DE1078408B - Kopierfraesmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopierfräsmaschine, auf deren Grundrahmen ein Werktisch hin- und herbeweglich angeordnet ist und deren Fräser in einer zur Tischbewegung senkrechten Richtung \^rerschoben wird.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Fräsmaschine, die imstande ist, dreidimensionale Werkstücke selbsttätig zu bearbeiten. Eine solche Fräsarbeit liegt z. B. bei der Bearbeitung der radialen Tragstreben der Lufteinlaßgußstücke für Gasturbinen vor. Diese Gußstücke bestehen aus einem im allgemeinen zylindrischen Gehäuse, einer zentralen konischen Nabe und vier in gleichen Abständen angeordneten radialen Tragstreben, die Gehäuse und Nabe miteinander verbinden. Diese Tragstreben haben üblicherweise einen stromlinienförmigen Querschnitt, und ihre Anströmkante zeigt in Richtung des Scheitels der konischen Nabe. Infolgedessen muß, wenn beim Fräsen der Tragstreben die Fräser parallel zur Achse der Streben geführt werden, der Arbeitsweg des Fräsers kürzer werden, je mehr der Fräser von der Anströmkante zur Abströmkante der Tragstrebe vorrückt, damit so dem schrägen Verlauf der an die Tragstreben grenzenden isTabenoberfläche Rechnung getragen wird. Der Hub des Werktisches, auf dem das Werkstück ruht, muß daher veränderlich sein, und zwar muß das eine Ende des Hubes in Abhängigkeit vom Vorschub des Fräsers selbsttätig so verlegt werden, daß die Hublänge des Werktisches sich stetig verringert, je mehr der Fräser auf seinem Weg von der Anströmkante zur Abströmkante der Tragstrebe vorrückt.

Um dies zu erreichen, werden erfindungsgemäß zwei ortsfeste hydraulische Steuerzylinder vorgesehen und die beiden "durch den Kolben getrennten Kammern des einen Zylinders mit je einer solchen Kammer des anderen Zylinders hydraulisch verbunden. Die beiden Zylinder haben gleiches Volumen, aber ein verschiedenes Verhältnis von Länge und Durchmesser. Während der Kolben des einen Zylinders Bewegungen ausführt, die von dem Vorschub des Fräsers abgeleitet werden, trägt der Kolben des zweiten Zylinders, dessen Achse parallel zur Bewegung des Werkstücks liegt, an seiner Kolbenstange einen Mikrosohalter, der die Bewegung des Werktisches in der einen Richtung begrenzt. Die Achse des ersten Zylinders liegt Vorzugsweise parallel zur Bewegungsrichtung des Fräsers. Dann kann der in diesem Zylinder angeordnete Kolben unmittelbar von Teilen mitgenommen werden, die mit dem Fräser verbunden sind.

Damit bei einem Werkstück der beschriebenen Art das veränderliche Hubende des Werktisches der Nabe des Lufteinlaßgußstücks entlang wandert, müssen sich die Hublängen der beiden ortsfesten hydraulischen Zylinder verhalten wie die axiale Erstreckung der Kopierfräsmaschine

Anmelder:

Canadian Patents and Development Limited, Ottawa (Kanada)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. September 1956

William F. G. Lucy, Richmond Hill, Ontario (Kanada), ist als Erfinder genannt worden

Tragstreben zur Differenz ihrer radialen Abmessungen an der Anströmkante und an der Abströmkante oder wie die Höhe des in die zu bearbeitenden Flächen eingreifenden Konusteils zu dessen größtem Radius.

Es sind bereits Kopierwerkzeugmaschinen mit einem Längs- und einem Ouerschlitten bekannt, bei denen eine gewisse Abhängigkeit zwischen den Bewegungen der beiden Schlitten besteht. Dabei wird aber nur die Vorschubgeschwindigkeit des Längsschlittens verändert, nicht jedoch die Hublänge eines hin- und hergehenden Schlittens in Abhängigkeit von der Stellung des anderen Schlittens gesteuert. Die selbsttätige Bearbeitung eines dreidimensionalen Werkstücks ist mit diesen bekannten Kopierwerkzeugmaschinen nicht zu verwirklichen.

