DE1236907B - Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES JmTWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT Deutsche Kl.: 49 a - 39/03

Nummer: 1 236 907

Aktenzeichen: S61750Ib/49a

1236907 Anmeldetag: 13. Februar 1959

Auslegetag: 16. März 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit mindestens einem verschiebbaren Werkzeugmaschinentisch, dessen Stellung durch Indeckungbringen eines Index mit dem auf einen Schirm projizierten Bild eines Teilstriches eines Präzisionsmaßstabes bestimmbar ist, mit einer mikrometrischen Vorrichtung zur Justierung der relativen Stellung von Index und erwähntem Bild sowie mit einer Repetiervorrichtung mit verstellbaren Anschlägen, welche die Wiederholung der erwähnten justierten Stellungen erlaubt.

Derartige Werkzeugmaschinen erlauben es, auf die umständliche Wiederholung der genauen Justierung des zu bearbeitenden Werkstückes, beispielsweise in einem Lehrenbohrwerk, zu verzichten, wenn es sich beispielsweise um die Präzisionsbearbeitung einer Werkstückserie handelt. Da vom Bedienenden bei der Werkstückjustierung in der Maschine im allgemeinen drei Einstelloperationen auszuführen sind, nämlich erstens die Grobeinstellung des verschiebbaren Werkzeugmaschinentisches, zweitens Einstellung eines Mikrometergerätes auf den gewünschten Millimeterbruchteil und drittens optische Feinjustierung durch Indeckungbringen einer Markierung mit einem Teilstrich, wird durch eine Repetiervorrichtung beträchtliche Arbeitszeit eingespart.

Eine bekannte Werkzeugmaschine des eingangs beschriebenen Typs (Schweizer Patentschrift 315 383) arbeitet mit einer Repetiervorrichtung, die eine dem gesamten Hub des verschiebbaren Werkzeugmaschinentisches entsprechende Länge hat und außerdem notwendigerweise als Ganzes selber um den Betrag einer Grobteilung axial gegenüber diesem Tisch verschiebbar montiert ist. Das hat den Nachteil, daß einerseits die Trommel in ihrer Länge dem möglichen Hub des verschiebbaren Werkzeugmaschinentisches angepaßt und auf der gesamten Hublänge dieses Tisches mit gleichmäßiger hoher Genauigkeit einstellbar sein muß, was eine komplizierte und kostspielige Ausbildung und Lagerung der Trommel bedeutet, und daß andererseits zur Justierung des Werkstückes die schwere und lange Trommel verschoben werden muß, was eine rasche und exakt reproduzierbare Einstellung erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Ausgehend von einer Werkzeugmaschine des eingangs beschriebenen Typs ist die Erfindung zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, daß die Repetiervorrichtung aus einer drehbaren, axial nicht verschiebbaren Trommel mit den stirnseitig angeordneten, verstellbaren Anschlägen besteht, gegen die ein parallel zum verschieb-Werkzeugmaschine

Anmelder:

Societe Genevoise d'Instruments de Physique,
Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dr. Fr. Hadenfeldt, Dr. H. Daube und H. Lienau, Rechtsanwälte, Hamburg 1, Mönckebergstr. 17

Als Erfinder benannt:

Andre Mottu,

Heinrich Gassmann,

Christian Koechlin, Genf (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 14. Februar 1958 (55 893)

baren Werkzeugmaschinentisch verschiebbares, die Lage des erwähnten Teilstrichbildes bestimmendes Teil unter der Wirkung von Rückstellmitteln zur Anlage kommt.

