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Verfahren zur Herstellung von unregelmässig unrunden Formstücken auf Kopierfräsmaschinen und Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unregelmässig unrunden Formstücken, wie z. B. Schuhleisten auf Kopierfräsmaschinen, bei dem ein oder mehrere Rohlinge in Abhängigkeit von ei- nem oder mehreren Modellen mittels Kopierrollen bearbeitet werden und die Steuerung der Werkzeuge von den Kopierrollen aus erfolgt.
Bei den bisher bekannten Arbeitsverfahren werden die Formstücke bis auf den vom Reitnagel gehal- tenen Einspannansatz in ihrer Form fertiggestellt. Fur die Entfernung des Einspannansatzes eines je- den fertiggestellten Formstückes ist ein besonderer Arbeitsgang auf einer von der Kopierfräsmaschine ge- trennten Maschine erforderlich. Die fertig bearbeiteten Formstücke müssen also aus der Kopierfräsma- schine herausgenommen und zum Zwecke der Entfernung ihrer Einspannansätze neuerlich in eine ande- re Maschine eingespannt werden. Dadurch wird einerseits viel Arbeitszeit für das Ausspannen der fast fer- tiggestellten Formstücke verschwendet, anderseits ein unrentabler Arbeitsgang erzwungen, der den Preis des Endproduktes nicht unerheblich steigen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Rohlinge innerhalb der Kopierfrasmaschine womöglich in einem ununterbrochenen Arbeitsprozess nicht nur hinsichtlich ihrer Form zu bearbeiten, sondern auch von dem Einspannansatz zu befreien, um dadurch das lästige Aus- und Einspannen der bearbeiteten Roh- linge zu erübrigen und ausserdem die Anschaffung einer getrennten Maschine einzusparen.
Gemäss der Erfindung wird dieser Gedanke dadurch verwirklicht, dass das bzw. die Modelle und der bzw. die Rohlinge nach einer vorbestimmbaren Vorschubstrecke der Kopierrolle und der Werkzeuge von zusätzlichen Spannwerkzeugen erfasst und unmittelbar darauf mindestens vom zugeordneten Reitnagel ge- löst werden, worauf die Bearbeitung des einen Endes, z. B. der Spitze der nunmehr fliegend gehaltenen
Rohlinge entweder in Abhängigkeit von dem freien Modellende, z. B. des freien Teiles der Modellspitze, von den gleichen Kopierrollen und Werkzeugen der Kopierfräsmaschine oder von an Stelle dieser Werk- zeuge zuschaltbaren Kopierrollen und Werkzeugen erfolgt, oder unabhängig vom Modell durch ein un- mittelbar vom geformten Teil des Rohlings selbst steuerbares Werkzeug durchgeführt wird.
Es kann also nach diesem Verfahren das Einspannstück eines geformten Rohlings unter Vermeidung seiner Umspannung in einem Arbeitsgang mit dem den Rohling bearbeitenden Werkzeug bei fliegender Lagerung des Rohlings entfernt werden. Dabei ist es für das Verfahren ohne Belang, ob zur Entfernung des Einspannansatzes dieselben Werkzeuge, die zur Herstellung der Körperform benützt werden, oder ein neuer zusätzlicher Satz Werkzeuge Verwendung findet.
Das Verfahren kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, je nachdem, mit welchen Werkzeugen und zu welchem Zeitpunkt der Wechsel der Werkzeuge vorgenommen wird. Es kann auch der Rohling einer Vor- oder Zwischenbehandlung unterworfen werden, bei welcher in dem Rohling Stützpunkte, z. B. in Form von Bohrungen ausgearbeitet werden, die zum gegebenen Zeitpunkt des Verfahrens von den Halteorganen der zusätzlichen Spannvorrichtung benützt werden, um den Rohling in fliegender Lagerung festzuhalten.
Zur Durchführung des Verfahrens wird eine an sich bekannte Kopierfräsmaschine benützt, welche ein Mitnehmerzwirl und einen Reitnagel pro Modell und Rohling besitzt, und eine Kopierrolle auf einem Ko-
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pierrollenschlitten aufweist, mittels welcher ein oder mehrere Werkzeuge zur Bearbeitung eines oder mehrerer Rohlinge zu deren Umwandlung in Formstücke steuerbar sind. Eine solche Kopierfräsmaschine wird zur Durchführung des Verfahrens in der Weise ausgestaltet, dass sowohl dem Modell als auch dem bzw. den Rohlingen je eine zusätzliche Spannvorrichtung zugeordnet ist, welche Spannvorrichtungen , mittels einer Steuereinrichtung betätigbar sind, um mit dem Modell und den Rohlingen für deren fliegende Lagerung vorübergehend in Eingriff zu kommen.
