DE1945690A1

DE1945690A1 - Fraesmaschine

Info

Publication number: DE1945690A1
Application number: DE19691945690
Authority: DE
Inventors: Donato Pasquale
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1968-09-25
Filing date: 1969-09-10
Publication date: 1970-09-24
Also published as: FR2018814A1; GB1285914A; DE6935427U; US3657961A

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50, -8,9.69 TELEGRAMME: KARPATENT KDNiGSTRASSE 28

W. 23 873/69 12/Pl

Pirelli Societa per Azioni Mailand (Italien)

Fräsmaschine

Gegenstand der Erfindung ist eine fräsmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere Gießformen, Kokillen, Schablonen od. dgl., bei welcher die Werkzeuge an einem Träger angeordnet sind, der um eine durch die Spitzen der Werkzeuge gehende Achse schwenkbar ist, und bei welcher vier Belativbewegungen zwischen der Fräserachse und den zu bearbeitenden Werkstücken verfügbar sind.

Diese Bewegungen sind: die Drehung des zu bearbeitenden Werkstückes um eine senkrechte Achse, die Verschiebung des zu bearbeitenden Werkstückes in einer waagerechten Ebene, die Verschwenkung der Fräserachse in einer senkrechten Ebene und die waagerechte und senkrechte Verschiebung der Fräserachse.

Gemäß der Erfindung weist die Fräsmaschine wenigstens eine Plattform bzw. einen Tisch auf, der ein zu bearbeitendes Werkstück aufnimmt und um eine senkrechte Achse drehbar oder in einer vorbestimmten Eichtung waagerecht verschiebbar ist. Vorzugsweise weist die Fräsmaschine jedoch zwei Tische auf, die mit Bezug auf den Träger der Spindeln symmetrisch ange-

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ordnet und mit diesem mittels eines fest angeordneten Gestells verbunden sind. DerSpindeltrager weist einen Schlitten für die senkrechte Bewegung, einen Schlitten für die waagerechte Bewegung und einen Quer rahmen auf, der um eine waagerechte Achse schwenkbar ist, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Richtung der waagerechten Bewegung der Präsmaschine erstreckt. An den landen des Schwenkrah/mens sind Spindeltragarine zusammen mit zugehörigen Motoren für die Arbeitsbewegung der Maschine angeordnet.

Um zwei gleiche oder symmetrische Vrferkstücke gleichzeitig zu bearbeiten, ist die Maschine entweder mit.zwei die Werkstücke aufnehmenden Tischen, die sich in gleicher oder in entgegengesetzter Sichtung drehen können, oder mit zwei Tischen versehen, die miteinander ausgerichtet sind und gleiche oder entgegengesetzte Verschiebebewegungen in einer Richtung quer zu der obengenannten waagerechten Bewegung der Fräserachse ausführen können. ' - -

Der eine der beiden Tische kann für einen senkrechten vorbestimmten Hub eingestellt werden, um mögliche Unterschiede in der Dicke der zu bearbeitenden «erkstücke auszugleichen, die auf den Tischen aufliegen und von ihnen gehalten werden.

Auf diese Weise ist es möglich, die beiden Hälften einer Form zu erhalten, die gleich oder symmetrisch sein können und die beispielsweise im Fall einer Form für Fahrzeugreifen das Fräsen von !Tuten, die entlang verschiedener Wege auf Umdrehüngsflachen gebildet werden, sowie von Aus-^: nehmungen erfordern, deren Seiten verschiedene Neigungen;-haben können, die mit Bezug auf die Bodenflache selbst der gleichen Ausnehmung änderbar sein können.

Der Schwenkrahmen kann aus Raumgründen vorzugsweise eine Schwenkbewegung von + 45° um die genannte waagerechte Achse ausführen, jedoch können die Spindeltragarme von zwei -Arten sein, die austauschbar und leicht ersetzbar aind,

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wobei die eine Art es ermöglicht, die Achse der Fräsnaschine senkrecht anzuordnen, während die andere Art es ermöglicht, die Achse des Fräsers waagerecht anzuordnen, wenn der Schwenkrahmen sich in senkrechter Stellung befindet, um zwei Arbeitsbereiche zu schaffen, und zwar einen mit waagerechter mittlerer Achse und einen mit senkrechter mittlerer Achse, wobei die beiden Bereiche entlang einer im Winkel von 45° liegenden geraden Linie aneinandergrenzen, so daß es möglich ist, über einen Bogen voe 180° zu arbeiten.