Nach der Erfindung ist also die Trommel lediglich in einem mit dem Werkzeugmaschinenbett ortsfest verbundenen Lager angeordnet und braucht nicht axial verschiebbar zu sein, und außerdem ist zur Feinjustierung lediglich ein Teil des optischen Projektionssystems oder aber der Präzisionsmaßstab selber um wenigstens die Länge einer Grobteilung verschiebbar zu lagern, wodurch eine sehr exakte und reproduzierbare Einstellung auf einfache und zuverlässige Weise durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an. einer Ausführungsform der Erfindung, nämlich am Beispiel eines Lehrenbohrwerks, sowie an zwei modifizierten Ausführungsformen der Einstellvorrichtung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht der Werkzeugmaschine von der Seite,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Maschinenbettes zusammen mit einer schematischen Darstellung der Feineinstellvorrichtung und der Repetiervorrichtung,

F i g. 4 eine Einzelheit der Repetiervorrichtung im Schnitt,

F i g. 5 eine schematische Ansicht der Feineinstellvorrichtung und

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F i g. 6 und 7 abgeänderte Ausführungsformen dieser Feineinstellvorrichtung.

Das dargestellte Lehrenbohrwerk besteht aus einem Bett 10, einem auf den Führungsbahnen IOa des Bettes verschiebbaren Werkstücktisch 11, zwei Ständern 12, einer auf diesen Ständern vertikal verschiebbaren Traverse 13 und einer horizontal auf der Traverse 13 beweglichen Bohrspindel 14.

Das Einstellen der von dem Tisch 11 bei einer Bearbeitung von Werkstücken einzunehmenden Stellungen erfolgt mit Hilfe einer schematisch in F i g. 5 dargestellten Präzisionsvorrichtung.

Diese Vorrichtung (F i g. 3 und 5) enthält ein graduiertes, unter dem Tisch 11 befestigtes Lineal

15 und eine optische Einrichtung, die ein Bild dieses Lineals auf einen im Bett 10 eingeschlossenen Schirm

16 wirft. Dieser Schirm ist teilweise von zwei Meßspitzen 16a verdeckt. Das optische System dieser Einstellvorrichtung besteht aus einer Lichtquelle 17, einer halb transparenten, halb reflektierenden Scheibe 19, einem das Strahlenbündel auf einen Abschnitt des Lineals 15 konzentrierenden Objektiv 20 und einem Satz Spiegel 21, 22, 23, die den vom Lineal 15 und der Scheibe 19 reflektierten Lichtstrahl auf den Schirm 16 richten, wobei sie auf dem Schirm ein Bild eines Teilstriches des Lineals 15 wiedergeben.

Die Spiegel 22 und 23 sind auf einem Schlitten 24 angeordnet, der mit Hilfe eines Steuermechanismus, der eine Mikrometerschraube 26, ein Hand-Teilrad 27 und eine das Trennen des Schlittens 24 von seiner Steuerung, d. h. seine Freigabe ermöglichende Kupplung 18 enthält, parallel zum Lineal 15 auf einer Führungsbahn 25 verschiebbar ist. Zur Vereinfachung der Erklärung der Arbeitsweise der Einstellvorrichtung und der Repetiervorrichtung ist in F i g. 5 die Repetiervorrichtung und in F i g. 3 der Steuermechanismus 26, 27 für den Schlitten 24 nicht dargestellt.

Um den Tisch 11 in eine bestimmte Stellung, beispielsweise auf das Maß 173, 585 mm zu bringen, verfährt man mit Hilfe der in F i g. 5 dargestellten Einstellvorrichtung wie folgt:

1. Man führt den Tisch 11 mit Hilfe des graduierten Hilfslineals IIa, auf dem Anschläge (Markierungen) 11 b verschiebbar sind, annähernd in die gewünschte Stellung, indem man den Teilstrich 173 des Lineals gegenüber einem mit dem Bett fest verbundenen Zeiger 10 b bringt. Bei der Durchführung dieses Vorgangs stellt sich der Millimeterstrich 173 des Präzisionslineals 15 mit der Genauigkeit dieser ersten Einstellung der optischen Achse des Objektives 20 gegenüber,

2. verstellt man den Schlitten 24 um eine Strecke von 0,585 mm mit Hilfe des aus der Schraube 26 und dem Hand-Teilrad 27 bestehenden Mikrometergerätes,

3. verstellt man ein zweites Mal den Tisch 11, bis der Teilstrich 173 des Lineals 15 genau zwischen den beiden Meßspitzen 16 a liegt.