Die Kopierfräsmaschine kann aber auch bei einem ununterbrochenen Arbeitsverfahren mit zusätzlichen Spannvorrichtungen für das rotierende Modell bzw. für den oder die rotierenden Rohlinge versehen werden, die einerseits im Vorschubsinne beweglich und mit dem Modell-bzw. Werkzeugträger kuppelbar sind, anderseits mit einer Steuereinrichtung in Verbindung stehen, welche die Spannvorrichtungen für das Modell und für die Rohlinge von der Vorschubeinrichtung trennt und den weiteren Ablauf des Arbeitsprozesses bei zurückgezogenem Modell- und Werkstückreitnagel steuert. Für den Reitnagel des Modelles erscheint es dabei zweckmässig, dass sein freies Ende mit einem dem Einspannstück gleichgeformten Formteil versehen ist, mit dem der Reitnagel an der Spitze des Modelles angreift.
In der Zeichnung ist eine Kopierfräsmaschine, die zur Durchführung des Verfahrens ausgestattet wurde, in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen schematisch veranschaulicht, u. zw. zeigen Fig. l eine Kopierfräsmaschine im Grundriss für den ununterbrochenen Arbeitsprozess, Fig. 2 ein Ringspannfutter in Ansicht, Fig. 3 eine Kopierfräsmaschine mit zusätzlichen Arbeitswerkzeugen und zugehöriger Kopierrolle im Querschnitt der Maschine, Fig. 4 eine Kopierfräsmaschine mit handgesteuerten zusätzlichen Werkzeugen und Fig. 5 eines dieser Werkzeuge mit Kopierrolle, Schuhleistenspitze und Einspannansatz.
Eine Kopierfräsmaschine, welche zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einer besonderen Steuerung und ie einer Spanneinrichtung für ein rotierendes Modell und ein oder mehrere Rohlinge versehen wurde, ist aus Fig. l im Grundriss zu entnehmen. Auf dem Schlittenbett 1 der Maschine ist ein Support 2 längsbeweglich gelagert, der den Kopierrahmenschlitten 3 trägt, auf dem die Kopierrolle 4
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durch einen an sich bekannten, nicht dargestellten Antrieb synchron in gleichsinnige Drehung versetzt.
Am Schlittenbett 6 sitzt der Modellreitstock 7 und am Schlittenbett 8 ist der Werkstückreitstock 9 gelagert. Das Modell 10 und der Rohling 11 werden an ihrem einen Ende am Mimahmezwirl 12 bzw. 13 angeschlagen und am andern Ende vom Modellreitnagel 14 bzw. vom Werkstückreitnagel 15 erfasst und so zwischen zwei an je einer Achse liegenden Punkten festgehalten und vom Mitnahmezwirl 12 bzw. 13 auf Drehung mitgenommen. Dabei ist der Modellreitnagel 14 an seinem freien Ende mit einem dem Einspann-
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versehen, der an dem reitstockeitigen Ende des Modelles so angreift, dass dieses auch richtig festgehalten wird.
Beim Ausführungsbeispiel ist sowohl dem Modell 10 als auch dem Rohling 11 je ein Ringspannfutter 18, 19 an sich bekannter Bauart als zusätzliche Spannvorrichtung zugeordnet. Jede dieser beiden Spannvorrichtungen ist im gleichen Abstand vom Ende des Modells 10 bzw. des Rohlings 11 auf einem gemeinsamen Support 20 angeordnet, der auf dem Schlittenbett 1 der Maschine unabhängig vom Support 2 verschiebbar lagert, jedoch mit diesem kuppelbar ist. Als Kupplung fungiert beispielsweise eine am Support
2 gelagerte Klinke 21, die eine Nase 22 des Supports 20 in der Kuppellage hintergreift und mittels einer pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch betätigten Schalteinrichtung 23 auslösbar ist. Wenn die Steuereinrichtung pneumatisch oder hydraulisch betrieben wird, dann ist für den Vorschub des Supports 2 ein.