Wenn die Schwenkachse des Schwenkrahmens durch die Werkzeugapitzen hindurchgeht, kann der Teil der geraden Linie, der die Achse der Fräsmaschinedarstellt, sich mit dem Ende, welches seine Spitze bildet, entlang der waagerechten oder senkrechten orthogonalen Koordinaten bewegen, und mit den anderen Ende in einer radialen senkrechten Ebene, die durch die Achse der Form hindurchgeht, oder irgendwie in einer senkrecnten Ebene bewegen, die parallel zu der Richtung der waagerechten Bewegung der werkzeuge ▼erläuft.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Steuerung der Bewegungen der Fräserachse relativ zu den zu bearbeitenden Material ■ittels numerischer dteuerprogrammsysteme, Lochbandsysteme oder Magnetb^ndsysteme od. dgl. und auch mittels einer Kopierschablone und/oder einer Kombination solcher Systeme.

Vorzugsweise wird eine dieser Bewegungen so gesteuert, daß sie dem Profil einer Schablone folgt, welche die 3rund- oder Bezugsfläche darstellt, beispielsweise das Außenprofil eines Reifens.

Sie Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einer Doppelfräsmaschine zum Bearbeiten von Formen für Fahrzeugluftreifen beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Maschine.

Fig. 2 ist eine Draufsicht der Maschine gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Langeschnittarsicat nach der Linie III - III der Fig. 2.

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Fig. 4 ist eine senkrechte Querschnittansicht nach der

Linie IV - IV der Fig. 3. Fig. 5 ist eine senkrechte Querschnittansicht nach der Linie V - V der Fig. 3.

Fig. 6a und 6b zeigen jeweils eine senkrechte Querschnittansicht einer Plattform bzw. eines Tisches nach der Linie VI - VI der Fig. 3, wobei die Spindel in Fig. 6a in waagerechter .und in Fig. 6b in senkrechter Stellung wiedergegeben ist.

Fig. 7 ist eine -Draufsicht. der Maschine, bei der die mit waagerechter Achse angeordneten Spindeln gemäß Fig. 6a sich in der Arbeitsstellung befinden.

Die in der Zeichnung dargestellte Doppelfräsmaschine gemäß der Erfindung weist ein mittleres Gestell 1, zwei seitliche Ansätze 2 und 3, in denen drehbare Plattformen oder Tische 4 bzw. 5 abgestützt sind, und einen in dem Gestell 1 waagerecht verschiebbaren mittleren Schlitten auf, in welchem ein Schwenkrahmen 7 schwenkbar gelagert ist.

Die Tische 4 und 5 sind um ihre senkrechte Achse drehbar und mit Backen ε versehen, die vorzugsweise selbstzentrierende Einrichtungen aufweisen, um das zu bearbeitende Werkstück auf dem Tisch 4 bzw. 5 zu halten.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß sich von dem mittleren Gestell 1 der Maschine zu beiden Seiten Grundteile 9 und erstrecken, auf denen Träger 11 bzw. 12 für die Tische bzw. 5 angeordnet sind. Während der Träger 12 des Tisches für seine Abstützung ein Lager 13 direkt trägt, das in Drehrichtung des Tisches 5 verschiebbar ist, der sich daher auf einer gewissen festen Höhe befindet, stützt der Träger für den Tisch 4 mittels eines Gewindes 11a od. dgl. eine Zwischenhülse 14 _;ab» auf der ein Lager 15 für die Verschiebung des Tisches 4 angeordnet ist. Die Zwischenhülse

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15 ist an ihrer Außenseite mit einem Ringzahnrad Ha versehen, das mit einem Ritzel 16 eines Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebes 16a kämmt. Durch Drehen des Ritzels

16 wird die Hülse 14 zufolge der Gewindeverbindung 11a zwischen dem fest angeordneten Träger 11 und der Hülse 14 gehoben oder gesenkt.