In der Zeichnung ist eine Kopierfräsmaschine gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Maschine,

Fig. 2, 2 a, 3, 3 a und 4, 4 a drei aufeinanderfolgende Stellungen des Werkstücks und des Fräswerkzeuges bei der Bearbeitung,

Fig. 5 ein Schema des hydraulischen Steuersystems der Maschine,

Fig. Sa einen Schnitt durch eine spezielle Ausführungsform der in dem Steuersystem verwendeten Steuerschieber,

Fig. 6 den dem hydraulischen Steuersystem zugeordneten elektrischen Schaltplan und

Fig. 7 das Schema eines Teils des hydraulischen Steuersystems.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist die Maschine einen Grundrahmen 10 mit zwei parallelen Führungsschienen 11 auf, an denen ein runder Tisch. 12 mit Gleit-

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schuhen 13 verschiebbar geführt ist. An dem Grundrahmen 10 ist ein vertikaler Träger 14, der an zwei horizontalen Armen 16 einen Fräskopf 15 trägt. Der Fräskopf weist eine lotrechte Schwalbenschwanznut 17 zur Führung eines Schlittens 17a auf, an dem das Fräsaggregat befestigt ist.

Beiderseits der Nut 17 sind auf dem Fräskopf 15 zwei als Modelle dienende Schienen 18 mit Nuten 19 vorgesehen, die auf Teilen ihrer Länge parallel zu der Nut 17 verlaufen, im übrigen aber einen gekrümmten Verlauf haben, der der Querschnittsform der zu bearbeitenden Streben entspricht.

Das Fräsaggregat weist einen Block 20 auf, der am unteren Ende des in der Nut 17 geführten Schlittens 17 a befestigt ist. An dem Block 20 ist eine horizontale Schiene 21 fest angebracht, die an jedem Ende einen Schwenkzapfen 22 trägt. An diesen Zapfen sind zwei Fräshebel 23 bzw. 23 a schwenkbar gelagert. An jedem dieser Hebel ist unterhalb der Schwenkzapfen 22 auf der Außenseite mit einem Sockel 24 ein kleiner Elektromotor 25 befestigt, der über eine biegsame Welle 26 einen Fräser 27 antreibt, z. B. einen Kugelfräser. Die beiden Fräser sind auf festen Wellen 28 angeordnet, die zur Vertikalen geneigt an den unteren Enden der Fräserhebel 23,23 α gelagert sind. Der Neigungswinkel richtet sich nach dem zu bearbeitenden Werkstück.

Die Fräserhebel 23, 23 α erstrecken sich nach oben über die Schwenkzapfen 22 hinaus und weisen auf der den Nuten 19 zugewendeten Seite Stifte 19 a auf, die in die Nuten eingreifen. Der Abstand der Fräser 27 von den Schwenkzapfen 22 ist dem Abstand der Stifte 19 a von diesen Zapfen gleich, so daß bei einer Bewegung der Stifte 19 a entlang dem gekrümmten Teil der Nuten 19 die Fräser die gleiche, aber entgegengesetzte Bewegung wie die Stifte ausführen. Aus den Fig. 1, 2, 3 und 4 erkennt man, daß die Kurven der Nuten 19 den Außenformen des Querschnitts der zubearbeitenden Streben spiegelbildlich entsprechen.

In dem Fräskopf 15 ist ein hydraulischer Zylinder 29 befestigt, dessen Kolben 30 α durch seine Kolbenstange 30 mit einem auf der Rückseite des Schlittens 17 a befestigten Ansatz 31 verbunden ist. Durch diesen Zylinder kann daher dem Schlitten 17 a und damit dem Fräsaggregat eine vertikale Bewegung erteilt werden. Der Zylinder 29 ist über (nicht dargestellte) elektromagnetisch gesteuerte Ventile durch Leitungen 32, 33 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Am unteren Ende der Kolbenstange 30 ist außerdem noch eine seitwärts ragende Stange 34 befestigt, die mit einem Anschlag 35 im Eingriff steht, der am unteren Ende einer zu einem zweiten hydraulischen Zylinder 37 gehörigen Kolbenstange 36 befestigt ist. Dieser Zylinder ist über Leitungen 38 und 39 mit einem dritten hydraulischen Zylinder 40 verbunden, der unter dem Tisch 12 angeordnet ist. Die Kolbenstange 36 steht unter Wirkung einer Zugfeder 41.

Unter dem Tisch 12 ist noch ein vierter hydraulischer Zylinder 12 angeordnet, der durch eine Kolbenstange 43 und einen Ansatz 44 mit der Unterseite des Tisches verbunden ist. Dieser Zylinder ist über Leitungen 45 und 46 mit einer Druckmittelquelle verbunden, so daß dem in diesem Zylinder befindlichen Kolben und damit dem Tisch 12 eine horizontale Hin- und Herbewegung erteilt werden kann. Elektrische Endschalter sind außerdem unter dem Tisch vorgesehen. Sie werden durch eine Kontaktrolle 54 des Ansatzes 44 betätigt und schalten den Druckmittelzufluß um, wenn die gewünschten Endstellungen erreicht sind. Auf diese Weise wird eine selbsttätige Hin- und Herbewegung hervorgerufen.

