<Desc/Clms Page number 1>
Werkstückaufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Bohrmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Werkstückaufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für
Bohrmaschinen, bestehend aus einem mit einem Riegelglied, z. B. einem axial verschiebbaren Bolzen, versehenen Gehäuse, auf dessen Oberseite eine Aufspannplatte, die mit einer dem Riegelglied zugeordne- ten Schablone fest verbunden ist, in der Horizontalebene verschiebbar gelagert ist, wobei an der Schablone Positionierelemente für das Riegeglied vorgesehen sind.
Es sind bereits Aufspannvorrichtungen dieser Art bekanntgeworden, bei welchen eine aus Tragtisch und Schablone bestehende Einheit beliebige Verschiebungen und Schwenkbewegungen entlang und/oder um einen feststehenden Bolzen, der in eine Nut des Tragtisches eingreift, ausführen kann. Dabei muss eine Musterzeichnung, auf welche ein am Tragtisch befestigter Zeiger gerichtet ist, das Bohrbild in verzerrter und seitenverkehrter Darstellung tragen, was als Nachteil der uekannten Konstruktion empfunden wird.
Erfindungsgemäss besteht bei der Werkstückaufspannvorrichtung der eingangs erwähnten Art die Aufspannplatte aus einem in Führungen des Gehäuses verschiebbaren Schlitten und aus einer in diesem drehbar gelagerten Tragplatte, welche durch eine Welle od. dgl. mit der Schablone fest verbunden ist.
Ein gewichtiger Vorteil der erfindungsgemässen Ausbildung besteht darin, dass sie die Kapazität der Maschine für einen gegebenen Oberhang"p"gegenüber einer Maschine mit Kreuzschlitten auf das Doppelte vergrössert, trotz Fehlens eines Querschlittens. Die Wichtigkeit dieses Vorteiles wird noch durch den Umstand erhöht, dass eine Maschine mit Kreuzschlitten und einem Überhang gleich 2p bei gleicher Vorschubskraft eine Biegedeformation erleidet, die achtmal grösser ist als die erfindungsgemässe Maschine mit der gleichen Kapazität, da nämlich die Biegedeformationen der dritten Potenz des Überhanges proportional sind.
Die erfindungsgemässe Maschine eignet sich somit besonders gut für die Verarbeitung von grossdimensionalen Werkstücken ; dies umso mehr, als der Arbeiter immer an der gleichen Stelle stehen bleiben kann, was bei den mit Querschlitten bzw. Kreuzschlitten ausgerüsteten Maschinen nicht der Fall ist.
In vorteilhafter Weise wird bei der Werkstückaufspannvorrichtung, bei der an einem der beiden Hauptteile (Gehäuse bzw. Aufspannplatte) ein Zeichnungstisch, am andern Teil hingegen ein Anzeigestift od. dgl. vorgesehen ist, die Tragplatte mit dem Zeichnungstisch, der gleichfalls im Schlitten drehbar gelagert ist, auf Drehung gekuppelt, wogegen der Anzeigestift am Gehäuse befestigt ist.
Durch diese Ausbildung ergibt sich eine naturgetreue seitenrichtige Wiedergabe des Bohrbildes auf der Hilfszeichnung. Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich für sämtliche Bohrmaschinen, so z. B. für Gewindebohr-, Ausbohr- oder Bohrungsschleifmaschinen, ferner für Maschinen, die mit durch Elektroerosion arbeitenden Werkzeugen ausgerüstet sind, oder auch gewisse Arten von Fräsmaschinen.
Die Zeichnung stellt beispielsweise und mehr oder weniger schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar. Es sind in ihr die konstruktiven Einzelheiten weggelassen, die zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind. Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel im grösstenteils nach der Linie A-A in Fig. 2 geschnittenen Aufriss, Fig. 2 ist eine Draufsicht, bei der aber der Maschinenoberteil weggebrochen ist, Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie B-B in Fig. l, und Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Schablone und ein Glied zur Befestigung dieser in der Maschine.
Eine Bohrmaschine weist einen Basissupport 1 auf, welcher feststehend oder vertikal beweglich sein
<Desc/Clms Page number 2>
kann. Das Maschinengestell besitzt eine Säule 2 und einen Kopf 3. In letzterem ist eine Werkzeugspindel 4 mit Werkzeug 5 drehbar gelagert, welche Spindel von Hand oder motorisch auf und ab bewegt werden kann.
