DE1175962B

DE1175962B - Device for lifting a tool after a cut has been completed, especially in milling machines

Info

Publication number: DE1175962B
Application number: DESCH23954A
Authority: DE
Inventors: Johann Heinrich Wichern
Original assignee: Schiess AG
Current assignee: Schiess AG
Priority date: 1958-04-25
Filing date: 1958-04-25
Publication date: 1964-08-13

Description

Vorrichtung zum Abheben eines Werkzeuges jeweils nach beendetem Schnitt, insbesondere bei Fräsmaschinen Bei der spanabhebenden Bearbeitung von Flächen, insbesondere beim Abfräsen von Flächen, werden die Werkstücke auf einen beweglichen Maschinentisch aufgespannt. Der das Fräswerkzeug tragende Support steht dagegen still. Umgekehrt kann auch das Werkstück auf einer Fundamentplatte befestigt werden, und der Fräsständer übernimmt die notwendige Vorschubbewegung. In beiden Fällen muß nach Beendigung eines Schnittes oder bei größeren Stücken nach der Beendigung der Bearbeitung eines Flächenstreifens das Fräswerkzeug in die Ausgangsstellung zurückkehren. Bei dieser im allgemeinen mit Eilgang ausgeführten Rücklaufbewegung muß nun das Werkzeug von der Arbeitsfläche abgehoben werden, um ein Zerkratzen der Fläche durch die Werkzeugschneiden, beispielsweise durch die Fräserzähne, zu vermeiden.Device for lifting a tool after the cut has been completed, especially with milling machines When machining surfaces, in particular When milling surfaces, the workpieces are placed on a movable machine table stretched. In contrast, the support carrying the milling tool stands still. Vice versa the workpiece can also be attached to a foundation plate, and the milling stand takes over the necessary feed movement. In both cases, after termination of a cut or, in the case of larger pieces, after finishing the machining Return the milling tool to the starting position. At this The tool must now move from the work surface can be lifted to avoid scratching the surface by the tool blades, for example through the cutter teeth.

Zur Durchführung dieser Abhebebewegung sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Die bekannten beziehen sich vorzugsweise auf sogenannte Konsolfräsmaschinen, bei denen der Werkstücktisch auf einem senkrecht verstellbaren Maschinenteil in Konsolform gleitet. Bei diesen Maschinen wird der Tisch für den Fräsgang mechanisch oder hydraulisch auf die für die Bearbeitung erforderliche Höhe eingestellt und beim Rücklauf auf die gleiche Weise etwas gesenkt. Bei einer bekannten Abhebevorrichtung für eine Maschine, deren Werkstücktisch auf einem unbeweglichen Bett gleitet, ist vorgesehen, daß der ganze das Fräswerkzeug tragende Spindelstock gehoben und gesenkt wird. Dies erfolgt mittels eines Motors, dessen Drehbewegung über ein Getriebe in eine Hebe-und Senkbewegung des Spindelstockes umgewandelt wird. Andere bekannte Vorrichtungen ermöglichen eine Abhebung des Werkzeuges durch von Hand zu betätigende Stellorgane, durch die eine Schnecke axial verschoben werden kann, die über eine Stellmutter die axiale Verschiebung der Pinole bewirkt.Various devices are used to carry out this lifting movement known. The known ones refer preferably to so-called console milling machines, where the workpiece table is on a vertically adjustable machine part in Console shape slides. With these machines, the table for the milling process is mechanical or hydraulically adjusted to the height required for the machining and lowered a bit in the same way when rewinding. In a known lifting device for a machine whose workpiece table slides on an immovable bed provided that the entire headstock carrying the milling tool is raised and lowered will. This is done by means of a motor, whose rotary movement is via a gear in a lifting and lowering movement of the headstock is converted. Other known Devices allow the tool to be lifted off by hand Control elements through which a screw can be moved axially, which has a Adjusting nut causes the axial displacement of the quill.