Wenn diese drei Vorgänge beendet sind, ist die Einstellung des Tisches vollzogen.

Jedes InstelIungbringen des Tisches erfordert also eine Einstellung, die aus drei unterschiedlichen Vorgängen besteht.

Zur Vereinfachung und Beschleunigung der Arbeit im Falle der Bearbeitung einer Werkstückserie enthält die Maschine nach der Erfindung eine Repetiervorrichtung, die den Bediener davon befreit, für jedes neue Instellungbringen des Tisches 11 den aus dem Verschieben des Schlittens 24 um den gewünschten Millimeterbruchteil bestehenden Vorgang zu wiederholen.

Tatsächlich gestattet diese Vorrichtung das automatische Einstellen dieses im dargestellten Beispiel 585 Mikron betragenden Bruchteiles. Allgemeiner gestattet diese Vorrichtung das automatische Festlegen der mikrometrisch gemessenen Verstellungen einer Reihe von aufeinanderfolgenden Einstellungen.

is Zu diesem Zweck enthält die Repetiervorrichtung nach der Erfindung eine Reihe von in Gewindelöcher einer Trommel 29 eingeschraubten einstellbaren Anschlägen 28, gegen die der Schlitten 24 sich mit Hilfe eines Anschlages 30 und unter der Einwirkung einer Feder 31 legt und sich in den durch die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgänge vorgeschriebenen Stellungen mit Genauigkeit festlegt.

Die Trommel 29 wird von einem ortsfesten Lager 32 des Bettes 10 getragen, und ihre dem Fluchten eines Anschlages 28 mit dem Anschlag 30 entsprechenden Winkelstellungen werden durch unter Federdruck stehende, mit einer Scheibe 34 der Trommel 29 zusammenarbeitende Verriegelungsstifte 33 bestimmt.

Der das Einstellen der axialen Lage der Anschläge 28 und das Einnehmen der aufeinanderfolgenden Winkelstellungen durch die Trommel 29 ermöglichende Mechanismus enthält eine Welle 35 und eine Stange 36, die im Bett 10 parallel zum Lineal 15 so angeordnet sind, daß sie sich axial verschieben lassen.

In F i g. 3 weist die Welle 35 von rechts nach links einen Abschnitt mit quadratischem Querschnitt 37, einen Abschnitt mit kreisförmigem Querschnitt 38, eine Schneckenverzahnung 39 und an ihrem linken Ende einen mit Ringnuten versehenen Abschnitt 40 auf. Zwischen ihrer Schneckenverzahnung 39 und dem mit Ringnuten versehenen Abschnitt 40 trägt die Welle 35 einen Zahnkranz 41, der drehungsmäßig mit ihr verbunden ist und ortsfest bleibt, wenn die Welle 35 axial verschoben wird. Der prismatische Abschnitt 37 durchquert die Scheibe 34 durch eine Öffnung mit quadratischem Querschnitt hindurch in der Weise, daß die Trommel 29 mit der Welle 35 drehungsmäßig fest verbunden ist. Der Abschnitt 37 endet in einem scheibenförmigen Abschnitt 42, der mit einem Anschlag 43 des Schlittens 24 in einer nachstehend näher zu beschreibenden Weise zusammenwirken soll.

Die Schneckenverzahnung 39 steht mit einem Ritzel 44 und einer Steuerstange 45 in Eingriff, deren Betätigungsorgan aus einem Handgriff 46 besteht, während der Zahnkranz 41 mit einem Ritzel 47 zusammenwirkt, das mit einer Anzeigescheibe 48 gekuppelt ist, auf der acht, den acht Winkelstellungen der Trommel 29 entsprechende Ziffern eingraviert sind.