Das hydraulische System ist in Fig. 5, 5 a und 7 veranschaulicht. Fig. 5 läßt einen Vorratsbehälter 100 erkennen, aus dem eine von einem Motor angetriebene Pumpe MZ durch eine Leitung 101 Druckflüssigkeit ansaugt. Das Druckmittel wird dann von der Pumpe über ein Entlastungsventil 102 in zwei Leitungen 103 und 104 gefördert. Die Leitung 103 teilt sich wiederum in eine Leitung 103 a und eine Leitung 103 b, von denen die erste zu einem elektrisch gesteuerten Zweiwegeventil 105 führt, das mit dem Zylinder 29 zusammenarbeitet, und die zweite zu einem Zweiwegeventil 106, das mit dem Zylinder 42 zusammenarbeitet. Die Leitung 104 führt über ein handbetätigtes Ventil 107 und eine Leitung 108 zu einem elektromagnetisch gesteuerten Einwegventil 109, von dem eine Leitung 110 zu der in die obere Kammer 121 des Zylinders 29 einmündenden Leitung 32 führt. Von der unteren Kammer 124 des Zylinders 29 geht eine Leitung 35 ab, die zu dem Ventil 105 führt. Sie ist außerdem über eine enge Verbindungsleitung 33 a mit einer Leitung 111 verbunden, die von dem Ventil 105 abgeht und über eine Leitung 112 und ein Drosselventil 113 zu dem Vorratsbehälter 100 führt. Das Drosselventil 113 sorgt für einen bestimmten Mindestdruck in dem Leitungssystem.

Befindet sich das Ventil 105 in seiner neutralen Stellung, so kann Flüssigkeit weder zu noch von den Zylinderkammern fließen. Deshalb muß, da dieses Ventil immer in seiner neutralen Stellung ist, solange das Ventil geöffnet ist, ein weiterer Rückflußweg von dem Zylinder 29 vorgesehen sein. Hierzu dient die enge Leitung 33 a, die das Ventil 105 umgeht. Ist das Ventil 109 geöffnet, so strömt die Druckflüssigkeit in die obere Kammer 121 des Zylinders 29, so daß sich der in diesem Zylinder befindliche Kolben 30 α nach unten bewegt. Die entsprechend aus der unteren Kammer 124 verdrängte Flüssigkeit strömt durch die Leitungen 33, 33 a, 111 und 112 in den Vorratsbehälter 100 zurück. Da die Leitung 33 α sehr eng ist, so hat sie keinen wesentlichen Einfluß auf die Arbeitsweise des Zylinders 29, die durch das Ventil 105 bestimmt wird; denn der in ihm enthaltene Kolben 30 a arbeitet, wenn er durch das Ventil 105 gesteuert wird, praktisch ohne Belastung. Wird der Kolben dagegen durch das Ventil 109 gesteuert, so geschieht dies zu dem Zweck, die Fräser mit dem Werkstück in Eingriff zu bringen, wozu ein beträchtlicher Druck erforderlich sein kann. Die schnelle Abwärts- oder Aufwärtsbewegung des Fräsaggregates, die durch das Öffnen des einen oder anderen Durchganges des Zweiwegeventils 105 bewirkt wird, findet im wesentlichen ohne Belastung statt, so daß die durch die Umgehungsleitung 33 α strömende Druckmittelmenge praktisch nicht ins Gewicht fällt.

Das Zweiwegeventil 106, das ebenfalls elektromagnetisch gesteuert wird, läßt die Druckflüssigkeit entweder durch die Leitung 45 in die Kammer 118 oder durch die Leitung 46 in die Kammer 122 des Zylinders 42 strömen. Die jeweilige Rückführung der verdrängten Flüssigkeit erfolgt über das Ventil 106 und eine Leitung 116, die über die Leitung 112 und das Drosselventil 113 an den Vorratsbehälter 100 angeschlossen ist. In der Leitung 46 ist ein handbetätigtes Ventil 117 angeordnet, um den Eintritt oder den Austritt von Flüssigkeit in die bzw. aus der Kammer 122 zu drosseln und damit die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der der Tisch bewegt wird.