Die bekannten Vorrichtungen zur Abhebung des Werkzeuges vom Werkstück beim Rücklauf sind für schwere Fräsmaschinen ungeeignet, weil bei diesen ein Heben und Senken des Frästisches nicht in Betracht kommt, da die Tische eine Breite bis zu 4 m und eine Länge bis zu 20 m aufweisen und der Tisch auf einem fest mit dem Fundament verbundenen Bett bewegt wird. Weiter ist ein Heben und Senken des ganzen Spindelstockes untunlich, weil es sich bei diesem, sei es bei Langfräsmaschinen oder bei Waagerechtbohr- und -fräsmaschinen oder ähnlichen, um Gewichte von 30 bis 4.0 t handeln kann.The known devices for lifting the tool from the workpiece when reversing are unsuitable for heavy milling machines, because they involve lifting and lowering the router table is out of the question, as the tables are up to a width to 4 m and a length of up to 20 m and the table on a fixed with the Foundation connected bed is moved. Next is a rise and fall of the whole Headstock is impractical, because this is the case, be it with long milling machines or with horizontal drilling and milling machines or similar, by weights from 30 to 4.0 t can act.

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsmaschine, mit einer die Frässpindel umfassenden und führenden Pinole, die mit einer sich längs erstreckenden Zahnstange versehen ist, in welche eine Schnecke des Vorschub- und Anstellgetriebes eingreift, die.tüber stark verzahnte Räder antreibbar ist.The invention is based on a machine tool, in particular a milling machine, with a quill encompassing and guiding the milling spindle, with a longitudinal extending rack is provided, in which a screw of the feed and Adjusting gear engages, die.tüber strongly toothed wheels can be driven.

Die Erfindung ist dadurch. , gekennzeichnet, daß eines der der Schnecke vorgeschalteten Schrägzahnräder axial verschiebbar ist und daß diese das Abheben des Werkzeuges bewirkende Verschiebung in Abhängigkeit von der jeweiligen Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück selbsttätig erfolgt.The invention is thereby. , marked that one of the snail upstream helical gears is axially displaceable and that this lift-off of the tool causing displacement depending on the respective feed movement takes place automatically between tool and workpiece.

Mit dieser Lösung ist dein Umstand Rechnung getragen, daß eine Abhebevorrichtung möglichst einfach und sicher sein und nur einen sehr geringen Aufwand erfordern soll, weil es sich bei dem Abheben und Wiederzustellen um eine für die Bearbeitung an sich nebensächliche Bewegung handelt. Diese Einfachheit ist dadurch gewährleistet, daß die Vorrichtung nach der Erfindung unmittelbar eines der Getrieberäder des Vorschub- und Anstellgetriebes die Verstellung der Pinole veranlaßt, die Verschiebung des Getrieberades seinerseits in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt.With this solution your circumstance is taken into account that a lifting device be as simple and secure as possible and require very little effort is supposed to because liftoff and restore are one for editing is in and of itself a secondary movement. This simplicity is guaranteed by that the device according to the invention directly one of the gears of the feed and adjusting gear causes the adjustment of the quill, the displacement of the Gear in turn depending on the feed movement between the tool and workpiece takes place.

Im einzelnen kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Achse des verschiebbaren Schrägzahnrades dreh-, aber axial unverschiebbar in eine Hülse greift, die ihrerseits über ein Außengewinde mit einer von einem Bremsmotor drehbaren Mutter, durch Anschläge begrenzt, axial hin und her verschiebbar ist. Dabei handelt es sich um eine besonders einfache Lösung für die Verschiebung des Getrieberades und die Begrenzung des Verschiebeweges.In detail it can be provided according to the invention that the axis of the slidable helical gear rotatably but axially immovable engages in a sleeve, which in turn have an external thread with a nut rotatable by a brake motor, limited by stops, axially displaceable back and forth. It is about a particularly simple solution for shifting the gear wheel and the Limitation of the displacement path.

Eine besonders große Genauigkeit bei der Verschiebung ist notwendig, wenn es sich um die Zustellbewegung des Werkzeuges handelt. Um dies zu gewährleisten, kann erfindungsgemäß die Mutter über ein Schneckengetriebe von dem Bremsmotor antreibbar sein, dessen Schnecke in einer Drehrichtung zum Auslösen eines die Anstellbewegung des Werkzeuges in die Arbeitslage begrenzenden Schalters axial gegen eine elastische Kraft verschiebbar ist, und ein zwischen Hülse und Getriebegehäuse angeordneter, einstellbarer Anschlag die Rückholbewegung in die Arbeitslage der Pinole begrenzen. Indem die Rückholbewegung in die Arbeitslage der Pinole gegen eine elastische Kraft erfolgt, ist gewährleistet, daß die Lage der Teile zueinander gesichert ist und der Anschlag spielfrei wirksam wird, der seinerseits auf die gewünschte Lage eingestellt werden kann.A particularly high level of accuracy in the shift is necessary, when it comes to the infeed movement of the tool. To ensure this, According to the invention, the mother can be driven by the brake motor via a worm gear be, whose worm in one direction of rotation to trigger the adjustment movement of the Tool in the working position limiting switch axially against an elastic Force is displaceable, and arranged between the sleeve and the gear housing, adjustable stop limit the return movement into the working position of the quill. By the return movement in the working position of the quill against an elastic force takes place, it is ensured that the position of the parts to each other is secured and the stop becomes effective without play, which in turn is set to the desired position can be.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht.The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment illustrated.