Die Stange 36 weist in F i g. 3 von links nach rechts einen Anschlag 49 sowie einen Bund 50 auf, und endet rechts in einem Schraubenzieher 51. Zwischen dem Anschlag 49 und einem Lager 58 ist frei beweglich eine mit Umfangrillen versehene Buchse 80 angeordnet, während zwischen dem Schrauben-

zieher 51 und dem Bund 50 die Stange 36 eine mit Außengewinde versehene Buchse 52 trägt, durch die sie zwar frei hindurchgeht, mit der sie aber drehungsmäßig fest verbunden ist.

Die Buchse 52 steht mit einem Ritzel 53 in Eingriff, das auf dem Ende einer Stange 54 angeordnet ist, deren anderes Ende einen Betätigungsgriff 55 trägt.

Der mit Ringnuten versehene Abschnitt 40 und die mit Umfangsrillen versehene Buchse 80 sind über ein Zahnrad 56 kinematisch miteinander verbunden.

Der Mechanismus wird durch eine Feder 57, die zwischen dem Bund 50 und dem Lager 58 um den Körper der Stange 36 gewickelt ist und das Bestreben hat, die Stange 36 in F i g. 3 nach rechts zu verschieben, und weiter durch eine von der Feder 60 beaufschlagte Verriegelung 59 vervollständigt, die die Stange 36 in axialer Richtung in der Stellung sperrt, in der sie in F i g. 3 dargestellt ist, wenn die Verriegelung der Einwirkung der Feder 60 ausgesetzt ist. Diese Verriegelung hat einen Stößel 61, mit dessen Hilfe man sie gegen die Wirkung der Feder 60 verschieben und sie unwirksam machen kann.

Das Einstellen der Anschläge 28 erfolgt bei der Bearbeitung des ersten Werkstückes, indem man sie in der Trommel nach jeder Feineinstellung einer Stellung des Tisches 11 nacheinander in axialer Richtung verschiebt. Diese Einstellung wird mit Hilfe des Schraubenziehers 51 vorgenommen, den man vorher freigibt, indem man so auf den Stößel 61 einwirkt, daß er sich in die Ausnehmung eines Anschlages 28 setzt, und den man dann mit Hilfe des Handgriffes 55 dreht. Man stellt die axiale Stellung jedes Anschlages so ein, daß der Schlitten 24, der von seiner Mikrometersteuerung 26, 27 getrennt und der Einwirkung der Feder 31 ausgesetzt ist, genau in der gewünschten Stellung stehen bleibt, wenn er von einem der Anschläge 28 angehalten wird.

Um alle einzustellenden Anschläge 28 nacheinander in Verlängerung des Schraubenziehers 51 zu bringen, bedient man sich des Handgriffes 46, der in zwei Phasen wie folgt arbeitet:

Die Drehbewegung dieses Handgriffes hat zunächst nicht das Drehen der Welle 35 zur Folge, sondern infolge des Druckes der Verriegelungen 33 und der Gleichförmigkeit der Verzahnungen 39 und 44 die axiale Verschiebung dieser Welle von links nach rechts zur Folge bis zu dem Augenblick, da das Ende 39 a der Verzahnung 39 gegen die Fläche 29 α der Trommel 29 stößt. Während dieser ersten Phase tritt der scheibenförmige Abschnitt 42 mit dem Anschlag 43 in Berührung, und der Schlitten 24 wird in F i g. 4 entgegen der Wirkung der Feder 31 nach rechts zurückgestoßen.

