Kopierfräsmaschine. Die Erfindung betrifft eine Kopierfräs maschine, die auch für schwere, die Lei stungsfähigkeit der Maschine voll ausnüt zende Arbeiten brauchbar ist. Mit den be kannten Kopierfräsmaschinen sind solche Arbeiten nicht möglich, weil die dabei auf tretenden hohen Fräsdrücke durch die ge wöhnlichen Kopierfräseinrichtungen auch bei zwangläufiger Steuerung derselben nicht aufgenommen werden können. Eine diesen hohen Beanspruchungen entsprechende starke Bemessung der Teile ist anderseits nicht durchführbar, weil das Gewicht derselben mit Rücksicht auf ihre leichte Bewegungs möglichkeit bei leichteren Arbeiten klein gehalten werden muss.
Demgegenüber bildet den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Kopierfräs maschine, mit welcher ausser leichten und mittleren Arbeiten beim Kopieren auch schwere, der vollen Leistungsfähigkeit der Maschine entsprechende Arbeiten (z. B. beim Vorfräsen grösserer Werkstücke, wie Ge- senke usw.) ausgeführt werden können. Er reicht wird dies dadurch, dass mindestens eine Frässpindel für leichte und mittlere Arbeiten und mindestens ein Frässpindel für schwere Arbeiten vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. l eine Kopierfräsmaschine in Seiten ansicht, Fig. 2 .eine Draufsich derselben, Fig. 3 die Seitenansicht einer Getriebe einrichtung zur gekuppelten und selbsttä tigen Vorschubbewegung und Höhenverstel lung der Arbeits- und Modelltische an der Maschine; Fig. 4 zeigt Einzelteile dieser Getriebe einrichtung.
Auf dem Maschinenständer 1 ist ein an sich bekanntes Storchschnabelsystem 2 im Punkt 3 gelagert. Der Schreibpunkt 4 des Storchschnabelsystems ist mit einem Balken 5 gekuppelt, der in allen Richtungen des: Raumes mittels Parallelführungen beweg- lich ist und eine Werkzeugspindel 6 sowie bei bestimmten Arbeiten auch den Kopier stift 7 trägt, wie in Fig. 1 und ? darge stellt ist. Der Kopierstift 7 wird in einen Halter 8 eingesetzt, der unter Zwischen schaltung des Winkelstückes 9 seitlich und nach vor- und rückwärts verschiebbar am Balken 5 gelagert ist.
Damit kann die Lage des Kopierstiftes gegenüber dem Werkzeug geändert werden. Die Frässpindel 6 ist in dem ebenfalls am Balken 5 befestigten Hal ter 10 eingesetzt; sie kann durch die Schraube 11 in der Höhenlage verstellt wer den. Der Antrieb der Werkzeugspindel 6 er folgt über Riemen und Übersetzungs-Riemen- scheiben vom Motor 12 aus. Diese Riemen scheiben sitzen auf einer Achse 13, die in dem gleichachsig zum Motor 12 gelagerten Schutzgehäuse 14 sitzt und zur Anpassung an verschiedene Riemenlängen in demselben verschiebbar ist.
Ein weiteres Schutzgehäuse 1.5, das den zur Werkzeugspindel 6 führen den Riemen umgibt, ist an der Achse 13 und am Spindelhalter 10 so gelagert, dass es sich bei senkrechten Bewegungen desselben schräg stellen kann.
Ausser dieser normalen Kopierfräseinrich- tung, welche die Frässpindel 6 für leichte und mittlere Arbeiten aufweist, ist eine weitere Frässpindel 20 für besonders grosse Spanleistungen, also für schwere Arbeiten, vorgesehen. Diese zweckmässig einen Mehr schneidenfräser 21 tragende Frässpindel ist in einem Gehäuse 22 gelagert, das um die Achse 23 schwenkbar und mittels des krüm merartig ausgebildeten Gehäuses 24 am Arm 25 des Maschinenständers 1 leicht abnehm bar befestigt ist. Die Frässpindel 20 ist also mit ihrer Lagerung am Maschinenständer wegnehmbar angeordnet. Durch Verstellen des Gehäuses 24 um die Achse 24a kann die Neigung der Spindel geändert werden.