Fig. Sa läßt den inneren Aufbau der Zweiwegeventile 105 und 106 erkennen. In dem Zylinder befindet sich ein Kolben 119, der Durchtrittskanäle aufweist, mit denen er je nach seiner Stellung die ver-

schiedenen Ein- und Auslaßöffnungen des Zylinders in der gewünschten Weise miteinander verbindet. Diese Ventilbauart ist üblich.

Wie Fig. 7 erkennen läßt, sind die Zylinder 40 und 37 durch die Leitungen 38 und 39 in geschlossenem Kreis miteinander verbunden. Sie haben das gleiche Volumen, jedoch ein unterschiedliches Verhältnis von Durchmesser zur Länge. Die Länge des Zylinders 37', die durch die Linie χ dargestellt ist, entspricht dem Abstand der Anström- von der Abströmkante der Streben des Werkstücks, und die Länge y des Zylinders 40 entspricht der Länge der Grundlinie des Dreiecks, das dadurch erhalten wird, daß man eine vertikale Linie von dem Schnittpunkt der Anströmkante der Strebe mit der Oberfläche der konischen Nabe bis zu der Verlängerung der Abströmkante zieht, während die dritte Seite des Dreiecks durch die Oberfläche der konischen Nabe gebildet wird. Fig. 2 und 3 zeigen dieses Dreieck x, y, z, wobei die Seite ζ durch die Oberfläche der konischen Nabe gebildet wird. Auf die Arbeitsweise des geschlossenen hydraulischen Kreislaufs wird im Zusammenhang mit der Beschreibung des elektrischen Schaltplanes und der Arbeitsweise der Maschine noch näher eingegangen.

Der in Fig. 6 dargestellte elektrische Schaltplan vervollständigt die Ausrüstung der Fräsmaschine. Der von der Stromquelle 200 kommende Strom wird in einem Transformator TR auf niedere Spannung gebracht. In der Zuleitung zum Transformator befindet sich ein Hauptschalter Sl, Parallel zu dem Transformator und durch einen Schalter 6*2 einschaltbar sind die beiden Antriebsmotoren 25 für die Fräser 27 in die Hochspannungsseite eingeschaltet. Der Motor des Pumpenaggregates JkT 3 des hydraulischen Systems liegt ebenfalls parallel zum Transformator auf der Hochspannungsseite und wird durch den Hauptschalter Sl zusammen mit dem Transformator ein- bzw. ausgeschaltet. Das übrige elektrische System hängt an der Niederspannungsseite des Transformators TR. Hierzu dienen die beiden Leiter 201 und 202.

An diese Leiter ist ein Relais R 9 mittels der Leitungen 203, des Mikroschalters MS 4 und der Leitungen 205 und 206 angeschlossen. Kommt das Relais R9 unter Strom, so schließt es die Kontakte 207, 208, wodurch das Relais Rl über die Leitungen 203, 209 und 206 unter Strom gesetzt wird und seinerseits dann die Kontakte 210 und 211 schließt. In den Leiter 201 ist hinter dem Abzweig der Leitung 203, jedoch vor dem Abzweig einer zu dem Kontakt 210 führenden Leitung 212 ein normalerweise offener Druckknopfschalter 6" 3 vorgesehen. Ist dieser Schalter geschlossen, so fließt Strom über die Leitung 212 und die Kontakte 210, 211 sowie die Leitung 213 zu einem weiteren Relais R 2 und von diesem über normalerweise geschlossene Kontakte 215, 216 sowie über eine Leitung 217 zum Leiter 202 zurück. Steht das Relais R2 unter Strom, so schließt es die Kontakte 218, 219, wodurch der in Fig. 5 erkennbare Elektromagnet 1 eingeschaltet wird, der das Ventil 105 so betätigt, daß das Druckmittel durch die Leitungen 120 und 32 in die obere Kammer 121 des Zylinders 29 der Kolben 30 α gelangt und die Kolbenstange 30 abwärts bewegt, wobei das Fräsaggregat in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben wird.

Die nächste Stufe in der Schaltfolge der Maschine ist das Betätigen des Mikroschal ters MSl, der durch die Kontaktrolle 123 kurzzeitig geschlossen und wieder geöffnet wird. Hierdurch wird Strom über die Leitungen 220 und 221 und den Mikroschalter MSl durch das Relais R 3 geschickt, das die Kontakte 222, 223 schließt und dadurch das Relais in der eingeschalteten Stellung festhält und gleichzeitig die Kontakte 215, 216 öffnet, wodurch das Relais R2 und damit der Elektromagnet 1 ausgeschaltet wird. Beim Trennen der Kontakte 215, 216 kommt der Kontakt 216 mit einem Kontakt 224 in Berührung, wodurch ein anderer Stromkreis über die Leitung 227, die normalerweise geschlossenen Kontakte 225, 226, die Leitung 228, den Elektromagneten 2 und die Leitung 229 geschlossen wird. Dieser Elektromagnet 2 dient, wie Fig. 5 erkennen läßt, dazu, das Ventil 206 so zu steuern, daß das Druckmittel durch die Leitung 45 in die Kammer 118 des Zylinders 42 gelangt und damit die Hin- und Herbewegung des Tisches 12 einleitet.