Sobald die Flächen 29 a und 39 a miteinander in Berührung treten, wird die Welle durch die Stange 45 drehungsmäßig mitgenommen, und dreht sich die Trommel 29 mit der Welle 35. Beim Ankommen eines neuen Anschlages 28 gegenüber dem Schraubenzieher 51, das einerseits durch das Einrasten der beiden Verriegelungsstifte 33 in die nächsten Rasten der Scheibe 34 und andererseits durch das Erscheinen einer neuen Zahl der Scheibe 48 in einem Fenster 48 a des Bettes erkennbar ist, läßt der Bediener den Handgriff 46 los. Die Trommel 29 bleibt stehen, und die Feder 31 führt den Schlitten 24 soweit nach links zurück, bis sein AnschlagSO durch den neuen in Stellung gebrachten Anschlag 28 angehalten wird.

Die Verschiebung der Welle 35 nach rechts während der ersten Phase dieser Funktion wird infolge der Verbindung 40-56-80 von einer Verschiebung der mit Umfangsrillen versehenen Buchse 80 nach links begleitet. Wenn während dieser Phase der Schraubenzieher 51 aus der Trommel 29 herausgezogen wird, hat diese Bewegung der mit Umfangsrillen versehenen Buchse 80 keine Auswirkung auf die axiale Stellung des Schraubenziehers. Wenn jedoch dagegen der Schraubenzieher in eine Ausnehmung eines Anschlages 28 gesteckt wird, tritt die Buchse 80 am Anfang ihrer Verschiebung nach links mit dem Anschlag 49 in Berührung und nimmt den Schraubenzieher nach links mit, was zur Folge hat, daß er aus der Ausnehmung, in der er sich befand, herausgezogen wird. Die Stellung des Anschlages 49 ist natürlich so berechnet, daß der Schraubenzieher vor Beginn der zweiten Phase der Bewegung der Welle 35, d. h. während der Drehbewegung, aus der Trommel herausgezogen ist.

Wenn das Einstellen aller Anschläge 28 durchgeführt worden ist, benutzt man die Repetiervorrichtung für alle weiteren Werkstücke in der gleichen Weise, wie während der Einstellung der Anschläge, indem man die Trommel 29 mit Hilfe des Handgriffes 46 und der Anzeigescheibe 48 die für die Folge der Arbeitsvorgänge erforderlichen aufeinanderfolgenden Winkelstellungen einnehmen läßt.

Auf diese Weise wird jedes Instellungbringen des Tisches 11 auf die nachfolgenden Vorgänge beschränkt:

1. Einstellen des Tisches auf eine der gewünschten Endstellung annähernd entsprechende Stellung,

2. Einschalten des ersten Anschlages 28 durch Drehen des Handgriffes 46, wobei dieser Vorgang den langwierigen Vorgang des Einstellens des Millimeterbruchteiles ersetzt,

3. Verstellen des Tisches bis zum Erzielen einer Deckung der Meßspitzen 16 a mit dem Bild eines Teilstriches des Lineals 15.

Es ist auch noch vorgesehen, daß man die Stellung des Anschlages 30 gegenüber dem Schlitten 24 mit Hilfe eines über ein Zahnrad 63 mit der Tragstange 64 des Anschlages verbundenen Handrades 62 axial einstellen kann. Auf diese Weise brauchen die zu bearbeitenden Werkstücke nicht in genau markierten Stellungen befestigt zu werden, sondern es reichen einfach annähernd bestimmte Stellungen aus. Der Abstand zwischen der wirklichen Stellung eines Werkstückes auf dem Tischll und der genauen Stellen, die es einnehmen müßte, wenn diese Vorrichtung nicht vorhanden wäre, wird durch axiale Verschiebung des Anschlages 30 vor der ersten Verstellung des Tisches ausgeglichen.

Es ist klar, daß die vorbeschriebene Repetiervorrichtung nicht unbedingt mit der in F i g. 5 schematisch dargestellten Feineinstellvorrichtung verwendet werden muß. Besonders könnte sie mit einer der in F i g. 6 und 7 veranschaulichten Vorrichtungen kombiniert werden.

