Kopierfräsmaschine. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopierfräsmaschine mit einem ortsbewegli chen Träger für Werkzeug und Kopierstift. Die Erfindung ermöglicht den Bau einer Maschine, bei der auch bei Bedienung durch ungelernte Hilfskräfte ein genaues und ein wandfreie Oberflächen ergebendes Kopierfrä sen möglich ist. Die Erfindung besteht darin, dass mit einem bei den Arbeitsbewegungen von Werkzeug und Kopierstift, mitbewegten Teil der Maschine Mittel gekuppelt sind, die in Abhängigkeit von den Arbeitsbewegungen einen quer zur Ebene der letzteren gerichteten Vorschub des Trägers für Werkzeug und Ko pierstift bewirken.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigen: Fig.1 einen Teil der Kopierfräsmaschine, geschnitten längs Linie I-I der Fig.3, Fig.2 einen Schnitt durch die Maschine längs Linie II-II der Fig.3, Fi-. 3 eine Draufsicht auf die Kopierfräs maschine, Fig.4 bis 7 Einzelteile der Maschine in vergrösserter Darstellung, wobei Fig.6 einen Scnitt längs Linie VI-VI der Fig.5 zeigt.
Gemäss Fig.1 und 3 ist an einem nur teil weise dargestellten Maschinenständer 10 ein senkrechtes Führungsteil 12 vorgesehen, auf welchem ein Schlitten 14 verschiebbar gela gert ist. An dem Schlitten sind zwei Lenker 16 und 18 schwenkbar befestigt, die gelenkig mit einem Balken 20 verbunden sind, der als waagrechte Führung für einen Schlitten 22 dient. An dem Schlitten 22 sind Lageraugen für eine Werkzeugspindel 24 und einen Ko pierstift 26 vorgesehen. Der Schlitten 14 bil det den Träger für das Werkzeug. Wie Fig.3 zeigt, sind zum Schutze der in der Figur nicht sichtbaren Antriebsriemen für die Frässpindel 24 ein um die Achse 28 schwenkbares Schutz gehäuse 30 sowie ein weiteres, um die Längs achse des am Ständer 10 gelagerten Motors 32 schwenkbares Schutzgehäuse 34 angeordnet.
In einer Öffnung des Maschinenständers 10 ist ein Gehäuse 36 eingesetzt und mittels eines Flansches 38 am Ständer befestigt. In diesem Flansch ist eine Hülse 40 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert (Fig.4 bis 6). Diese Hülse kann in ihrer jeweiligen Stellung durch eine Druckschraube 42 fest geklemmt werden. Ausserdem ist der Gesamt verdrehungsbereich der Hülse durch einen Anschlagstift 44 begrenzt, der im Gehäuse 38 befestigt ist und in eine Ausnehmung 48 der Hülse 40 hineinragt.
In der Drehhülse 40 ist eine weitere Hülse 50, wiederum drehbar und gegen Axialverschiebung gesichert, angeord- ;iet; in eine Bohrung dieser Hülse ist ein Arm 52 in welchem ein Bolzen 54 dreh- und axial verschiebbar gelagert ist, der an seinem einen Ende einen. Sperrzahn 56 trägt, während sein anderes Ende als Handbetäti- gungsknopf 57 ausgebildet ist. Die jeweilige Stellung des unter der Wirkung einer Druck feder 58 stehenden Bolzens 54 ist durch ver schieden tiefe Rasten 60, 62, 64 bestimmt, in welche ein am Knopf 57 befestigter Stift 66 einrasten kann.
Der Arm 52 ist, zusammen mit der Hülse 50 drehbar, wobei der Drehbereich durch einen im Teil 38 befestigten Anschlag stift 68 begrenzt ist, der in eine Ausnehmung 70 der Hülse 50 ragt. Auf dem Arm 52 ist mittels eines. Bolzens 72 ein Aufsatz 74 dreh bar gelagert, der eine waagrechte Bohrung zur Aufnahme einer in dieser Bohrung ver schiebbaren Stange 76 aufweist. Der Ver schiebebereich dieser Stange in der Bohrung kann durch feststellbare Anschläge 78 und 80 eingestellt werden. Das eine Ende der Stange 76 ist in einer Hülse 82 so gelagert, dass eine begrenzte Verschiebung der Stange auch in dieser Hülse möglich ist.