Wenn sich der Tisch 12 in Fig. 5 nach links bewegt, berührt am Ende dieser Bewegung die an dem Ansatz 44 vorgesehene Kontaktrolle 54 den Mikroschalter MS2, wodurch, wie Fig. 6 zeigt, das Relais i?4 über die Leitung 232, die normalerweise geschlossenen Kontakte 230 und 231 des Relais RT, die Leitung233, den Mikroschalter MS 2 und die Leitungen 234 und 235 unter Strom gesetzt wird. Dadurch werden die Kontakte 237 und 238 geschlossen, so daß das Relais i?4 über die Leitung 236 auch dann unter Strom bleibt, wenn der Mikroschalter MS 2 wieder geöffnet wird, während außerdem die Kontakte 225 und 226 geöffnet werden, wodurch der Elektromagnet 2 wieder ausgeschaltet wird.

Durch das Schließen des Mikroschalters MS2 bzw. der Kontakte 237, 238 wird an den Leiter 201 auch die Leitung 239 angeschlossen, die zu einem Heißdrahtschalter Tl führt. Der Stromkreis wird über die Leitung 240, den Elektromagneten 3, die Leitung 241, die normalerweise geschlossenen Kontakte 242, 243 des Relais R 6 sowie die Leitungen 247 und 248 zum Leiter 202 geschlossen. Der Heiß drahtschal ter Π besteht aus einem dünnen Draht, der sich durch den hindurchfließenden Strom allmählich erhitzt, sich dabei ausdehnt und infolgedessen nach einer gewissen Zeitspanne die Kontakte 249, 250 schließt. Diese Zeitspanne entspricht der Zeit, während der der Elektromagnet 3 unter Strom steht, gerechnet von dem durch das Schließen der Kontakte 249, 250 bewirkten Einschalten des Relais R 6, wodurch die Kontakte 251, 252 geschlossen, dadurch wieder die Kontakte 242, 243 geöffnet und der Elektromagnet 3 wieder ausgeschaltet wird. Der Elektromagnet 3 steuert, wie Fig. 5 zeigt, die Zuführung von Druckflüssigkeit zu der Kammer 121 des Zylinders 29 über das handbetätigte Ventil 107, das die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt, mittels des Ventils 109. Die Zeitspanne, die der Heiß drahtschal ter Tl zuläßt, bestimmt infolgedessen die Flüssigkeitsmenge, die in die Kammer 121 des Zylinders 29 gelangt, und damit die Länge der Abwärtsbewegung des Kolbens 30 a. Diese entspricht aber der Strecke, um die die Fräser 27 in das Werkstück vorgeschoben werden. Hat sich der Heißdrahtschalter T1 so weit ausgedehnt, daß er die Kontakte 249, 250 schließt, so wird der Elektromagnet 3 abgeschaltet, das Ventil 109 dadurch geschlossen und die Abwärtsbewegung des Kolbens 30 a und damit des Fräsaggregates unterbrochen. Das Schließen der Kontakte 249, 250 schaltet das Relais R 6 ein, das seinerseits das Relais R 5 über die Kontakte 251, 252 und die Leitungen 253, 254 und 248 unter Strom setzt. Das Relais R 5 schließt die Kontakte 256, 257 und setzt damit den Elektromagneten 4 unter Strom, der, wie Fig. 5 erkennen läßt, das Ventil 106 so betätigt, daß die Druckflüssigkeit in die Leitung 46 und über das handbetätigte Ventil 117 in die Kammer 122 des

Zylinders 42 gelangt und dadurch bewirkt, daß der Tisch 12 nach rechts bewegt wird, also umgekehrt zu der Anfangsbewegung.

