DE136261C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das Ausarbeiten der Mannlochöffnungen in Kesselblechen sowie der runden Oeffnungen für Gallowayröhren u. s. w. geschieht meistens noch mit der Hand oder mittelst unvollkommener Vorrichtungen in einem dem Hobeln ähnlichen Vorgange, welche Vorrichtungen beim Ausarbeiten von bombirten Blechen fast vollständig den Dienst versagen.

Eine vervollkommnete Maschine für genannten Zweck stellt nachstehend beschriebene Maschine dar, indem das Ausarbeiten ovaler und runder Oeffnungen in das Blech durch einen sich drehenden Fräser geschieht, dessen Zahnung so lang ist, dafs beim Ausfräsen von Oeffnungen in bombirten Blechen oder am Umfange von Walzenkesseln das fortzufräsende Material immer von dem Fräser getroffen wird, und zwar in seiner ganzen Stärke.

In Fig. ι ist ein Querschnitt durch die Maschine dargestellt.

Fig. 2 zeigt Schnitt A-B der Fig. 1, sowie den Grundriis.

Fig. 3 stellt die Seitenansicht der Maschine dar.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt C-D aus Fig. 3.

In Fig. 5 ist der Querschnitt E-F aus Fig. 4 dargestellt.

Fig. 6, 7 und 8 zeigen die Stellungen des Supports mit dem arbeitenden Fräser schematisch.

Fig. 9 stellt die vollständige Ellipsenbahn des Fräsers constructiv dar.

Um die Arbeitsbewegung des Fräsers in der erforderlichen Bahn zu ermöglichen, wird eine Fräserwelle a, welche den arbeitenden Fräser a± trägt, in einem Spindelstock a₂ gelagert und dieser Spindelstock in seinem oberen Ende mit einer runden Scheibe b ausgerüstet, um welche sich ein darüber angeordneter Supportschlitten O₁ frei drehen kann.

Der Antrieb des Fräsers erfolgt von einer verticalen Welle c aus, deren Lager C₁ C₂ an der Rückwand d der Maschine befestigt und welche in bekannter Weise in Bewegung gesetzt wird. Die Drehung der verticalen Welle c wird durch Riemen auf eine Zwischenwelle e und von dieser auf die Fräserwelle übertragen. Die Lager e_x e₂ dieser Zwischenwelle e sind an dem Spindelstock α₂ befestigt und bilden mit dem Arm f, der einerseits auf der festen Welle c und andererseits auf der Zwischenwelle e ruht, ein Gelenk. Durch dieses Gelenk und durch die ■ Länge des Armes f, sowie durch die drehbare Lagerung b des Spindelstocks a₂ im Support b_l (Fig. 1) wird nun erreicht, dafs die Lagerung der Welle c fest sein kann, während der arbeitende, d.h. um sich selbst drehende Fräser α_λ sich in Ellipsen oder Kreisbahnen bewegen kann, denn das Gelenk streckt sich, wenn der Fräser nach einem von der festen Welle c entfernteren Punkte sich bewegt, und wird zusammengezogen, wenn der Fräser, durch die Ovaloder Kreisbahn bedingt, in deren Nähe zu arbeiten hat. Die Uebertragung der Bewegung der festen Welle c auf den Fräser a_x kann auch auf andere Weise erfolgen, z. B. durch Wechselräder oder verschiebbare Welle u. s. w. .

Die Oval- bezw. Ellipsenbewegung wird hervorgerufen durch nachstehend beschriebenen Mechanismus.