Die Drehung der beiden Tische 4, 5 wird über ein äußeres Ringzahnrad 4a bzw. 5a mittels eines Ritzels od. dgl. gesteuert, das einem Geschwindigkeitsuntersetzungsg.e triebe zugeordnet ist, welches von einer öldynamischen Einheit 22 (Fig. 4) gesteuert wird. Bin drei Stellungen aufweisendes G-eschwindigkeitsgetriebe 22a ist in der kinematischen Kette des einen Tisches 4 angeordnet, um die Kraftübertragung abzuschalten oder zu bewirken, daß der Tisch 4 sich in der gleichen oder der entgegengesetzten Richtung wie der andere Tisch 5 dreht. Das Ringzahnrad 4a des Tisches 4 ist in axialer Richtung verlängert, um die Übertragung der Drehbewegung in den verschiedenen Hohen zu ermöglichen, die durch die Bewegung der Zwischenhülse 14 gemäß vorstehender Beschreibung erreicht werden können. Die Axialbewegung des

Tisches 4, die mittels einer Einrichtung erhalten wird, die kleine und selbst mikrometrische Verschiebungen ermöglicht, ist vorgesehen, um die zu bearbeitenden Flächen auf die gleiche Höhe einzustellen, selbst wenn die Dicke der auf den Tischen 4, 5 angeordneten Werkstücke sich in sehr großen Toleranzgrenzen ändert, wie es die gewöhnlich zugelassene Praxis beim Aufbau der äußeren Wände von Formen, Kokillen u. dgl« ist.

Ein Schlitten 17 (siehe auch Fig. 4 und 5) ist in dem mittleren Gestell 1 in senkrechter Richtung bewegbar angeordnet. Der Schlitten 17 erstreckt sich in. waagerechter Richtung entsprechend der Größe des zu bearbeitenden Werkstückes- ·

DerSchlitten 17 weist einen aus verschweißten Rechteckrohren gebildeten Grundteil auf, der mit ebenfalls? aua

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verschweißten Rechteckrohren gebildeten Wänden 17a starr verbunden ist. An den Enden des Schlittens 17 sind Gewindewellen 18 vorgesehen, die von einer einzigen Welle 19 gesteuert werden, welche von einem nicht dargestellten zweckentsprechenden Motor über Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 20 angetrieben wird.

Auf den Gewindewellen 18 sind mit Gewinde versehene Hülsen 21 zum Heben und 3_enken des Schlittens 17 angeordnet, an dem sie befestigt sind. PerAufbau ist auf Führungsrollen verschiebbar, und die Gewindewellen 18 sind vorzugsweise solche mit umlaufenden Kugeln.

Auf dem Schlitten 17 ist der Schlitten 6 in waagerechter Richtung mittels Führungsrolleη 25 verschiebbar. Der Schlitten 6 hat die Gestalt eines Kastens und weist Lager 6a auf, in welchen die Schwenkzapfen 7a des Schwenloahmens aufgenommen sind.

Der waagerecht verschiebbare Schlitten 6 wird über eine zu ihm mittige Gewindewelle 24 und eine mit dem Schlitten verbundene Gewindehülse 25 verschoben. Die Gewindehülse 25 wird von einem nicht dargestellten Motor, vorzugsweise einem hydraulischen Motor, gesteuert.

In dem Schlitten 6 ist ferner eine Gewindewelle 26angeordnet (Fig. 4), die einem Schlitten 27, der mit einer sektorartigen Verlängerung 28 des Schwenkrahmens 7 im -Singriff steht, eine waagerechte Bewegung erteilt_r so daß die waagerechte Bewegung des Sehlifctens 27 zu einer Winkelbewegung des Sehwenkrahmens 7 fufert.

Die Verbindung zwischen den beiden Teilen erfolgt vorzugsweise mittels gekreuzter MetallbändeT_r jedoch kann axe auch mittels einer üblichen Verzahnung od. dgl., insbesondere aus Sicherheitsgründen, und mit einem Spiel zwischen den Zähnen erfolgen.

Der Schwenkrahmen 7 trägt an seinen Bnden 7b Arme 29 und 30, an denen motorgetriebene Spindeln 5t bzw. 52 angerordnet sind, an deren Enden Fräswerkzeuge 55 bzw· 34 ange-

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bracht aind, welche die Bearbeitung ausführen (Fig. 6a, 6b).

Zufolge der Anordnung der Schwenkzapfen 7a und der Enden 7b des Schwenkrahmens 7 und zufolge der Gestalt und Anordnung der Arme 29 und 30 und der botosgetriebenen Spindeln 31, 32 liegen die Spitzen der an den motorgetriebenen Spindeln 31, 32 angebrachten Werkzeuge 33, 34 in Ausrichtung ait der Achse X-X der Schwenkbewegung des Rahmens 7 um die Schwenkzapfen 7a.