Bei der Bewegung des Tisches nach rechts berührt die Kontaktrolle 54 schließlich den Mikroschalter MS3, der das Relais R7 steuert. Beim Schließen des Mikroschalters MS3 werden die Kontakte 230, 231 geöffnet und dadurch das Relais i?4 ausgeschaltet, wodurch sich die Kontakte 225, 226 schließen können und den Elektromagneten 2 wieder einschalten, so daß der Tisch in der bereits beschriebenen Weise wieder in der ursprünglichen Richtung bewegt wird. Gleichzeitig wird der Stromkreis des Relais R6 wieder geöffnet, wodurch auch das Relais R 5 abgeschaltet wird, so daß das ganze System wieder in den Zustand gelangt, der beim Niederdrücken des Druckknopfschalters S3 vorausgesetzt wurde, womit das Arbeitsspiel wieder von neuem beginnen kann. Da jedoch die Mikroschalter MS2 und MS3 jetzt die steuernden Faktoren der Maschine sind, so wird die Maschine mit der Wiedereinschaltung des Mikroschalters MS 2 ein neues Arbeitsspiel beginnen. Hierdurch wird der Heißdrahtschalter Tl unter Strom gesetzt, die Fräser werden eine Zeitlang abwärts bewegt, an deren Ende das Relais R 5 eingeschaltet wird, das dann für die Umkehr der Bewegung des Tisches sorgt. Am Ende dieser Bewegung des Tisches wird der Mikroschalter MS 3 geschlossen, wodurch in der beschriebenen Weise die Umkehr der Tischbewegung veranlaßt wird. Am Ende der Rückbewegung wird dann der Mikroschalter MS 2 geschlossen, der wieder das Erwärmen des Heißdrahtschalters Tl veranlaßt, der wieder den Elektromagneten 3 unter Strom setzt, worauf die Fräser wieder abwärts bewegt werden.

Während die Fräser ihre Abwärtsbewegung in den aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen der Maschine ausführen, werden sie schließlich mittels der Kontaktrolle 123 den Mikroschalter MS 5 berühren, der, wie Fig. 6 erkennen läßt, das Relais R8 über die Leitungen 232, 258, 259 und 248 unter Strom setzt. Das Relais R 8 schließt die Kontakte 260, 261, wodurch das Relais auch nach dem Wiederöffnen des Mikroschalters MS 5 über die Leitung 258 α unter Strom bleibt, und außerdem die Kontakte 262, 263, so daß der Elektromagnet 5 eingeschaltet wird. Dieser Elektromagnet steuert, wie Fig. 5 zeigt, das Ventil 105 so, daß die Druckflüssigkeit durch die Leitung 33 in die Kammer 124 des Zylinders 29 gelangt und die Fräser schnell aufwärts in ihre höchste Stellung bewegt, damit auf dem Tisch ein neues Werkstück befestigt werden kann. In dieser obersten Stellung berührt die Kontaktrolle 123 den Mikroschalter MS4: und öffnet ihn, wodurch das Relais R 9 ausgeschaltet wird. Infolgedessen werden die Kontakte 207, 208 geöffnet und das Relais R1 ausgeschaltet. Hierdurch werden wieder die Kontakte 210, 211 geöffnet und damit ein Weiterarbeiten der Maschine verhindert, solange nicht der Bedienungsmann den Druckknopfschalter 6" 3 betätigt, durch den das Relais R2 eingeschaltet und der Elektromagnet 1 wieder unter Strom gesetzt wird.

Das zu bearbeitende Werkstück WP (Fig. 1 bis 4) wird auf dem Werktisch 12 mittels Paßstifte 50 so fixiert, daß die zu bearbeitende Strebe 51 in der Richtung der Hin- und Herbewegung des Tisches 12 liegt. Die Stellung der Fräser 27 zu der Strebe ist dann so, wie dies Fig. 2 zeigt.

