem Fingerfräser ist das Einfrasen von Paßfedernuten möglich. Dabei kann die Herstellung dieser Paßfedernuten entweder sofort nach der Schruppbearbeitung oder zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.

Wenn die Schruppbearbeitung beendet ist und gegebenenfalls die Paßfedernuten hergestellt wurden, wird der Werkzeugschlitten 11a aus seiner Bearbeitung so weit nach links verschoben, bis er sich hinter dem Spindelkasten 2 befindet (Fig. 2). Gleichzeitig wird der Werkzeugschlitten 11b so weit in Richtung auf den Spindelkasten verschoben, bis sich dessen nur angedeuteter Werkzeugring 15 ebenfalls senkrecht über der Achse der Ventilkugel 9 befindet (Fi-

gur 2). Dieser Werkzeugring 15 des Werkzeugschlittens 11b bzw. des Schlittens 12b ist ebenfalls mit mehreren radial verschiebbaren Werkzeugträgern mit jeweils einem Schlichtwerkzeug versehen. Diese Schlichtwerkzeuge sind als Hartmetall-Wendeplatten ausgebildet und mittels Schrauben in einer Aussparung der Werkzeugträger befestigt. Auch diese Werkzeugträger sind verschiebbar und in ihrer eingestellten Lage festspannbar ausgebildet. Zusätzlich nimmt dieser Werkzeugring 15 des Werkzeugschlittens 11b noch mehrere, an sich bekannte und in der Zeichnung nicht dargestellte Rollierwerkzeuge auf, die jeweils eine hydrostatisch gelagerte Glättkugel besitzen, die hydraulisch in ihre Arbeitsstellung bewegt werden können und dann durch den Druck des Hydraulikmittels an der Kugelfläche der Ventilkugel 9 anliegen. Sobald auch diese Schlichtbearbeitung, in der nur die Schlichtwerkzeuge wirksam sind, beendet ist, werden die Glättkugeln durch das Hydraulikmittel gegen die Kugelfläche der Ventilkugel 1 bewegt. Auch während der Rollier- bzw. Glättbearbeitung befinden sich sowohl die Ventilkugel 1 als auch der Werkzeugring 15 in Drehbewegung. Dabei ist hier ebenfalls kein Werkzeugwechsel oder ein Umspannen des Werkstückes bzw. der Ventilkugel 9 erforderlich.

Auch der Werkzeugschlitten lib trägt eine zusätzliche Fräseinheit 18, die einen nicht gezeichneten Scheibenfräser aufnehmen kann. Dieser Scheibenfräser dient zur Herstellung von Scheibenfedernuten.

Claims (5)

L 112a Leistritz AG, Markgrafenstraße 29 - 39, 8500 Nürnberg 1 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Ventilkugeln und Kugelabschnitten, bestehend aus einem Maschinengestell mit Antrieb, Spindelkasten und Spannfutter, aus einem Führungsbett für einen Reitstock, eine Lünette und dgl. sowie aus einem parallel zur Bearbeitungsachse der Werkstücke verfahrbaren Werkzeugschlitten zur Aufnahme eines rotierenden Werkzeugringes mit mindestens einem in einer radialen Führung verschiebbaren Werkzeugträger mit einem spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug,

dadurch gekennzeichnet,

daß um einen Winkel von mindestens 60° zum Führungsbett (5) versetzt und parallel zur Bearbeitungsachse der Werkstücke (9) eine weitere Führung (10) angeordnet ist, die sich einerseits bis über den Spindelkasten (2) und andererseits über die äußerste Position des Reitstockes (6) hinaus erstreckt und daß diese vom Führungsbett (5) getrennte Führung (10) den Werkzeugschlitten (lla) und zusätzlich mindestens einen weiteren Werkzeugschlitten (Hb) aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die weitere Führung (10) unter einem Winkel von 90° zum Führungsbett (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die weitere Führung (10) aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Führungsleisten (10a,10b) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Führungsleisten (10a,10b) rechteckigen Querschnitt aufweisen.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Werkzeugschlitten (lib) ebenfalls mit einem rotierenden Werkzeugring (15) bestückt ist.