Steuerzylinder 24, für das Vorschieben und Zurückziehen des Modellreitnagels 14 ein Steuerzylinder 25 und für den Werkstückreitnagel15 ein Steuerzylinder 26 vorgesehen. Für den Support 20 ist ebenfalls ein Steuerzylinder 24a vorgesehen, der nach dem Auskuppeln der Klinke 21 und erfolgtem Spannen der Ringspannfutter den Support 20 in Richtung gegen die Einspannzwirl 12, 13 mit einer einstellbaren Kraft drückt. Sämtliche Steuerzylinder 23 - 26 sind in Parallelschaltung an eine gemeinsame Zufuhrleitung 27
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tungen der beiden Ringspannfutter 18,19 angeschlossen sind.
Das ununterbrochene Arbeitsverfahren vollzieht sich nun in folgender Weise : Bei rotierendem Modell 10 und rotierendem Rohling 11 wird der Support 2 zusammen mit dem mit ihm gekuppelten Support 20 mittels des Steuerzylinders 24 in Richtung zum Reitstock 7 vorgeschoben, wobei die Kopierrolle 4 das rotierende Modell 10 der Länge nach abtastet und dabei das Werkzeug 5 zur Bearbeitung des rotierenden Rohlings 11 genau modellgetreu mittels des Kopierrahmenschlittens 3 führt. Wenn die Kopierrolle 4 und das Werkzeug 5 dem Einspannansatz 16 des Rohlings 11 nahe kommen, wird der Steuerzylinder 23 mittels der pneumatischen oder hydraulischen Steuereinrichtung 27 druckbeaufschlagt und dadurch die Klinke 21
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zum Lösen der Kupplung zwischen den beiden Supporten 2 und 20 betätigt.
Unmittelbar darauf werden die beiden Ringspannfutter 18 und 19 infolge verzögerter Einschaltung ihrer pneumatischen oder hydrau- lischen Steuereinrichtungen zum Erfassen des Modells 10 bzw. des Rohlings 11 betätigt, so dass diese Ring- spannfutter 18,19 an einer vom Modellende in einem Abstand entfernten Stelle das Modell 10 und den i Rohling 11 festspannen, óhne die beiden rotierenden Elemente bei ihrer Rotation zu behindern. Die Ring- spannvorrichtungen 18,19 sind dabei so ausgebildet, dass sie auf das Modell 10 und auf den Rohling 11 auch einen Axialdruck in Richtung zum Zwirl 12 bzw. 13 mittels der Steuereinrichtung 24a ausüben, um dadurch deren Mitnahme auf Drehung zu sichern.
Nunmehr werden infolge einer weiteren Verzögerung . der Auslösung der pneumatischen oder hydraulischen Steuerzylinder 25 und 26 der Modellreitnagel 14 und ! der Werkstückreitnagel 15 vom Modell 10 und vom bereits zu einem wesentlichen Teil bearbeiteten Roh- ling 11 zurückgezogen, so dass das Modellende und das Rohlingende sowie sein Einspannansatz 16 völlig frei liegen bzw. zugänglich sind. Da das Modell 10 und der bis auf seine Spitze bearbeitete Rohling 11 von den Ringspannfuttern 18,19 gehalten werden, aber um die Zwirlachse rotieren können, ist es mög- lich, das bisher abgewickelte Arbeitsverfahren entweder mit derselben Kopierrolle 4 und den gleichen Werkzeugen 5 durchzuführen oder mit einem zusätzlichen Satz Werkzeuge zu bearbeiten, welche z.
B. aus einem ortsfesten Kurvenstück und einem an diesem entlang gleitenden Steuerarm bestehen können, der den zusätzlichen Fräser zur Bearbeitung des Endteiles, z. B. der Leistenspitze oder der Leistenferse zum Abfräsen des Einspannansatzes 16 fuhrt. Wesentlich ist dabei, dass es sich um ein kontinuierliches
Arbeitsverfahren handelt, das die Bearbeitung eines Rohlings 11, z. B. eines Schuhleistens von einem En- de bis zum andern mit besonderer Berücksichtigung der Beseitigung des Einspannansatzes ermög- licht.
Wenn bei einer solchen Kopierfräsmaschine die beiden Ringspannfutter 18,19 um eine auf die Zwirl- und Reitnagelachse normal stehende Achse um einen Winkel von 1800 drehbar sind, können das Modell und der Rohling, in diesem Fall der Schuhleisten, nicht nur im Bereich seiner Spitze, sondern auch im
Bereich der Ferse modellgetreu bearbeitet werden. In diesem Fall wird das bearbeitete und im Ringspann- futter 19 festsitzende Werkstück während der Bearbeitung seiner Spitze zusätzlich noch vom Zwirl 12 und wahrend der Bearbeitung des Fersenteiles vom Reitstocknagel 15 gehalten.