Gemäß der Erfindung können die an den Enden 7b des Schwenkrahmens 7 befindlichen Arme 29, 30 Jeweils eine motorgetriebene Spindel tragen, deren Achse waagerecht ▼erläuft, wenn der Schwenkrahmen 7 sich in senkrechter Stellung befindet, wie es in Fig. 1, 2, 3, 6a und 7 für die motorgetriebenen Spindeln 31, 32 dargestellt ist, oder notorgetriebene Spindeln tragen, deren Achse (bei aufrechterstellung des Schwenkrahmens 7) senkrecht verläuft, wie es in Fig. 6b, bei 35, 36, 37, 38 dargestellt ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Winkelbewegung des Schwenkrahmeηβ 7 mit Bezug auf die senkrechte Richtung zu beiden Seiten auf 45° begrenzt, was, da iie Lage der Achse der motorgetriebenen Spindel um 90. geändert werden kann, einen Gesamtarbeitsbereich von 160 ergibt. Die beiden 90°-Bereiche des Gesamtarbeitsbereiches grenzen entlang einer Linie aneinander, die mit Bezug auf die senkrechte Richtung um 45° geneigt ist.

Fig. 6a und 6b geben zwei Schnitte wieder, die in einer senkrechten Ebene liegen, welche den Tisch 5 axial schneidet. DerTisch 5 trägt in dem einen Fall (Fig. 6a) eine Teilform 39 für die Bildung der Profil- bzw. Lauffläche eines Luftreifens und in den. anderen Fall tFig. 6b) die Hälfte einer Forn für einen Luftreifen, wenn ihre die Seitenwand des Reifens bildende Fläche bearbeitet werden soll.

Die Arbeitsweise der Maschine ist wie folgt:

Wenn vorausgesetzt wird, daß die Bewegungen entlang der verschiedenen Achsen geaäß vorstehender Beschreibung mit

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bekannten Mitteln erhalten werden können, die ein Pro» gramm erfüllen, beispielsweise durch Lochband, nummerisehe Steuerung, Magnetband, Schablonen, Fühler u. dgl. und verschiedene Kombinationen dieser Mittel, und daß weiterhin Mittel vorgesehen sind, welche über eine automatische Siaierung, beispielsweise durch Band, ermöglichen, das Werkzeug aus einer Ausnehmung von enger Kontur zu entfernen und es wieder in die gleiche Endstellung in einer anderen Ausnehmung gemäß der Achse deren Bewegung von einer Schablone od. dgl. abhängt, über einen Stellungswandler zu bringen, dann kann die Bearbeitung einer Form gleichzeitig an zwei gleichen oder symmetrischen Hälften der gleichen Gestalt oder an einem Paar von Formen oder Formabschnitten ausgeführt werden.

Das zu bearbeitende Werkstück wird mittels der selbstzentrierenden Backen 8 auf den Tischen 4 und 5 gefestigt. Dann wird die Trennebene der Formhälften oder die Bezugsoder Symmetrieebene, -linie, -achse od. dgl. des auf dem Tisch 4 angeordneten Werkstückes aufdie gleiche Höhe wie die entsprechende Bezugsgröße des auf dem Tisch 5 angeordneten Werkstückes gebracht. Dieser Arbeitsvorgang wird dadurch ausgeführt, daß die Zwischenhülse 14 mittels der Einrichtung 16, 16a in der einen oder anderen Richtung gedreht wird, um den gesamten Tisch 4 und das lager 15 zu heben oder zu senken. Diesem Vorgang folgt eine waagerechte Bewegung des Schlittens 6 durch Drehen der Gewindenols e 25 auf der Gewindewelle 24 und dann eine senkrechte Bewegung des Schlittens 17 mittels der Gewindewellen 18, bis die Spitze des Werkzeuges 33 in die Arbeitsstellung gebracht ist (Fig. 4, 5, 7).

Die kombinierten Bewegungen der verschiedenen Teile, nämlich die Drehung der Tische um ihre senkrechte Achse in gleicher oder in entgegengesetzter Richtung,di e waagerechte und senkrechte Verschiebung des Schlittens 6, die ihrerseits auf den Schwenkrahmen 7 übertragen wird, und die

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Verschwenkung des Rahmens 7 um die Achse X-X (die durch die Spitzen der Fräswerkzeuge 33, 34 hindurchgeht), ermöglichen die Bearbeitung der Formausnehmungen entlang innerer Umdrehnungsflächen in Ebenen, die rechtwinklig oder parallel zu der Achse dieser Flächen verlaufen.