Der Antrieb der Frässpindel erfolgt starr zum Beispiel über im Ständerteil 2,1 und im Krümmer 24 gelagerte Zahnradgetriebe vom Motor 12 aus. Die kraftschlüssige Kupplung ist dabei wegen der Abnahmemöglichkeit des Gehäuses 24 vom Ständerarm \35 zwi schen diesen beiden Teilen leicht lösbar. Während des Betriebes ist die Lagerung der Frässpindel ?0 ortsfest. Die Einstellung von verschiedenen Drehzahlen der Frässpindel 20 erfolgt durch Verdrehen des Knopfes 26, der ein nicht näher gezeigtes Übersetzungs getriebe steuert; dabei ist die eingestellte Ge schwindigkeit unmittelbar aus der hinter dem Fenster 27 erscheinenden Zahl zu er sehen.
Die Lagerung der Werkzeugspindel 6 für die leichten und mittleren Arbeiten kann infolge der geringen Beanspruchungen ver hältnismässig leicht ausgebildet werden. Aus dem gleichen Grunde ist es auch möglich, die Spindel ortsbeweglich anzuordnen und mit tels Riemen anzutreiben. Demgegenüber sind die Lagerteile der Frässpindel 20 für schwere Arbeiten stark Beinessen und die Spindel selbst ist während des Betriebes ortsfest an der Maschine angeordnet. Mit Rücksicht auf die grösseren auftretenden Kräfte erfolgt mich die Übertragung der Antriebskraft mittels Zahnrädern. wie es nachstehend be schrieben ist.
Am Ständerarm 25 ist: weiterhin ein Kreuzschlittenpaar 28, 29 angeordnet, und mit dem Lager der Werkzeugspindel 6 durch einen dieses Lager ringförmig um- fcis3enden Ansatz 30 so gekuppelt, dass der Balken 5 und damit mich die Frässpindel 6 und der Kopierstift 7 durch die Handräder 31 und 32 in waagrechter Richtung gesteuert werden können, aper in senkrechter Richtung frei beweglich sind, so dass der erforderliche Schnittdruck durch Verminderung eines nicht dargestellten den Balken 5 entlasten den Gegengewichtes erzeugt werden kann.
Die Vorschubbewegungen der die Mittel für eine zwangsläufige Steuerung der Spindel 6 bildenden Teile 28,<B>2</B>9, 30 können ausser durch die Handräder 31, 32 auch selbsttätig durch den Motor 1.2 erfolgen. Die Ein- und Ausschaltung der jeweils gewünschten Be wegung erfolgt dabei für beide Schlitten durch die Einhebelschaltung 33. Die Ein stellung der Vorschubge.schwindigkeiten ge- schiebt durch Verdrehen des. Knopfes 26. Ein selbsttätiges Arbeiten der Schlitten 28, ?9 kann durch Benützung von Umschalt hebeln erreicht. werden, die während der Schlittenbewegungen durch verstellbare An- schlä.ge betätigt werden.
Am Maschinenständer 1 ist weiterhin ein Arbeitstisch 34 mittels eines Kreuzschlittens gelagert, der zum Aufspannen des zu be arbeitenden Werkstückes dient und durch die Handkurbeln 35, 36 in der waagrechten Ebene verstellt werden kann. Ausser von Hand kann die Verstellung des Arbeits tisches 34, auch selbsttätig durch einen zwei ten Motor erfolgen; die verschiedenen Vor schubrichtungen werden dabei durch die Einhebelschaltung 37 gesteuert, während die Einstellung der verschiedenen Vorschub geschwindigkeiten des genannten Arbeits tisches wiederum durch einen (in der Zeich nung nicht sichtbaren) Handknopf erfolgt. Für ein selbsttätiges Arbeiten des Arbeits tisches sind auch hier verstellbare An schläge 38 vorgesehen, welche Umschalt hebel 39 betätigen. Zur Höhenverstellung des Arbeitstisches 34 dient das Handrad 40.