Ueber ein im Hub verstellbares Kreisexcenter g und g₁ , das an einer um sich selbst drehenden Welle h befestigt ist und sich mit dieser dreht, wird eine Kappe i geschoben, welche das Excenter umschliefst; an der unteren Seite der Kappe i wird eine Supportführung k befestigt, in welcher ein Supportschlitten ^₁ angeordnet ist, der den drehbar gelagerten Spindelstock a₂ (Fig. i) mit dem rotirenden Fräser trägt. Zur Erzeugung der Ellipsenbewegung des Fräsers ist nothwendig, dafs sich das Excenter g g₁ mit seiner Welle Λ dreht, und ferner, dafs sich die Kappe i um das Excenter g g₁ dreht, jedoch müssen beide Drehrichtungen verschieden sein, aber die Geschwindigkeiten beider Drehrichtungen müssen sich gleichen. Die verlangten gegensätzlichen Drehrichtungen des Excenters g g₁ und der Kappe i werden hervorgerufen, indem auf der Welle h des Kreisexcenters g g₁ ein Schneckenrad / aufgekeilt ist, 'welches seine Bewegung durch eine Schnecke Z₁ (Fig. 3 und 4) erhält. Die Achse Z₂ (Fig. 4) dieser Schnecke Z₁ überträgt durch einfache RäderUbersetzung m (Fig. 1 und 4) mit gleicher Geschwindigkeit, jedoch entgegengesetzter Drehrichtung, die Bewegung auf eine andere Schnecke K₂, die in ein gleiches Schneckenrad n_s wie auf der Excenterachse h eingreift. Das Schneckenrad n_s ist auf eine Hülse 0 gekeilt. Diese Hülse ο ist in ihrem unteren Theile zu einem Schlitzhebel O₁ ausgebildet und dreht sich um das feste Lager ρ der Excenterwelle h und liegt mit ihrer unteren Seite auf der Kappe i auf.

An der Kappe i befindet sich ein Mitnehmerstift Z₁, welcher in den Schlitz O₁ (Fig. 1 und 2) der Hülse 0 hineinragt. Wird nun die Schnecke Z₁ gedreht, so wird auch die W'elle h mit dem Kreisexcenter g g_l gedreht, und durch die vorbeschriebene Räderübersetzung m wird die Hülse ο mit dem Schlitzhebel O₁ in entgegengesetzte, gleich schnelle-Bewegung kommen. Durch den im Schlitzhebel O₁ befindlichen Mitnehmerstift I₁ wird die Drehung der Hülse 0 in gleichem Sinne auf die Kappe i übertragen und hierdurch der an der Kappe befestigte Supportschlitten k und Spindelstock a.₂ mit Fräser CL₁ mitgenommen.

Durch das mit seiner Welle h sich drehende Kreisexcenter g g_x wird eine bestimmte, aber einstellbare excentrische Bewegung erzielt. Der Mitnehmerstift I₁ wird bei einmaliger Drehung des Excenters um seine Welle h in dem Schlitz O₁ der Hülse 0 (Fig. 2) einmal hin- und hergegangen sein.

Damit der Fräser CL₁ in einer Ellipsenbahn bewegt wird, ist es ferner nöthig, dessen Stellung vom Excentermittel zu fixiren (was durch einen Zeiger q (Fig. 3) an einer Scala genau abgelesen werden kann), und diesen Punkt derartig um das in entgegengesetzter Drehrichtung sich bewegende Excenter zu drehen, dafs nach jeder Vierteldrehung die Verbindungs- oder Verlängerungslinie des Fräsermittels und des Mittels der Excenterwelle durch den Mittelpunkt des Kreisexcenters bezw. der Kappe i geht. Dies wird erzielt, wenn beide Bewegungen mit gleicher Geschwindigkeit erfolgen und wenn die Anfangsstellung dieser Voraussetzung entspricht.

Angenommen, der Abstand des Fräsers von der Mitte des Excenters oder der Kappe sei 175 mm und die Excentricitä't des Kreisexcenters sei 25 mm und weiter angenommen, es sei zu Beginn der Arbeit die Anfangsstellung der drei Mittel derart, dafs die Verbindungslinie dieser drei Mittel eine Gerade bilde, und zwar, dafs die Mitte des Excenters zwischen Excenterwellenmittel und Fräsermittel liegt, so ergiebt sich aus dieser Stellung eine Entfernung von Mitte Excenterwelle bis Mitte Fräser von 175 + ²5 = ²oo mm. Fig. 6 stellt das Schema zu dieser Stellung dar. A ist der Mittelpunkt der Kappe i, B ist der Mittelpunkt der Excenterwelle und C ist der Mittelpunkt des Fräsers. Das um das Ganze gezogene Viereck soll den Supportschlitten k andeuten. Die Entfernung A-B ist die angenommene Excentricität, während A-C die fixirte Fräserentfernung ist; beide Entfernungen addiren sich in dieser Stellung.

i. Wird jetzt das Excenter um eine Vierteldrehung nach rechts und die Kappe mit dem daran sitzenden Support nach links gedreht, so erhält man nach Vollendung der ersten Vierteldrehung wieder eine Stellung, die der vorhergegangenen Voraussetzung entspricht, d. h. Mitte Fräser, Mitte Kappe und Mitte Excenterwelle liegen auf einer Geraden, nur mit dem Unterschiede gegen vorher, dafs jetzt die Mitte der Kappe aufserhalb der Verbindungslinie von der Mitte Excenterwelle zum Fräsermittel liegt. Es ergiebt sich für diese Stellung, bei dem gegebenen Abstand von 175 mm von Mitte Fräser bis Mitte Excenter und 25 mm Excentricität, eine Entfernung des Fräsers vom Wellenmittel von 175 — 25 mm = 150 mm.