Dann wird der Hauptschalter Sl geschlossen, so daß der die Pumpe M 3 antreibende Motor in Gang gesetzt wird. Die Pumpe setzt das hydraulische System unter Druck. Gleichzeitig wird der Transfermator TR unter Strom gesetzt und dementsprechend eine Spannung zwischen den Leitern 201 und 202 erzeugt. Dann kann der Schalter S2 eingelegt werden, wodurch die Antriebsmotoren 25 für die Fräser 27 in Betrieb gesetzt werden. Schließlich drückt der Bedienungsmann auf den Druckknopfschalter S3 und setzt damit über die geschlossenen Kontakte des Relais R2 den Elektromagneten 1 unter Strom. Dieser Elektromagnet steuert das Zweiwegeventil 105 so, daß Druckflüssigkeit durch die Leitungen 120 und 32 in die Kammer 121 des Zylinders 29 gelangt. Das Ventil 105 steht nicht unter dem Einfluß des handbetätigten Ventils 107, so daß die Druckflüssigkeit schnell in die Kammer 121 strömen kann, so daß die Kolbenstange 30 und das an ihr befestigte Fräseraggregat schnell aus der in Fig. 2 dargestellten Lage in die Lage gemäß Fig. 3 gelangen. In diesem Augenblick berührt die an der Kolbenstange 30 befestigte Kontaktrolle 123 den Mikroschalter MSl, wodurch das Relais R 3 unter Strom gesetzt und damit, wie beschrieben, der Elektromagnet 2 eingeschaltet wird. Hierdurch wird das Zweiwegeventil 106 so gesteuert, daß Druckflüssigkeit durch die Leitung 45 in die Kammer 118 des Zylinders 42 gelangt und der Werktisch in Fig. 5 nach links (in Fig. 1 nach rechts) in Bewegung gesetzt wird, und zwar bis zu einer Stellung, in der die senkrechte Wand 52 des zylindrischen Mantels 53 des Werkstücks WP dicht neben den Fräsern 27 liegt. In diesem Augenblick erreicht die an dem Tisch 12 befestigte Kontaktrolle 54 den Mikroschalter MS 2, der das Relais i?4 einschaltet, das seinerseits den Elektromagneten 2 ausschaltet und über den Heißdrahtschalter Tl den Elektromagneten 3 einschaltet. Der letztere bewirkt eine langsame Abwärtsbewegung der Fräser 27 in das Werkstück hinein während der Zeitspanne, die der Heiß drahtschalter gewährt. Nach Ablauf dieser Zeit schließt der Heiß drahtschal ter die Kontakte 249, 250 und schaltet das Relais R 6 ein, das den Elektromagneten 3 ausschaltet. Dadurch wird der Zustrom von Druckflüssigkeit über das Ventil 109 in die Kammer 121 des Zylinders 29 und damit die Abwärtsbewegung der Fräser 27 beendet. Das Relais R6 schaltet außerdem das Relais R 5 ein, durch das wiederum der Elektromagnet 4 eingeschaltet wird. Dieser steuert das Ventil 106 so, daß Druckflüssigkeit durch die Leitung 46 und das handbetätigte Drosselventil 117 in die Kammer 122 gelangt, wodurch der Werktisch 12 in Fig. 5 langsam nach rechts (in Fig. 1 nach links) bewegt wird, während die Fräser 27 einen Arbeitshub entlang der Strebe ausführen. Haben die Fräser das Ende dieses Hubes erreicht, so wird der Mikroschalter MS 3 von der Kontaktrolle 54 geschlossen. Hierdurch wird das Relais R7 eingeschaltet, das die Kontakte 230, 231 öffnet und dadurch die Relais 2? 4, R 5 und R6 ausschaltet. Infolgedessen wird der Werktisch wieder in die Stellung bewegt, in der die lotrechte Wand 52 des Werkstücks dicht neben den Fräsern 27 liegt. Wieder wird der Mikroschalter MS2 betätigt, der den Heiß drahtschal ter Tl einschaltet sowie den Elektromagneten 3, wodurch eine weitere Abwärtsbewegung der Fräser 27 mittels des Zylinders 29 erfolgt, worauf ein neuer Arbeitshub des Werktisches folgt, bei dem die Fräser eine etwas weiter vorgeschobene Stellung als beim vorherigen Mal einnehmen.

Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, macht es die konische Form der mittleren Nabe 55 des Werkstücks WP erforderlich, daß die Länge des Arbeitshubes des Werktisches 12 um so kürzer wird, je mehr sich die Fräser 27 von der obenliegenden Anströmkante zu der untenliegenden Abströmkante bewegen. Dies wird

durch das in Fig. 7 dargestellte geschlossene hydraulische System erzielt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß man ein Dreieck erhält, wenn man eine vertikale Linie χ von dem Schnittpunkt der Anströmkante LE der Strebe 51 mit der Oberfläche der konischen Nabe 55 nach unten und eine waagerechte Linie y in Verlängerung der Abströmkante TB zieht. Die dritte Seite ζ des Dreiecks wird durch die Oberfläche der konischen Nabe 55 gebildet. Die Seite χ entspricht der Breite der Streben 51, die Seite y dem Unterschied zwischen den Längen der Anström- und der Abströmkante. Wie nun Fig. 7 zeigt, entspricht der Seite χ des Dreiecks der Hub des in dem Zylinder 37 vorgesehenen Kolbens 36 a, während der Seite y des Dreiecks der Hub des in dem Zylinder 40 befindlichen Kolbens 56 α entspricht.