Das Gehäuse 7 einer Tischeinheit 6 ist mittels Schrauben la auf dem Basissupport befestigt. Das Gehäuse 7 hat die Querschnittsform eines Troges ; die oberen Ränder seiner Längswände bilden ein Paar von Führungen 7a, 7b (Fig. 3) für einen Schlitten 8. Dieser ist zu seiner Verschiebung mit Handhaben 9 versehen und besitzt eine vertikale Bohrung, welche sich in der Verlängerung der Drehachse der Werkzeugspindel 4 befindet, wenn sich der Schlitten 8 in der Nähe seiner äussersten rechten Lage befindet. Eine Welle 10,'die in dieser Bohrung gelagert ist, ist an ihrem oberen Ende drehfest mit einer Tragplatte 11 verbunden, die auf dem Schlitten 8 abgestützt ist. Bei dieser Abstützung sowie auch bei der Lagerung der Welle 10 könnten natürlich auch Wälzlager Verwendung finden.
Die Tragplatte 11 hat an ihrer Oberseite fünf radiale T-Nuten 12. Ein Werkstück W ist auf dieser Platte beispielsweise mittels Klemmstücken 13, Unterlagsstücken 14, Schraubbolzen 15 und Schiebemuttern 16 befestigt. Die Verdrehung der Tragplatte 11 mitsamt der Welle 10 erfolgt von Hand mittels der Handhabe 17, die abnehmbar an dieser Platte befestigt ist. Soll letztere schwere Werkstücke tragen, so kann die Verschiebung des Schlittens 8 und/oder die Drehung der Platte 11 motorisch erfolgen.
Ein Kettenrad 18 und ein Führungsstück 19 sind mittels Schrauben 20 gegen einen Bund 10a der Welle 10 festgespannt. Das Führungsstück 19 hat an seiner Unterseite eine Schwalbenschwanznut für einen
EMI2.1
*21,kommt bzw. steht.
Eine mittels Schrauben 24 (Fig. 4) am Schieber 21 befestigte Schablone 23 ist an ihrer Unterseite mit unten zugespitzten Positionierstiften wie 25,26 und 27 versehen, deren Anordnung genau der Anordnung der Löcher, Bohrungen entspricht, die im Werkstück W bearbeitet werden sollen.
Der Boden des Gehäuses 7 hat in der Mitte eine vertikale Bohrung, deren Achse auf jene der Werkzeugspindel 5 ausgerichtet ist ; diese Bohrung dient zur Führung eines hohlen Riegelkolbens 28, der mittels eines an der Stelle 30 am Gehäuse 7 gelagerten Handhebels 29 auf und ab verschoben werden kann.
Der Durchmesser der Bohrung dieses Kolbens entspricht genau demjenigen der Positionierstifte 25,26 und 27. Bei in der unteren Endlage befindlichem Riegelkolben 28 kann der Schlitten 8 frei verschoben und die Tragplatte 11 frei gedreht werden.
Die Positionierstifte 25,26 und 27 sind zweckmässig gehärtet und mit Höchstpräzision nachgearbeitet. Sie könnten ohne weiteres durch entsprechend bearbeitete Bohrlöcher in der Schablone selbst oder durch Hülsen ersetzt sein, die in der Schablone eingesetzt sein würden. In beiden Fällen wäre dam. der Riegelkolben 28 nicht hohl, sondern er hätte einen oberen Endteil, der genau in irgendeines der Bohrlöcher der Schablone passen würde.
Am rechtsseitigen (Fig. l) Ende des Schlittens 8 ist ein Lager 31 befestigt, in welchem sich eine Welle 32 dreht, auf deren oberem Ende ein Zeichnungstragtisch 33 festsitzt. In Fig. 2 sind das Zentrum und der Radius dieses Tisches mit 0 bzw. mit R bezeichnet. Der Tisch ist mit nicht dargestellten Mitteln zum Festhalten einer Zeichnung 34 ausgerüstet, welche das Werkstück W in natürlichem Massstab darstellt und auch die Anordnung der im Werkstück zu bearbeitenden Bohrungen anzeigt. An Stelle dieser Zeichnung könnte auf dem Tisch 33 etwa ein Werkstückmodell befestigt werden, an dem die Bohrungen durch Strichkreuze oder durch kleine Bohrlöcher angedeutet wären.