Dies ist dadurch er reicht, dass in einer Bohrung der Stange 76 zwei Druckfedern 84 und 86 gelagert sind, die sich an einem Querstift 88 abstützen, der die Stange - in zwei Längsschlitzen 90 und 92 durchdringt. und in der Hülse 82 befestigt ist. Die Hülse 82 kann mittels eines Auges 94 an entsprechend ausgebildeten Lagerstellen 96 oder 98 des Schutzgehäuses 34 oder an einer Lagerstelle 100 des Schutzgehäuses 30 gelen kig befestigt werden (Fig.3).
Der Zahn 56 des im Arm 52 gelagerten Bolzens 54 kann in einer später im einzelnen beschriebenen Weise mit der Verzahnung eines Sperrades 10 zum Eingriff gebracht werden, das auf einer Spindel 104 befestigt ist. Diese Spindel ist gemäss Fig.4 drehbar, jedoch axial unverschiebbar in einer Zwi schenhülse 106 gelagert, die ihrerseits in der Hülse 36 befestigt ist. Die Spindel 104 trägt an ihrem einen Ende ein Handrad 108 und an ihrem andern Ende ein Gewinde 110. Mit diesem Gewinde greift die Spindel in das In nengewinde einer Wandermutter 112 ein, die in der Hülse 36 gleitend geführt ist..
Auf einem Ansatz 114 dieser Wandermutter (der das Gehäuse 36 in einem Längsschlitz durch dringt und dadurch zugleich eine Drehung der Mutter verhindert) liegt ein durch einen Längsschlitz des Ständers 10 ragender Ansatz 116 des Schlittens 1.1 infolge des Gewichtes, des letzteren sowie der andern vom Schlitten getragenen Teile auf, so dass durch die jewei lige Stellung der Mutter 11? im Gehäuse 36 die Höhenlage des Schlittens 14 und der von ihm getragenen Teile längs der Führungs bahn ,12 bestimmt ist. Zwischen dem Handrad 108 und dem Sperrad 102 ist unter Einschal tung einer Federscheibe 118 ein Skalenträger 120 drehbar auf der Spindel 101 gelagert.
Ausserdem weist die Spindel 104 einen Bund 122 auf, in dessen Querbohrung eine Druck feder 124 angeordnet ist, die zwei Brems klötze 126 und 123 radial nach aussen gegen die Innenwand der nicht drehbaren Lager hülse 1.06 drückt.
Der Senkrechtschlitten 14 trägt (wie Fig. 2 zeigt) an seinem einen Ende einen Ansatz 130, in dessen Weg bei der Verschiebung des Schlittens zwei Anschläge bildende einstell bare Anschlagschrauben 132 und 134 ragen. Diese Anschläge sind in einem am Ständer 10 befestigten Halter 136 verstellbar und mit Hilfe von Knebeln festklemmbar.
Ausserdem kann die Anschlagschraube 13-I durch ent sprechende Ausbildung des obern Teils des Halters 1.36 auch aus dein Weg des Ansatzes 130 und damit des Trägers 14 herausge- schwenkt werden. 132 be-renzt den Weg von 14 in Richtung auf das erkstüek zu und 134 den Weg desselben in entgegengesetzter Rich tung.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ein richtung ist folgende Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, ist auf einem Tisch 138 der Kopierfräsmaschine ein Arbeits stück 140 und auf einem weiteren Tisch 142 ein Modell 144 aufgespannt. Es soll nun das Arbeitsstück entsprechend der Form des Mo dells bearbeitet werden, und zwar bis zu einer Tiefe, die der Tiefe a, des Modells entspricht.
Vor Beginn des Kopierfräsens wird durch Drehen der Spindel 104,110 mittels des Hand rades 168 die Wandermutter 1.l2 in der Hülse 36 verschoben, und damit werden über die kraftschlüssig gekuppelten Teile 11:1, 116 Werkzeug und Kopierstift in die für den Be- ginn der Arbeit richtige Höhenlage gegenüber dem Arbeitsstück und dem Modell gebracht. Bei dieser Zustelluna muss der Stift 66 in die Rast 60 eingesetzt werden, damit infolge der geringen Tiefe dieser Rast der Zahn 56 nicht. in die Verzahnung des Sperrades 10\? ein greifen kann und so das letztere zusammen mit der Spindel 101 frei drehbar ist.