Die Kolbenstange 56 des Zylinders 40 trägt den Mikroschalter MS 3 und hält ihn, wie Fig. 1 und 5 erkennen lassen, in dem Weg der Kontaktrolle 54, die an der Unterseite des Tisches 12 angeordnet ist. Die an der Kolbenstange 30 des Zylinders 29 befestigte Stange 34 kommt, wie schon eingangs beschrieben wurde, mit einem am Ende der Kolbenstange 36 des Zylinders 37 befestigten Anschlag 35 in Berührung. Wird der Zylinder 29 durch die Leitung 32 mit Druckflüssigkeit versorgt, so daß sich die Kolbenstange 30 abwärts bewegt, so wird daher die Kolbenstange 36 und damit der mit ihr verbundene Kolben 36 α des Zylinders 37 entgegen der Kraft der Feder 41 mitgenommen. Da der Zylinder 37 das gleiche Volumen wie der Zylinder 40 hat, aber ein anderes Länge-Durchmesser-Verhältnis, so wird sich beim Übertreten von Flüssigkeit aus dem Zylinder 37 durch die Leitung 39 in den Zylinder 40 der in diesem Zylinder befindliche Kolben 56 α in einem Verhältnis zu der Bewegung des Kolbens 3Ga bewegen, das dem Verhältnis y: χ entspricht. Man erkennt also, daß immer, wenn die Fräser 27 ein Stück abwärts bewegt werden, der in dem Zylinder 37 angeordnete Kolben 36 α ein entsprechendes Stück mitgenommen wird, wodurch eine entsprechende Menge Flüssigkeit aus diesem Zylinder in den Zylinder 40 übergeschoben wird und infolgedessen der in diesem Zylinder befindliche Kolben 56 α ein im Verhältnis y : χ kleineres Stück verschoben wird. Auf diese Weise wird der Mikroschalter MS 3 ein entsprechendes Stück in Fig. 5 nach links (in Fig. 1 nach rechts) verschoben, also näher an den Mikroschal ter MS 2 heran. Die Folge davon ist, daß mit jeder Abwärtsbewegung der Fräser 27 der horizontale Hub des Werktisches verkürzt wird, weil die Kontaktrolle 54 den Mikroschalter MS3 jeweils etwas früher berührt.

Damit der Mikroschalter MS 1 beim Aufwärtshub des Fräseraggregates nicht durch die Kontaktrolle 123 betätigt wird, ist er so ausgebildet, daß er nur bei der Abwärtsbewegung betätigt wird. Das gleiche trifft auf den Mikroschalter MS 5 zu, während der Mikroschalter MS 4 nur dann betätigt wird, wenn sich die Kontaktrolle 123 aufwärts bewegt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kopierfräsmaschine, auf deren Grundrahmen ein Werktisch hin- und herbeweglich angeordnet ist und deren Fräser in einer zur Tischbewegung senkrechten Richtung hin- und herbewegt wird zur selbsttätigen Bearbeitung von dreidimensionalen Werkstücken, insbesondere der radialen Tragstreben des Lufteinlaßgußstücks für Gasturbinentriebwerke, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines in Abhängigkeit vom Vorschub des Fräsers (27) veränderlichen Hubes des Werktisches (12) ein stationärer hydraulischer Zylinder (37) vorgesehen ist, dessen Kolben (36 a) von den Bewegungen des Fräsers abgeleitete Bewegungen ausführt, sowie ein zweiter stationärer Zylinder (40), dessen Achse parallel zur Bewegung des Werktisches (12) liegt und der an seiner Kolbenstange (56) einen Mikroschalter (MvS*3) trägt, der die Bewegung des Werktisches in der einen Richtung begrenzt, wobei die beiden durch den Kolben gebildeten Kammern des einen Zylinders mit je einer solchen Kammer des anderen Zylinders verbunden sind und die beiden Zylinder gleiches Volumen, aber verschiedenes Länge-Durchmesser-Verhältnis aufweisen.

2. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des ersten Zylinders (37) parallel zur Bewegungsrichtung des Fräsers (27) liegt und daß sein Kolben (36a) von diesem unmittelbar mitgenommen wird.

3. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Länge des Hubes des in dem ersten Zylinder (37) angeordneten Kolbens (36 a) zur Länge des Hubes des in dem zweiten Zylinder (40) angeordneten Kolbens (56 a) so verhält wie die Höhe eines in die zu bearbeitende Fläche (51) eingreifenden Konus (55) zu dessen größtem Radius.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 927 479, 966 045;
schweizerische Patentschrift Nr. 243 171.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

®, 909 767/228 3.60