Um ein Kopierfräsen nach Modell im Massstab 1 : 1 auch mit gegenüber dem Ma schinenständer unbeweglichem Fräser und Kopierstift ausführen zu können, ist mit dem (in waagrechter und senkrechter Richtung steuerbaren) Arbeitstisch 34 ein zum Auf spannen des Modelles dienender Arbeitstisch 41 starr gekuppelt, welcher auf einer ver stellbaren Unterlage aufliegt; hierzu ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein weiterer Arbeitstisch 44 benützt, der durch die Kurbeln 45, 46 in waagrechter Richtung und durch das Handrad 47 in senkrechter Richtung verstellt werden kann.
Die Verbin dung der beiden Arbeitstische 34 und 41 durch die mit Langlöchern für die Befesti- gungsschrauben 42 ausgerüsteten Winkel leisten 43 gestattet dabei eine gegenseitige Verstellung sowohl in der senkrechten als auch in der waagrechten Ebene, so dass die Kupplung in verschiedenen Lagen der Tische 34, 41 möglich ist. Diese Verstellmöglich- keiten sind wichtig, um Werkstück und Mo dell nach dem Aufspannen in die richtige Lage zueinander bringen zu können. Das Arbeiten mit dem Arbeitstisch 41 wird er leichtert, wenn seine Verbindung mit dem Arbeitstisch 34 so beschaffen ist, dass die Tische 34, 41 in senkrechter Richtung frei gegeneinander beweglich sind.
Nach Ab- nabme des Arbeitstisches 41 kann der Ar beitstisch 44 auch selbst zur Aufspannung ,des Modelles benützt werden.
Die vorher erwähnte frei bewegliche Verbindung des Arbeitstisches 34 mit dem Arbeitstisch 41 in senkrechter Richtung könnte zum Beispiel in der in Fig. 4 des Patentes Nr. 204568 gezeigten Weise ausge bildet sein. In Fig. 4 der erwähnten Patent schrift weist der dem Tisch 34 entsprechende Teil ein in waagrechter Richtung verstell bare Führungsstück auf, in welchem zwei in senkrechter Richtung verlaufende Nuten vorgesehen sind, in denen eine Platte als Führungsteil eingreift, welche an einem dem Tisch 41 entsprechenden Teil angeordnet ist. Dadurch sind die Tische 34, 41 in waagrech ter Richtung miteinander starr gekuppelt, während sie in senkrechter Richtung gegen ,einander frei bewegbar sind.
Ferner wäre es möglich, mit dem Arbeitstisch 34 weitere, zur Aufnahme der Werkstücke dienende Arbeitstische zu verbinden, wie es in der ge nannten Patentschrift Nr. 204568 ebenfalls erwähnt ist, so dass zu gleicher Zeit mehrere Werkstücke nach einem Modell "bearbeitet werden könnten; diese Tische wären mit dem Tisch 34 in gleicher Weise zu verbinden wie der Tisch. 41.
Durch die im vorhergehenden beschrie bene vielseitige Ausrüstung und insbesondere durch die neue Anordnung der zusätzlichen Frässpindel 20 können mit der dargestellten Maschine alle sm Werkzeug- und Gesenkbau vorkommenden Kopierfräsarbeiten in wirt schaftlicher Weise bei voller Ausnützung der Leistungsfähigkeit der*Maschin.e durch geführt werden. Handelt es sich um das Fräsen eines grösseren Werkstückes, z. B. eines Gesenkes nach Modell, so wird zur. Er- reichung der grösstmöglichen Spanleistung das Vorfräsen mit dem Mehrschneidenfräser 21 ausgeführt.
Zu diesem Zweck wird nach Verschiebung des Balkens 5 in die äusserste rechte Stellung der Fräskopf \?? an dem Ständerarm 25 befestigt und dadurch die Spindel 20 über das im Ständerarm unter gebrachte Getriebe kraftschlüssig mit dem Motor 12 gekuppelt. Die Riemenverbindung zwischen Motor 12 und Spindel 6 wird dabei zweckmässig unterbrochen. Dann wird der Kopierstift 7 in eine geeignete Labe (regen über dem Werkzeug gebracht und in dieser festgelegt.