Nach Beendigung der Voreinstellung wird nun die Grösse des selbsttätigen Tiefenvor schubes je nach der Art der durchzuführen den Kopierfräsarbeit eingestellt. Zu diesem Zweck wird die Hülse 10 nach Lösen des Knebels -1'' so lange gedreht, bis der die ge wünschte Vorschubgrösse angebende Teil strich einer auf dem Umfang der Hülse vor gesehenen Skala 116 gegenüber einer orts festen Marke 1.18 des Teils 38 zu liegen kommt. Die Hülse 40 wird in dieser Einstel- lung mittels des Knebels 42 festgeklemmt.
Dem mit der Hülse 50 verbundenen Arm 52 steht nun ein Schwenkweg zur Verfügung, dessen Grösse auf der einen Seite durch die ,jeweilige Stellung der Anschlagfläche 150 der Hülse 40 und auf der andern Seite durch das Auftreffen der Anschlagfläche 1.52 der in der Hülse 50 vorgesehenen Ausnehmung 70 auf den Stift 68 begrenzt ist. Die Stange 76 ist zur Durchführung der als Beispiel angenom menen Kopierarbeit an der Lagerstelle 96 der Schutzhaube 31- angelenkt.
Zum Ausgleich des Unterschiedes zwischen dein Schwenkweg des Armes 5? und der Grösse der während der Arbeitsbewegungen auftretenden Schwenkbe wegung des Teils 34- werden die Anschläge 78 und 80 so eingestellt, dass die Verschiebung der Stange 76 in der waagrechten Bohrung des Aufsatzes 74 dein Grössenunterschied der Bewegungen entspricht.. VV eitere, z.
B. wäh rend des Bearbeitungsvorganges auftretende, Grössenunterschiede werden durch die federnde Lageruni- (84, 86) der Stange 76 in der Hülse '? ausgeglichen.
Nach diesen Einstellvorgängen wird nun mittels des Knopfes 57 der Stift 66 aus der Rast 60 herausgezogen und der Bolzen 51 so gedreht, dass der Stift 66 in die Rast 62 oder 64 eintreten kann. Welche dieser beiden Ra- sten gewählt wird, hängt davon ab, ob der Vorschub auf das Werkstück zu oder, wie es" in bestimmten Bearbeitungsfällen notwendig ist, vom Werkstück weg erfolgen soll.
Beide Rasten 62 und 6.1 haben im Gegensatz zur Rast 60 eine solche Tiefe, dass der Zahn 56 in das Sperrad 102 eingreifen kann, und die beiden letzteren Teile sind, wie Fig. 6 erken nen lässt, so geformt, dass je nach der Win kelstellung des Zahnes eine Mitnahme des Sperrades in der einen Richtung und ein Hin weggleiten des Zahnes 56 über die Sperrver zahnung in der andern Richtung oder um gekehrt erfolgt.
L m den Gesamtbetrag des Vorschubes während einer Kopierarbeit zahlenmässig fest stellen zu können, wird bei Beginn der Arbeit das Drehglied 120 gegen die Reibungskraft der Federscheibe 118 von Hand so lange ver stellt, bis der Nullstrich seiner Skala 151 gegenüber einer auf der Hülse 40 vorgesehe nen Marke 156 zu liegen kommt. Bei der Drehbewegung der Spindel 10-1 wird dann der Skalenträger 120 infolge des bestehenden Rei bungsschlusses mitgenommen.
Zur Durchführung des Kopierfräsens wird durch Bewegung des parallel zu sieh geführ ten Schlittens 22 von Hand der Kopierstift 26 an der gewünschten Umrissform des Modells 141, z. B. im Uhrzeigersinn, entlangbewegt (siehe die in Fig. 3 eingetragenen Pfeile), wo bei das Werkzeug die gleiche Bewegung gegen über dem Arbeitsstück ausführt. Dadurch ent steht gleichzeitig eine schwingende Bewegung der Schutzhaube 31, die sich über die Stange 76 auf den Arm 52 überträgt und somit eine Hin- und Herbewegung des Armes 52 und der Hülse 50 zwischen den beiden Begrenzungen 150 und 68 zur Folge hat.