F i g. 1 ist ein waagerechter Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt die wesentlichen Einzelteile der Vorrichtung in schaubildlicher Ansicht.F i g. 1 is a horizontal section through the device according to FIG the invention; F i g. 2 shows the essential individual parts of the device in perspective Opinion.

Die axial gerichtete Vorschub- bzw. Zustellbewegung der Pinole 1 wird durch die selbsthemmende Schnecke 2 eingeleitet und über ein Schneckenrad 3 auf die Vorschubantriebswelle 4 übertragen. Das Ende 5 der Vorschubantriebswelle 4 ist als Vielkeilwelle ausgebildet, so daß sich die Welle 4 in der Bohrung des Schneckenrades 3 axial verschieben kann. Mit der Vorschubantriebswelle 4 fest verbunden ist ein schräg verzahntes Rad 6, das mit einem schräg verzahnten Rad 7 kämmt, das seinerseits in ein schräg verzahntes Rad 8 eingreift, das auf einer Welle 9 fest angeordnet ist. Mit der Welle 9 fest verbunden ist weiterhin die vorzugsweise in zwei Teile aufgespaltene Schnecke 10, die mit einer Mutterzahnstange 11 im Eingriff ist. Die Mutterzahnstange 11 kann unmittelbar in die Pinole 1 eingearbeitet sein. Die Teile 2 bis 11 bilden das Vorschubgetriebe, mit dem das Werkzeug durch eine Drehbewegung der Schnecke 2 relativ zu einem Werkstück bewegt werden kann.The axially directed feed or infeed movement of the quill 1 is initiated by the self-locking worm 2 and via a worm wheel 3 on the feed drive shaft 4 transmitted. The end 5 of the feed drive shaft 4 is designed as a splined shaft, so that the shaft 4 is in the bore of the worm wheel 3 can move axially. With the feed drive shaft 4 is fixedly connected helical gear 6, which meshes with a helical gear 7, which in turn engages in a helically toothed wheel 8 which is fixedly arranged on a shaft 9 is. With the shaft 9 is still firmly connected, preferably in two parts split worm 10 engaging a nut rack 11. the The nut rack 11 can be incorporated directly into the quill 1. The parts 2 to 11 form the feed gear with which the tool rotates the screw 2 can be moved relative to a workpiece.