Nach dem Aufspannen von Werk stück und Modell auf die Arbeitstische 31 und 44 (bezw. 41 für Arbeiten in Massstab 1 : 1) werden die Arbeitsstücke in die rich tige gegenseitige Lage in waagrechter und senkrechter Richtung gebracht und bei 1 : 1- Arbeiten hierauf die Arbeitstische 31 und 41 mit Hilfe der Schrauben 42 starr mitein ander gekuppelt.
Durch Verdrehen der Handkurbeln 35, 36 können nunmehr der Arbeitstisch 34 und damit auch der von ihm geschleppte Arbeitstisch 41 mit dem aufge spannten Werkstück bezw. 'Modell gegen über dem Fräser 21 und dem Kopierstift 7, die jetzt während des Betriebes beide unbe weglich, also ortsfest, angeordnet sind, ent sprechend der Form des Modelles bewegt werden, bis der Kopierstift von allen Stel len des Modelles berührt wird; dabei ist:
durch Wahl eines entsprechenden Kopier stiftes eine beliebige Materialzugabe am Arbeitsstück gegenüber dem Modell. möglich. Anstatt von Hand kann die Vorschubbewe gung der Arbeitstische auch selbsttätig durch motorischen Antrieb erfolgen, wobei die Vorschubrichtungen durch den Hand hebel 37 bezw. Umschalthebel 39 gesteuert werden können. Sollte die besondere Form des Werkstückes es erforderlich machen, so kann der Fräskopf ?? um die Achsen 213 und 24a verschwenkt werden.
Nach diesem ersten Vorfräsen wird der Fräskopf 22 abgenommen und die am Stän derarm 25 vorhandene Öffnung durch einen Deckel abgeschlossen. Die Weiterbearbeitung des Werkstückes geschieht jetzt durch einen in die ortsbewegliche Spindel 6 eingesetzten Einschneidefräser. Werkstück und ':Modell brauchen dabei nietet umbespannt zu werden, sondern es muss nur duck Verschieben des Kopierstiftes 7 der bleiche Abstand zwischen diesem und der Spindel 6 einbestellt werden, wie er zwischen Fräser 21 und Kopierstift 7 bestanden bat.
Die Steuerung der Fräs spindel 6 und des Kopierstiftes gegenüber den dabei feststehenden Arbeitstischen er folgt nunmehr entweder zwangläufig durch die Schlitten 28, 29 oder beim Fertigfräsen des Werkstückes frei von Hand über das Storchschnabelsystem 2. Im letzteren Fall muss die Verbindung 30 zwischen dem Bal ken 5 und dem Kreuzschlittenpaar 28, 29 ge löst werden.
Der beschriebene Aufbau der dargestell ten Maschine gestattet: sowohl ein Verklei nern und Vergrössern als auch ein Arbeiten !in Verhältnis 1 :1, und zwar sowohl mit dem ortsfesten Fräser 21, als auch mit der entweder zwangläufig oder frei von Hand gesteuerten Frässpindel 6.
Für Verkleine- rungs- und Vergrösserungsarbeiten mit orts festem Fräser und Kopierstift werden die Arbeitstische 34 und 44 mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben und zu diesem Zweck in der in Fig. 3 und 4 beispielsweise dargestellten Art miteinander gekuppelt. Der Arbeitstisch 41 ist in dieseln Fall ab- Die Bewegung der Arbeitstische 34, 44 erfolgt durch motorische -Mittel.
Zu diesem Zweck treibt gemäss Fig. 3 der Motor 55 über Zahnräder 56 und einen Keil 5 7 eine Nutenwelle 58 an. die in clean in senkrechter Richtung verschiel@ba,ren Konsol 54 gelagert ist;
ihre Verlängerung- tränt die jeweils mit einander verbundenen Zahnräder 59, 59a und 60, 60a eines Schaltgetriebes. Die Gegen- räder 61 und 62 dieses Getriebes sitzen auf der 'Welle ()3. Durch Verschieben der Schalt räder 59, 59a und fit in den durch die Pfeile drangegebenen Richtungen können bei der bci- spielswcisen Getriebeausführung sechs ver schiedene Geschwindigkeiten der Welle 63 eingestellt werden.