Das Ringspannfutter 18 bzw. 19 ist aus Fig. 2 ersichtlich und besitzt z. B. drei pneumatisch, hydrau- lisch oder elektromagnetisch betätigte, radial zur Modell- oder Werkstückachse bewegliche Spanndorne
28, Druckbacken od. dgl. zum Festhalten des Modells 10 bzw. des Rohlings 11. Dieses Ringspannfutter
18,19 sitzt innerhalb eines Kugellagerringes 29, dessen äusserer Kranz 30 im Support 20 festsitzt oder, wie vorstehend ausgeführt, um einen Winkel. von 1800 wendbar gelagert ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann aber auch auf einer Kopierfräsmaschine ausgeführt werden, die zu diesem Zweck eine Vorrichtung zum Spitzenkopieren erhält. Eine solche Kopierfräsmaschine zeigt schematisch Fig. 3.
Am Support 2 ist der Kopierrollenschlitten 3 quer zur Bewegungsrichtung des Supportes 2 beweglich gelagert und trägt mit dem im Bild rechten Teil die Kopierrolle 4 und mit dem im Bild linken Teil z. B. zwei Fräswerkzeuge 5, die in der üblichen Weise angetrieben werden. Das Modell 10 und die beiden Roh- linge 11 sind in der üblichen Arr zwischen Zwirl und Reitnagel eingespannt und werden von ihren Zwirln im gleichen Drehsinne und mit gleicher Drehgeschwindigkeit in Rotation versetzt. Sowohl dem Modell
10 als auch den beiden Rohlingen 11 ist je eine z. B. aus einem Ringspannfutter 18 bzw. 19 bestehende
Spannvorrichtung zugeordnet. Alle diese Spannvorrichtungen werden von einem Support 20 getragen, der, wie im ersten Ausführungsbeispiel bereits erläutert, mit dem Support 2 des Kopierrollenschlittens
3 kuppelbar ist.
Wenn also die von der Kopierrolle 4 gesteuerten Arbeitswerkzeuge 5 ihren Arbeitsgang ausführen, läuft der Support 20 mit den Ringspannfuttern 18,19 im Vorschubsinne nach.
Es ist nun möglich, die Rohlinge 11 über ihre ganze Länge mittels der vom Modell gesteuerten Werkzeuge 5 zu bearbeiten und nur die Einspannansätze 16 mittels getrennter Werkzeuge 37 bei stillstehendem Modell und Rohlingen zu entfernen. Zu diesem Zweck ist am Support 2 eine Steuereinrichtung gelagert, die sowohl eine Bewegung in der Höhenrichtung im Sinne des Pfeiles 32 als auch in der Horizontalrichtung im Sinne des Pfeiles 33 gestattet. Der eine vertikale Steuerteil 34 der Steuereinrichtung trägt eine Kopierrolle 35, die am Modell 10 an einer zu der für die Steuerung der normalen Arbeitswerkzeuge 5 bestimmten Kopierrolle 4 um 1800 um die Modellachse versetzten Stelle anliegt.
Der andere Steuerteil 36 der Steuereinrichtung trägt zwei den beiden bearbeiteten Rohlingen 11 gegenüberliegende Fräser 37, die durch die Kopierrolle 35 ihre Steuerbewegung erhalten. Ein Kurbelgetriebe 38, dessen Hub verstellbar ist, bewegt dabei die Steuerteile 34,36 im Sinne der Pfeile 32 in der Höhenrichtung und die Kopierrolle 35 führt die Werkzeuge 37 in der Horizontalrichtung. Diese Bearbeitung der zu Formstücken gestal-
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teten Rohlinge 11 mit Benützung des Modelles 10 erfolgt, wie schon angedeutet, bei stillgesetztem Antrieb der Zwirl und eingeschalteten Ringspannfuttern 18,19, wobei die Reitnägel sowohl vom Modell 10 als auch von den Einspannansätzen 16 der Rohlinge 11 abgerückt werden.