Auf dem unteren Ende der Welle 32 ist ein Kettenrad 35 befestigt, das den gleichen Teilungsdurchmesser hat wie das Kettenrad 18 und mit diesem durch eine Gall'sche Kette 36 verbunden ist. Es ergibt sich hieraus, dass sich die Teile 11 und 33 stets miteinander drehen bzw. stillstehen ; dank ihrer Lagerung am Schlitten 8 bewegen sie sich auch in der Längsrichtung dieses letzteren stets miteinander.
Selbstverständlich könnten die Teile 11 und 33 auch anderswie, z. B. mittels eines Zahnradsatzes, mittels eines Stahlkabels oder mittels eines Stahlbandes miteinander drehverbunden sein.
Über der Zeichnung 34 ist ein Anzeigeorgan 37 angeordnet, das mittels einer Stange 37a starr mit dem Gehäuse 7 der Tischeinheit 6 verbunden ist. Im vorliegenden Beispiel weist das Anzeigeorgan. einen Rahmen mit zwei zueinander senkrechten feinen Drähten auf, deren Schnittpunkt ein Zentrum markiert, welches mit dem Zentrum des Tisches 33 übereinstimmt, wenn die Drehachse der Tragplatte 11 mit der Drehachse der Werkzeugspindel 4 übereinstimmt. Einer dieser Drähte 37b erstreckt sich parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens 8. Als Anzeigeorgan könnte ebensogut eine Glasscheibe verwendet werden mit einem das Drahtkreuz ersetzenden Strichkreuz ; eventuell könnte es sogar einfach durch eir zugespitztes Ende der Stange 37a ersetzt sein.
Eine weitere Variante bestünde darin, als Anzeigeorgan eine
<Desc/Clms Page number 3>
Vorrichtung zu verwenden, die von unten oder von oben her auf die Zeichnung ein Lichtkreuz oder ein- fach einen Lichtpunkt projizieren würde.
Den Positionierstiften 25, 26 und 27 der Schablone 23 entsprecnen hinsichtlich ihrer Anordnung die
Zentren 25', 26'bzw. 27' (Fig. 2) der auf der Zeichnung 34 angegebenen Bohrlöcher und auch die Zentren 25", 26"bzw. 27"der im Werkstück W zu bearbeitenden Bohrlöcher.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind der Tisch 33 und die Zeichnung 34 mit Bezugsstrichen 38 bzw. 39 versehen, die dazu dienen, das richtige Aufsetzen der Zeichnung in bezug auf die Schablone 23 zu erleichtern.
Die Arbeits- und Gebrauchsweise der oben beschriebenen Maschine ist wie folgt :
Nach Anbringung der Schablone 23 und der Zeichnung 34 schreitet der Arbeiter zur Ausrichtung und Befestigung des Werkstückes W auf dem Tisch 11 mittels nicht dargestellten Hilfsmitteln. Letztere weisen beispielsweise Lineale und Anschlagstücke auf. Ist dies getan und auch das Werkzeug 5 in der Spindel 4 eingespannt, so dreht der Arbeiter die Tragplatte 11 mittels der Handhabe l'i, bis an der mitdrehenden
Zeichnung 34 beispielsweise die Zentrumsmarke 25'an die Stelle 25" gekommen ist, die unter dem Draht 37b in einem Abstand X vom Zentrum des Anzeigeorgans 3, gelegen ist.
Man verschiebt dann den Schlitten 8 um den Betrag X derart, dass diese Zentrumsmarke25'einigermassen genau mit dem Zentrum des Index 37 übereinstimmt. Wenn dies erreicht ist, so stimmen auch der Positionierstift 25 und das Zentrum 25" des zu bearbeitenden Bohrloches einigermassen genau mit der Achse des Riegelkolbens 28 und des Werkzeuges 5 überein. Der Arbeiter muss dann nur noch den Handhebel 29 herabbewegen, um den Riegelkolben 28 mit dem Positionierstift 25 in Eingriff zu bringen, wodurch die exakte Positionierung des Werkstückes W bewerkstelligt wird. Der dann durch einen Schnappverschluss in der Wirklage gehaltene Riegelkolben hält den Werkstücktisch mit dem Werkstück in der gewählten Arbeitslage für das Bearbeiten des Bohrloches mit dem Zentrum 25".
Es wird dann zur Bearbeitung dieses Bohrloches geschritten und danach durch Heraufschwenken des Handhebels 29 die bewegliche Einheit 8, 11, 23, 33 wieder freigegeben. Daraufhin kann für das Auffinden und Festsetzen der andern Arbeitslagen bzw. das Bohren der andern Bohrlöcher im Werkstück W ähnlich vorgegangen werden.