Diese Welle treibt über ein Kegelräderpaar 64 und ein durch eine Kupplung 65 zu schaltendes Wendegetriebe 66 eine Schraubenspindel 67 an. Auf dieser Spindel. sitzt eine Wandermutter 68, die in einem nach unten ragenden Teil des den Arbeitstisch 34 tragenden Querschlittens 70 eingesetzt ist. Ein Verschieben der Kupp lung 65 in einer der beiden Pfeilrichtungen bewirkt eine Umkehrung der Drehrichtung der Spindel 67 und damit. der Bewegung der Bewegung des Querschlittens, 70. In dem nach unten ragenden Teil dieses Schlittens ist ausserdem ein Zahnrad 71 gelagert, wel ches längsverschiebbar auf der waagrechten Welle 72 des Kegelradgetriebes 64 sitzt und durch einen Keil 73 die Bewegung derselben übernimmt.
Von diesem Zahnrad wird die Bewegung auf ein Kegelrad 74 übertragen, das zwei auf der waagrechten Vorschubspin del 75 (Fig. 4) lose gelagerte Kegelräder 76, 77 in entgegengesetzter Richtung an treibt. Diese Räder können durch die Kupp lung 78 vahlweise mit der Spindel 75 ge kuppelt werden. Auf dieser Spindel sitzt die mit dem Arbeitstisch 34 verbundene Mutter 79, so dass bei einer Drehung der Spindel 75 in der einen oder andern Richtung der Arbeitstisch 34 nach vor- oder rückwärts verschoben wird.
Die Welle 63 treibt über ein weiteres durch die Kupplung 80 betätigtes Wende getriebe 81 eine im Konsol 54 gelagerte Spindel 82 an, die in ihrem untern Teil ein Gewinde trägt, mit dem sie in eine im Ma schinenständer eingelassene Mutter 83 ein greift, Infolgedessen wird bei einer Drehung dieser Spindel der Arbeitstisch 34 auf- oder abwärts bewegt.
Zur Ausführung von Verkleinerungs oder Vergrösserungsarbeiten muss der Arbeits tisch 44 mit dem Arbeitstisch 34 kraftschlüs sig gekuppelt sein. Zu diesem Zweck treibt die Welle 63 über die Zahnräder 86 eine in dem Konsol 85 des Arbeitstisches 44 ge lagerte Welle 88 an, und zwar geschieht dies durch einen in eine Nut dieser Welle grei fenden Keil 87, um eine gegenseitige Ver- schiebung der beiden Konsole 54, 85 in senk rechter Richtung zu ermöglichen. Dadurch ist die Kupplung der Tische 34, 44 in ver schiedenen Lagen der Tische möglich. Die Nutenwelle 88 steht über ein stufenlos regel bares Getriebe 89 mit der Welle 90 in Ver bindung, so dass das Verhältnis der Arbeits tischbewegungen dem Grössenverhältnis von Modell und Arbeitsstück genau angepasst werden kann.
Die einzelnen Vorschubbewe gungen des Arbeitstisches 44 in waagrechter und senkrechter Richtung erfolgen von der Welle 90 aus durch ein Getriebe, welches dem Vorschubgetriebe für den Arbeitstisch 34 genau entspricht und dessen Teile mit den gleichen Bezugszeichen, aber mit dem Zusatz b, bezeichnet sind.
Die ebenfalls zur Steuerung der Arbeits tische dienenden Handräder und Anschläge sind in Fig. 3 und 4 weggelassen.
Bei 1 : 1-Arbeiten wird in der bereits be schriebenen Weise mit dem Arbeitstisch 41 gearbeitet; statt dessen können auch die Vor schubgeschwindigkeiten der beiden Arbeits tische 34 und 44 gleich gross eingestellt wer den.
Erwähnt sei noch, dass die Frässpindel (20) für schwere Arbeiten selbstverständlich auch ortsbeweglich gelagert werden könnte.