Das andere Ende 12 der Vorschubantriebswelle 4 ist als Lagerzapfen für eine Hülse 13 ausgebildet, derart, daß das Ende 12 der Vorschubantriebswelle 4 in der Hülse 13 drehbar, aber nicht axial verschiebbar ist. Die Hülse 13 hat ein Außengewinde 14, das mit einem Innengewinde 15 einer Mutter 16 im Eingriff ist, die in dem Getriebegehäuse 17 drehbar und axial nicht verschiebbar gelagert ist. Ein Ende der Mutter 16 ist geschlossen und läuft in einen Wellenzapfen 18 aus, der in dem Getriebegehäuse 17 gelagert ist und mit dem das Schneckenrad 19 fest verbunden ist. Das Schneckenrad 19 steht seinerseits mit einer Schnecke 20 im Eingriff, die sich auf einer Schneckenwelle 21 ; befindet. Das eine Ende 22 der Schneckenwelle 21 trägt ein Zahnrad 23, das mit einem Zahnrad 24 kämmt, das über eine Welle 25 von einem Elektromotor 26, der vorzugsweise als Bremsmotor ausgebildet sein kann, angetrieben wird. Das andere Ende ; 27 der Schneckenwelle 21 ist mittels einer Druckfeder 28 belastet, gegenüber deren Kraft sich die im Getriebegehäuse 17 axial verschiebbar gelagerte Schnekkenwelle 21 verschieben kann. Hat sich die Schnekkenwelle 21 unter Zusammendrücken der Schraubendruckfeder 28 um einen bestimmten Weg verschoben, so betätigt das Ende 27 der Schneckenwelle 21 einen Endschalter 29, der den Bremsmotor 26 abschaltet. Ein weiterer Endschalter 30 ist an dem Getriebegehäuse angebracht und ist mittels eines Ansatzes 31, der vorzugsweise mit der Hülse 13 aus einem Stück besteht und zusätzlich auf einer Welle 32 geführt sein kann, betätigbar. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung macht sich die bekannte Tatsache zunutze, daß mittels schrägverzahnter Räder eine Axialbewegung in eine Drehbewegung umgewandelt werden kann.The other end 12 of the feed drive shaft 4 is configured as a bearing journal for the sleeve 13, such that the end 12 of the feed drive shaft 4, but is rotatable in the sleeve 13 is not axially displaceable. The sleeve 13 has an external thread 14 which engages with an internal thread 15 of a nut 16 which is rotatably and axially non-displaceably mounted in the gear housing 17. One end of the nut 16 is closed and ends in a shaft journal 18 which is mounted in the gear housing 17 and to which the worm wheel 19 is firmly connected. The worm wheel 19 is in turn engaged with a worm 20, which is on a worm shaft 21; is located. One end 22 of the worm shaft 21 carries a gear 23 which meshes with a gear 24 which is driven via a shaft 25 by an electric motor 26, which can preferably be designed as a brake motor. The other end; 27 of the worm shaft 21 is loaded by means of a compression spring 28, against the force of which the worm shaft 21, which is mounted axially displaceably in the gear housing 17, can move. The worm shaft has shifted 21 while compressing the compression coil spring 28 by a certain distance, so 27 actuates the end of the worm shaft 21 a limit switch 29, which switches off the brake motor 26th Another limit switch 30 is attached to the gear housing and can be actuated by means of an attachment 31, which preferably consists of one piece with the sleeve 13 and can also be guided on a shaft 32. The device according to the invention makes use of the known fact that an axial movement can be converted into a rotary movement by means of helical gears.

Soll nach beendetem Schnittvorgang das mittels des Vorschubgetriebes 2 bis 11 auf eine bestimmte Schnitttiefe zugestellte Werkzeug. das in der Einspannvorrichtung 33 aufgenommen ist, von dem Werkstück abgehoben werden, so wird der Elektromotor 26 eingeschaltet, der über das Zahnradpaar 23, 24 die Schnecke 20 in Drehung versetzt, die ihrerseits das Schneckenrad 19 antreibt, so daß sich auch die axial unverschiebliche Mutter 16 dreht. Auf Grund der Wirkung der Gewinde 14, 15 wird die auf dem Lagerzapfenende 12 der Vorschubantriebswelle 4 gelagerte Hülse 13 in axialer Richtung bewegt. Dadurch wird auch dem schräg verzahnten Rad 6 eine Axialbewegung erteilt, die mittels der Schrägverzahnung des Rades 6 und der des Rades 7 in eine Drehbewegung des Rades 7 umgewandelt wird. Die Drehbewegung des Zahnrades 7 wird über Zahnrad 8, Schneckenwelle 9, Schnecke 10 und Mutterzahnstange 11 auf die Pinole 1 übertragen, welche die eingeleitete Abhebebewegung ausführt. Sobald der Ansatz 31 der Hülse 13 den Schaltstift des Endschalters 30 erreicht, wird der Elektromotor 26 außer Tätigkeit gesetzt.Should, after the end of the cutting process, the tool fed to a certain cutting depth by means of the feed gear 2 to 11. which is received in the clamping device 33, are lifted from the workpiece, the electric motor 26 is switched on, which sets the worm 20 in rotation via the gear pair 23, 24, which in turn drives the worm wheel 19, so that the axially immovable nut 16 turns. Due to the action of the threads 14, 15, the sleeve 13 mounted on the journal end 12 of the feed drive shaft 4 is moved in the axial direction. As a result, the helically toothed wheel 6 is also given an axial movement which is converted into a rotary movement of the wheel 7 by means of the helical teeth of the wheel 6 and that of the wheel 7. The rotational movement of the gear 7 is transmitted via gear 8, worm shaft 9, worm 10 and nut rack 11 to the quill 1, which executes the initiated lifting movement. As soon as the extension 31 of the sleeve 13 reaches the switching pin of the limit switch 30, the electric motor 26 is deactivated.

Das nunmehr vom Werkstück abgehobene Werkzeug kann in dieser Stellung ohne weiteres den Rücklauf in seine Anfangsstellung antreten. Nachdem das Werkzeug aus seiner Anfangsstellung auf eine neue Zeile eingestellt worden ist, muß es wieder auf die genaue Schnittiefe zustellt werden.The tool now lifted from the workpiece can be in this position easily return to its starting position. After the tool has been set to a new line from its initial position, it must again be delivered to the exact cutting depth.