Diese Stellung wird durch das Schema in Fig. 7 dargestellt. Die Welle mit dem Excenter hat sich in der Richtung des Pfeiles nach rechts gedreht, die Kappe mit dem daran hängenden Support nach links; die Verbindungslinie . durch die drei Mittel ist eine Gerade. A-C ist die Fräserentfernung von Mitte Kappe und A-B ist die angenommene Excentricität. Beide Entfernungen subtrahiren sich in dieser Stellung. Die^r in Fig. 7 einpunktirte Zwischenstellung der halben Viertelr

drehung macht die Verkürzung der Entfernung schon bemerkbar.

2. Nach Beendigung einer weiteren Vierteldrehung, also bis zur Hälfte einer vollen Umdrehung ist die Stellung genau so wie die als Anfangsstellung beschriebene, nur dafs der Punkt C an der gegenüberliegenden Seite des Punktes C in Fig. 6 liegt. Mitte Kappe A liegt auf der Geraden zwischen C-B, wodurch sich hier die Entfernung des Fräsers vom Excenterwellenmittel wieder auf 175 -)- 25 = 200 mm stellt. Diese Stellung wird durch Fig. 8 erläutert, die Kappe sowohl als auch das Excenter haben sich in der Richtung des Pfeiles gedreht und bei Erreichung der vollen Vierteldrehung addirt sich wieder B-A und A-C, um die volle Entfernung des Fräsers vom Wellenmittel zu ergeben. Die in Fig. 8 ebenfalls einpunktirte Zwischenstellung läfst die eingetretene Verlängerung des Abstandes C-B bereits erkennen.

3. Die vollendete dritte Vierteldrehung ergiebt wieder die Stellung, die nach Verlauf der ersten Vierteldrehung vorhanden war, nur steht auch hier wieder Punkt C an der entgegengesetzten Seite des Punktes C der Fig. 7. Die Verbindungslinie der drei Mittel ist eine Gerade und bei Ausmessung der Entfernung des Punktes C vom Wellenmittel B tnufs die Entfernung A-B von A-C subtrahirt werden, so dafs 175 — 25 = 150 mm bleiben.

4. Bei Beendigung der vierten Vierteldrehung des Schemas kehrt Punkt C wieder in die Anfangsstellung (Fig. 6) zurück, wodurch die Entfernung des Punktes C wie zu Anfang erhalten wird. Bei den in den vorstehenden Absätzen 1 bis 4 beschriebenen Vorgängen entsprechen die Anfangsstellungen von 1 (Fig. 6) und 3 (Fig. 8) dem langen Durchmesser der Ellipse, während die Anfangsstellungen von 2 (Fig. 7) und 4 (nicht gezeichnet) den kürzeren Ellipsendurchmesser ergeben. Die angenommenen Werthe eingesetzt ergeben für den langen Durchmesser 400 mm und für den kürzeren 300 mm.

Weil nun die Drehung des Excenters und der Kappe allmählich erfolgt, so wird auch der Abstand des Fräsers vom Kappenmittel allmählich vergröfsert oder verkleinert und der Fräser wird in einer ganz bestimmten Curve aus der Kreisbahn gedrängt, während die Curve selbst der Ellipsencurve entspricht, wie aus Fig. 9 hervorgeht, in welcher die Construction der Ellipse auf Grund vorstehender Erläuterung ausgeführt worden ist. .

Um Ellipsen anderer Gröfse erzeugen zu können, ist unter der Kappe i (Fig. 1) die Supportführung k (Fig. 3) mit dem darin befindlichen Schlitten ^₁ angeordnet, welche eine beliebige Verschiebung und Fixirung des Fräsers Ci₁ zuläfst, und um Ellipsen von anderer Durchmesserdifferenz herstellen zu können, ist der Hub des Kreisexcenters von Null zum Maximum verstellbar, was durch Einstellung der Schraube r bewirkt werden kann.