Es sei auch unter Berücksichtigung der vorstehend geschilderten Konstruktion auf die Möglichkeit hingewiesen, dass die zusätzliche Steuereinrichtung 34,36 auch von Hand aus betätigt werden kann. An Stelle des an der Maschine vorhandenen Modelles kann aber auch ein Kurvenstück eingeschaltet und mit der Kopierrolle 35 in Kontakt gebracht werden. In diesem Fall ist ein Ein- und Ausrücken des Modellreitnagels nicht erforderlich.
Eine händisch zu betätigende Steuereinrichtung zeigen die Fig. 4 und 5 schematisch. Bei diesem Aus- führungsbeispiel der Kopierfräsmaschine sind alle zum Formen der Rohlinge 11 dienenden Werkzeuge 5 und ihre Steuermittel 4 in der gleichen Weise ausgebildet, wie sie im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 geschildert sind. Zusätzlich zu diesen bekannten Werkzeugen und Steuermittel hat diese Kopierfräsma- schine zum Unterschied vom Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 am Support 2 ein Lager 39 für einen hori- zontal liegenden, quer zur Vorschubrichtung des Supportes 2 bewegbaren Schlitten 40, dessen eines Ende ein Lager 41 für einen vertikal beweglichen Werkzeugträger 42 aufweist. An diesem Werkzeugträger 42 ist oben ein am Schlitten 4 angelenkter Handhebel 43 zum Heben und Senken desselben angebracht.
Ausser- dem sind aufihm zwei je einem Rohling 11 zugeordnete Hobelköpfe 44 drehbar gelagert, auf deren Ach- se je eine Kopierrolle 45 drehbar sitzt. Diese Kopierrolle 45 ruht, wie die Fig. 5 zeigt, auf dem bereits bearbeiteten Teil des Rohlings 11 bzw. Formstückes auf und hilft dadurch das Werkzeug 44 zum Abfräsen des Einspannansatzes 16 zu führen.
Diese Steuereinrichtung ist somit von Hand aus zu betätigen und ermöglicht daher am Ende eines je- den Arbeitsvorganges bzw. nach Vollendung der Form des Rohlings 11 das Entfernen des Einspannansatzes
16 auf einfachste Weise. Wenn aber der Handhebel 43 mit einer pneumatischen, hydraulischen oder elektromagnetischen Steuereinrichtung verbanden wird, dann ist es selbstverständlich auch möglich, die Ent- fernung des Einspannansatzes 16 automatisch im Anschluss an das übliche Kopierverfahren durchzuführen.
An Stelle der Ringspannfutter 18, 19 kann eine Spanneinrichtung mit Halteorganen vorgesehen werden, die vorgefertigte Stützpunkte am Rohling voraussetzen. Zu diesem Zweck kann an dem Support 20 eine Spanneinrichtung mit Aufnahmebolzen vorgesehen sein und die Rohlinge können entweder in einem vorlaufenden Arbeitsgang den Aufnahmebolzen entsprechende Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen erhalten. Es ist aber auch möglich, dass die bereits zum Teil oder zur Gänze bearbeiteten Rohlinge 11 im noch eingespannten Zustand bei stillgesetztem Zwirl Bohrungen oder sonstige Ausnehmungen erhalten und unmittelbar darauf von dem Aufnahmebolzen der zusätzlichen Spannvorrichtung erfasst und festgehalten werden.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von unregelmässig unrunden Formstücken, wie z. B. Schuhleisten auf Kopierfräsmaschinen, bei dem ein oder mehrere Rohlinge von Fräswerkzeugen bearbeitet werden und die Steuerung dieser Fräswerkzeuge in Abhängigkeit von einem oder mehreren Modellen mittels Kopierrollen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Modelle und der bzw. die Rohlinge nach einer vorbestimmbaren Vorschubstrecke der Kopierrolle und der Werkzeuge von zusätzlichen Spannwerkzeugen erfasst und unmittelbar darauf mindestens vom zugeordneten Reitnagel gelöst werden, worauf die Bearbeitung des einen Endes z. B. der Spitze der nunmehr fliegend gehaltenen Rohlinge entweder in Abhängigkeit von dem freien Modellende, z.
B. des freien Teiles der Modellspitze, von den gleichen Kopierrollen und Werkzeugen der Kopierfräsmaschine, die zum Formen des Rohlings dienen, oder von an Stelle dieser Werkzeuge zuschaltbaren Kopierrollen und Werkzeugen erfolgt, oder unabhängig vom Modell durch ein unmittelbar vom geformten Teil des Rohlings selbst steuerbares Werkzeug durchgeführt wird.