Bei diesen Schwing bewegungen des Armes 52 nimmt. der in die Verzahnung des Sperrades 102 einrastende Zahn 56 das Sperrad und mit ihm die Schrau benspindel 101 in der einen Richtung mit, während er bei der Rückbewegung unter Zu- sammendrückung der Feder 58 über die Sperr verzahnung hinweggleitet. Damit bei dieser Rückbewegulig die Spindel 104 sieh nicht mit dreht, wird sie durch die Klötze 126, 128 ge- bremst, deren Feder 121 in der Wirkung auf. den Zahn 56 stärker ist. als die Feder 58.
Die somit bei jeder Umfahrung des Modells und damit auch des Arbeitsstückes erfolgende Drehung der Schraubenspindel 110 hat zur Folge, dass mit diesen Arbeitsbewegungen jedesmal ein selbsttätiger Tiefenvorschub von Werkzeug und Kopierstift um den eingestell ten Betrag verbunden ist. Die Richtung dieses quer zur Ebene der Arbeitsbewegungen erfol genden Vorschubes hängt, wie bereits erläu tert wurde, von der Winkelstellung des Sperr zahnes 56 ab.
.Durch den mit jeder Arbeitsbewegung zwangläufig verbundenen Vorschub von Ko pierstift und Werkzeug ist es möglich, ein Arbeitsstück durch einfaches Umfahren der gewünschten Musterform mittels des Kopier stiftes auf jede im Arbeitsbereich der Ma schine liegende Tiefe in einwandfreier Weise genau zu bearbeiten. Sollte infolge der Klein seit oder besonderen Lage der vom Kopier stift zu umfahrenden Form das an der Lager stelle 96 angelenkte Gestänge 76 noch keine zur Erzielung des gewünschten Vorschubes ausreichende Verschiebebewegung ausführen, so kann die Stange 76 zur Wegvergrösserung auch an der Stelle 98 oder 100 angelenkt wer den.
Durch die Mittel 91, 96, 98 und 100 kann also die Bewegung der den Vorschub bewir kenden Mittel gegenüber den Bewegungen, welche der bei den Arbeitsbewegungen von Werkzeug und Kopierstift mitbewegte Teil 31 ausführt, verschieden gross gewählt werden.
Um eine richtige Durchführung der Ko- pierfräsarbeit zu gewährleisten, wird ausser dem vor Beginn der Arbeit der Anschlag 132 so eingestellt und festgeklemmt, dass beim Erreichen der gewünschten Frästiefe der An satz 130 auf der Anschlagschraube 132 auf liegt. Damit ist ein weiterer Tiefenvorschub von Werkzeug und Kopierstift. verhindert, auch wenn die Mutter 112 infolge weiteren Umfahrens der Musterform noch mehr ge senkt werden sollte; dadurch wird nur der Formschluss zwischen den Teilen 111 Lind 1.16 gelöst.
Anderseits ist es oft nötig, eine Siche rung vorzusehen, um. ein unbeabsichtigtes Herausheben des Werkzeuges aus der zu be arbeitenden Foren während des Fräsens (das eine Beschädigung der Kanten dieser Form zur Folge haben kannte.; unmöglich zu machen. Diese Sicherung wird durch den An schlag 131 erreicht, der auf die jeweils erfor derliche Höhe gegenüber dem Ansatz 130 ein- lestellt wird. Uni. jedoch den Schlitten 11. z. B. zur Vornahme eines Werkzeugwechsels, auch in seine oberste Lage verschieben zu kön nen, kann der Anschlag 131 auch völlig aus Jene Weg des Ansatzes 130 herausgeschwenkt werden.
Abschliessend sei erwähnt, dass die Anschläge 132 und 131 auch bei Arbeiten, die ohne Verwendung der beschriebenen Vor sehubeinriehtung durchgeführt werden, mit Vorteil angewendet werden können.