Soll der Fräser in einer Kreisbahn laufen, so wird die Excentricität des Excenters g g^l auf Null reducirt, so dafs Wellenmittel und Excentermittel zusammenfallen; sodann wird der Fräser mittelst des Supports b_l auf den gewünschten Durchmesser eingestellt. Der Fräser wird nun um die Welle h des Excenters g g_x einen Kreis von dem festgestellten Durchmesser beschreiben. Es können also mit der Maschine ohne Weiteres Kreise gefräst werden. Es könnte diese Arbeit auch erzielt werden mit Benutzung nur einer Schnecke Z₁, wenn die Kappe i mit dem auf Null eingestellten Excenter g g₁ gekuppelt ist.

Um die aufserordentlich grofsen Verschiedenheiten in den Umdrehungen des Supports (einmal in I¹J₂ Stunden) und der Fräserwelle (400 Mal in der Minute) herbeizuführen, kann sowohl die Fräserwelle α als auch die Schneckenwelle Z₂ gesondert mit entsprechender Geschwindigkeit angetrieben werden. Es können aber auch, wie auf Zeichnung dargestellt, beide Bewegungen von einem Antriebe hergeleitet werden. Zu diesem Zweck ist, wie in Fig. ι ersichtlich, eine horizontale Welle s für Riemscheibenantrieb S₁ und S₂ angeordnet, die ihre Bewegung durch Zahnräder t ^₁ auf die feste Welle c, durch welche der Fräser angetrieben wird, überträgt. Auf der anderen Seite dieser Riemscheibenwelle sitzt ein Triebrad M, welches in ein Zahnrad M₁ (Fig. 2, 3 und 4) greift. Auf der Achse M₂ (Fig. 4) ist ein Doppelexcenter ν befestigt. Dieses Doppelexcenter ν bewegt zwei Schalthebel V₁ und V₂ (Fig. i, 4 und 5), welche ihren Drehpunkt auf der Schneckenwelle Z₂ haben. Die Excentricität des Doppelexcenters ν ist derart bemessen, dafs der Vorschub der wirkenden Klinken nur den sovielten Theil eines Schaltradzahnes ausmacht, als Klinken vorhanden sind. Bei jedem neuen Hub kommen die verschieden langen Klinken nach einander zum Eingriff, wodurch eine sehr hohe Uebersetzung erreicht wird.

Diese Reduction der Bewegung kann auch auf andere Weise, z. B. durch Schnecken und Schneckenräder, Zahn- oder Daumenräder u. s. w., erfolgen.

Die manchmal wünschenswerthe Verticalbewegung der Fräserwelle kann erzielt werden, indem die Fräserwelle verstellbar angeordnet ist (wie in Zeichnung dargestellt). Es kann aber auch der ganze Mechanismus auf einer verticalen Supportführung angeordnet werden. Ferner können an Stelle des Supportschlittens k nebst Führung b zwei Platten angeordnet wer-

den, von denen die eine an der Kappe i befestigt ist, während die andere den drehbaren Spindelstock b trägt. Beide Platten sind gegen einander verschiebbar und feststellbar.

Claims (1)

1. P ATENT-An Sprüche:

   i. Maschine zum Fräsen von kreisrunden und ellipsenförmigen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dafs' ein im Hub verstellbares Kreisexcenter (g g₁) sich mit einer festen Achse (h) dreht, während gleichzeitig in umgekehrter Drehrichtung ein Schlitzhebel (O₁) bewegt wird, welcher, durch einen Mitnehmer (I₁) eine das verstellbare Kreisexcenter (g g_x) umschliefsende Kappe (i) bewegt, an welcher eine Supportführung (k) befestigt ist, die zur Aufnahme eines verstellbaren Supportschlittens ' (b_y) eingerichtet ist, in welchem der Spindelstock für die rotirende Fräserwelle drehbar angeordnet ist. ■

   Eine Fräsemaschine zum Ausfräsen elliptischer oder runder Oeffnungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs eine Fräserwelle in einem Spindelstock derartig gelagert ist, dafs sie sich um ihre eigene Achse drehen kann, und dafs der die Fräserwelle tragende Spindelstock sich seinerseits in einer verstellbaren Gleitplatte passiv drehen kann.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.