Dazu wird der Elektromotor 26 jetzt in umgekehrter Drehrichtung angetrieben, so daß sämtliche Getriebeglieder die umgekehrte Bewegungsrichtung ausführen und die Pinole 1 in Richtung auf das Werkstück verschoben wird. Um die genaue Schnittiefe wieder zu erreichen, trifft die Hülse 13 mit ihrem aus der Mutter 16 herausragenden Ende auf einen Anschlag 34, der in dem Getriebegehäuse 17 einstellbar angeordnet ist. Ist die Hülse 13 an dem Anschlag 34 zur Anlage gekommen, so steht auch die Mutter 16 und das Schneckenrad 19 still, so daß sich die noch angetriebene Schnecke 20 aus dem Schneckenrad 19 herausdreht und sich in axialer Richtung entgegen der Federkraft der Feder 28 bewegt. Dadurch wird eine sichere vorgespannte Anlage der Hülse 13 an dem Anschlag 34 gewährleistet. Nachdem die Schnecke 20 sich um einen bestimmten Betrag in axialer Richtung verschoben hat, trifft das Schneckenwellenende 27 auf den Schaltstift des Endschalters 29, der den Bremsmotor 26 abschaltet.For this purpose, the electric motor 26 is now driven in the opposite direction of rotation, so that all the gear members carry out the opposite direction of movement and the quill 1 is shifted in the direction of the workpiece. In order to achieve the exact cutting depth again, the end of the sleeve 13 protruding from the nut 16 strikes a stop 34 which is adjustably arranged in the gear housing 17. If the sleeve 13 has come to rest against the stop 34, the nut 16 and the worm wheel 19 also stand still, so that the still driven worm 20 rotates out of the worm wheel 19 and moves in the axial direction against the spring force of the spring 28. As a result, a secure, pre-stressed contact between the sleeve 13 and the stop 34 is ensured. After the worm 20 has shifted a certain amount in the axial direction, the worm shaft end 27 hits the switching pin of the limit switch 29, which switches off the brake motor 26.

Soll die Vorschubantriebswelle 4 zur Vorschubbewegung bzw. zum Zustellen der Pinole 1 verwendet werden, so wird sie durch die Hülse 13 in axialer Richtung unverschieblich in ihrer Stellung festgehalten. Die Räderkette 6, 7, 8 dient dann als übertragungsglied für die Drehbewegung auf die Schnecke 10, die in Verbindung mit der Mutterzahnstange 11 den Arbeitsvorschub der Pinole 1 bewirkt.If the feed drive shaft 4 is to be used for the feed movement or for advancing the quill 1 , it is held in its position immovably by the sleeve 13 in the axial direction. The wheel chain 6, 7, 8 then serves as a transmission link for the rotary movement on the worm 10, which in conjunction with the nut rack 11 effects the working advance of the quill 1.

Claims

Claims: 1. Device for lifting a tool in each case after the end of the cut, especially on milling machines with a milling spindle comprehensive and leading quill with a longitudinally extending rack is provided in which a worm of the feed and adjustment gear engages, which can be driven via strongly helical gears, d a d u r c h g e - indicates that one (6) of the helical gears connected upstream of the worm (10) (8, 7, 6) is axially displaceable and that this brings about the lifting of the tool Shift depending on the respective feed movement between the tool and workpiece takes place automatically.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the axis (12) of the displaceable helical gear (6) rotatably or axially immovable in a sleeve (13) engages, which in turn has an external thread with one of a Brake motor (26) rotatable nut (16), limited by stops, axially back and forth is movable.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that that the nut (16) via a worm gear (19, 20) from the brake motor (26) is drivable, the screw (20) in a direction of rotation to trigger a die Adjustment movement of the tool in the working position limiting switch (29) axially against an elastic force (spring 28) and that a sleeve between (13) and gear housing (17) arranged, adjustable stop (34) the return movement limited in the working position of the quill. Publications considered: German Patent Nos. 564 845, 575 933, 579 382, 878 589, 886 239, 933 723; German Patent application G 5638 Ib / 49b (published on April 2, 1953); Swiss patent specification No. 192189; Catalog "Cincinnati 08 Plain Automatic Milling Machine" from Cincinnati Milling Machine Co, Cincinnati, Ohio USA. from 1947.