Bei der ersten dieser Vorrichtungen (F i g. 6) ist das Lineal mit Präzisionsteilung 15 ortsfest gegenüber dem Tisch 11 wie bei der Vorrichtung nach Fig. 5 angeordnet, jedoch wird das Bild dieses Lineals bei der Feineinstellung durch Verschieben einer die Lichtquelle 17, die halbtransparente, halb-

Claims (9)

reflektierende Scheibe 19 und das Objektiv 20 enthaltenden Kammer 64 verschoben. In der zweiten Vorrichtung (F i g. 7) erfolgt die Feineinstellung des Tisches 11 durch Verschieben des unter dem Tisch verschiebbar angebrachten Lineals 15, während sämtliche Teile des optischen Systems gegenüber dem Bett 10 ortsfest sind. Patentansprüche:

1. Werkzeugmaschine mit mindestens einem verschiebbaren Werkzeugmaschinentisch, dessen Stellung durch Indeckungbringen eines Indexes mit dem auf einen Schirm projizierten Bild eines Teilstrichs eines Präzisionsmaßstabs bestimmbar ist, mit einer mikrometrischen Vorrichtung zur Justierung der relativen Stellung von Index und erwähntem Bild sowie mit einer Repetiervorrichtung mit verstellbaren Anschlägen, welche die Wiederholung der erwähnten justierten Stellungen erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß die Repetiervorrichtung aus einer drehbaren, axial nicht verschiebbaren Trommel (29) mit den stirnseitig angeordneten, verstellbaren Anschlägen (28) besteht, gegen die ein parallel zum verschiebbaren Werkzeugmaschinentisch (11) verschiebbares, die Lage des erwähnten Teilstrichbildes bestimmendes Teil (24, 64, 15) unter der Wirkung von Rückstellmitteln (31) zur Anlage kommt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine parallel zur Achse der Trommel (28) angeordnete, axial verschiebbare Stange (36) mit einem an ihrem einen Ende befestigten Schraubenzieher (51) zum Einstellen der als Schrauben ausgebildeten Anschläge (28).

3. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (36) unter der Wirkung einer Feder (57) in Richtung auf die Trommel (29) gedrückt und durch eine lösbare Verriegelung (50, 59) in von der Trommel zurückgezogener Stellung gehalten wird.

4. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die Trommel (29) durchstoßende, axial verschiebbare, jedoch

mit der Trommel drehfest verbundene Welle (35), die bei Verschiebung in Richtung auf das erwähnte verschiebbare Teil (24, 64, 15) einerseits dieses Teil vom Anschlag der Trommel und andererseits über eine kinematische Verbindung (40, 56, 80) den gegen einen Anschlag gedrückten Schraubenzieher abhebt.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (29) durch eine Rastung (33, 34) in den Winkelstellungen gehalten wird, in denen einer der erwähnten Anschläge wirksam ist.

6. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Welle (35) über ein Ritzel (44) und eine auf der Welle (35) angeordnete Schnecke (39) kinematisch verbundenes Betätigungsorgan (46) vorgesehen ist, dessen Drehung in einer ersten Phase infolge der erwähnten Rastung (33, 34) die Welle (35) lediglich axial verschiebt und erst nach Anschlag der Schnecke (39) gegen die Trommel (29) in einer zweiten Phase die Drehung der Welle (35) und damit der Trommel (29) bewirkt.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare bewegliche Teil ein Schlitten (24) ist, auf welchem Elemente (21, 22, 23) des optischen Systems zur Projektion des Teilstrichbildes angeordnet sind.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte verschiebbare Teil ein Schlitten (64) ist, auf welchem das Objektiv (20) und wenigstens ein den Strahlengang umlenkender Spiegel (19) des optischen Systems zur Projektion des Teilstrichbildes angeordnet sind.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte verschiebbare Teil der Präzisionsmaßstab (15) selber ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 315 383;
französische Patentschrift Nr. 1 133 568;
britische Patentschrift Nr. 766 547.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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