Allgemein ausgedrückt wird die Zentrumsmarke eines zu bohrenden Loches unter den Auffindungdraht oder Auffindungsstrich 37b des Anzeigeorgans 37, dann unter das Zentrum dieses Anzeigeorgans gebracht. Es genügt somit, den Schlitten 8 um einen Weg zu verschieben, der höchstens so gross ist wie der Radius R, um jeden beliebigen Punkt auf der Oberseite der Tragplatte 11 erreichen zu können. Dieser Vorteil ergibt sich aus dem Umstand, dass die Positionierung implizite mittels Polarkoordinaten erfolgt, obwohl die Schablone mittels kartesischen Koordinaten erstellt wird, welche werkstattmässig viel einfacher anzuwenden sind.
In jenen Ausführungen, in denen die Schablone zuzüglich zu den für die Bearbeitung eines be- stimmten Werkstückes erforderlichen Positionierelementen (Positionierstiften wie 25, 26, 27) noch weitere solche Elemente tragen würde, würden diese weiteren Elemente einfach bei der Bearbeitung des betref- fenden Werkstückes unbenutzt bleiben. Da in der bevorzugten Ausführungsform der Maschine der Gebrauch derselben an die Verwendung einer Zeichnung oder eines Modelles des Werkstückes gebunden ist, ist es also möglich, eine bestimmte Schablone nicht nur für die Bearbeitung einer Mehrzahl von unter sich gleichen Werkstücken, sondern auch für die Bearbeitung mehrerer Serien von unterschiedlichen Werkstükken zu benützen, ohne dass dabei Irrtümer wahrscheinlich sind.
Praktisch kann eine Schablone meistens etliche Hunderte von Positionierstiften aufnehmen, die dann für die Bearbeitung einer sehr grossen Anzahl von Werkstücksorten bereitstehen.
Falls die erfindungsgemässe Maschine zur Bearbeitung von sehr grossen Werkstücken bestimmt ist, können die Zeichnung und der dieselbe tragende Tisch, zwecks Verminderung der Aussenabmessungen des Ganzen, anders angeordnet werden. Beispielsweise kann das Zeichnungstragglied um eine Horizontalachse drehbar angeordnet sein, wobei wieder die Antriebsverbindung zwischen diesem Tisch und der Tragplatte 11 so auszuführen wäre, dass die beiden Teile hinsichtlich Drehbewegung und Bewegung in Längsrichtung des Schlittens 8 synchronisiert wären wie im beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es stehen noch andere Möglichkeiten offen, um die Aussenabmessungen des Ganzen zu reduzieren.
Beispielsweise kann eine in verkleinertem Massstab erstellte Werkstattzeichnung verwendet werden, falls dafür gesorgt ist, dass das Anzeigeorgan 37 bei der Verschiebung des Schlittens in gleicher Richtung wie dieser verschoben wird, aber nur um einen Weg, der im Massstab der Zeichnungsverkleinerung reduziert ist, etwa durch eine Zwischenschaltung eines geeigneten Mechanismus zwischen dem Schlitten und dem Anzeigeorgan.
In einer andern Ausführung mit verkleinerten Aussenabmessungen ist der Zeichnungstragtisch festste-
<Desc/Clms Page number 4>
hend und das Anzeigeorgan fest mit dem Schlitten 8 verbunden, wobei aber ein Mechanismus für den Synchronismus der beiden Tische sorgt, derart, dass die Konkordanz zwischen dem Werktisch und der Zeichnung gewahrt. bleibt. In einer Variante einer solchen Ausführung könnte die Zeichnung in verkleinertem Massstab erstellt und das Anzeigeorgan in bezug auf den Schlitten beweglich sein.
Es sind noch viele andere Änderungen denkbar. Auch ist, wie schon einleitend erwähnt wurde, die Erfindung nicht nur an Bohrmaschinen, sondern auch an einer ganzen Reihe anderer Werkzeugmaschinen anwendbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Werkstückaufspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Bohrmaschinen, bestehend aus einem mit einem Riegelglied, z. B. einem axial verschiebbaren Bolzen, versehenen Gehäuse, auf dessen Oberseite eine Aufspannplatte, die mit einer dem Riegelglied zugeordneten Schablone fest verbunden ist, in der Horizontalebene verschiebbar gelagert ist, wobei an der Schablone Positionierelemente für das Riegelglied vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannplatte aus einem in Führungen des Gehäuses (7) verschiebbaren Schlitten (8) und aus einer in diesem drehbar gelagerten Trag-
EMI4.1