Gemäß der Erfindung können in Verbindung mit der Art der Arbeitsweise und der Gestalt des zu bearbeitenden Werkstückes anstelle der drehbaren Tische zwei verschiebbare Tische verwendet werden, die miteinander ausgerichtet sind und gleiche oder entgegengesetzte Verschiebebewegung ausführen können. Bs ist außerdem möglich, nur eine motor getriebene Spindel zu verwenden und eine der beiden Arbeitsstationen fortzulassen.

Selbstverständlich werden die verschiedenen Bauteile dea? Maschine entsprechend den Beanspruchungen, denen sie unterworfen werden, gestaltet. Der Schlitten 17 wird jedoch vorteilhaft aus Eechteckrohren gebildet, die Seite an Seite angeo dnet und miteinander verschweißt werden, um eine genügende Starrheit der Ausführung zu gewährleisten. Der Schwenkrahmen 7 wird vorteilhaft kastenförmig ausgeführt,

cn um der Schwenkeinrichtung eine gewisse lei^tigkeit zu geben.

Dies sind typische Merkmale der Maschine gemäß der Erfindung im Hinblick auf die Bewegungen, die sie auszuführen hat, und im Hinblick auf die Größe der zu bearbeitenden Teile bzw. Werkstücke.

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Claims

Patentansprüche

I 1./Fräsmaschine, insbesondere zum Bearbeiten von Innenflächen von v.erkstücken, wie Formen, Kokillen, Schablonen od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen einen zu bearbeitenden Teil tragenden Tisch (4 oder 5), der um eine Achse drehbar oder in einer Ebene verschiebbar ist, und ein Traggestell (1) aufweist, in dem ein Sehlitten (17) verschiebbar angeordnet ist, der senkrechte Bewegungen ausführen kann und seinerseits einen Schlitten (6) trägt, der waagerechte Bewegungen ausführen kann und an dem Lager (6a) mit waagerechter Achse angeordnet sind, in denen ein Schwenkrahmen (7) abgestützt ist, an dessen Enden die Werkzeuge (33, 34) zum Bearbeiten der Werkstücke derart angeordnet sind, daß ihre Spitzen mit der waagerechten Schwenkachse des Rahmens (7) ausgerichtet sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie vier Bewegungen in verschiedenen Eichtungen ausführen kann und daß eine dieser Bewegungen eine Schwenkbewegung um eine durch die -Arbeitsspitzen der Werkzeuge (33, 34) hindurchgehende Achse ist.
3· Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenne zeichnet, daß der Tisch mit einer Einrichtung zum Befestigen und Ausrichten des zu bearbeitenden Werkstückes versehen ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei um eine senkrechte Achse drehbare oder in einer waagerechten Ebene verschiebbare Tische (4,5) vorgesehen sind, die einander gleich und mit Bezug auf das eine mittlere Stellungeinnehmende Gestell (1) symmetrisch angeordnet 3ind und Vorsehubbewegungen in gleicher oder entgegengesetzter Richtung ausführen können, um gleiche oder symmetrische Werkstücke zu erhalten.

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5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Tische (4, 5) kleine senkrechte Verschiebungen ausführen kann, um einen Unterschied der Dicke oder der Bezugsebenen der auf den beiden Tischen angeordneten zu bearbeitenden Werkstücke auszugleichen.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Gestell (1) angeordnete senkrecht bewegbare Schlitten (17) sich in waagerechter Richtung entsprechend der Größe der zu bearbeitenden Werkstücke erstreckt und mit Gleitführungen für den waagerecht bewegbaren Schlitten (67 und mit einer dessen Bewegung steuernden Gewindespindel (24) od. dgl. versehen ist.
7· Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerecht bewegbare Schlitten (6) mit einem zweiten waagerecht bewegbaren Schlitten (27) versehen ist, der von einer Crewindespindel (26) gesteuert wird und mit einem an dem Schwenkrahmen (7) befestigten kreiasektorförmigen Teil (28) zum Steuern der Schwenkbewegung des Rahmens (7) zusammenwirkt.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerecht bewegbare zweite Schlitten (27) mit dem am Schwenkrahmen (7) befestigten sektorförmigen Teil (28) mittels gekreuzter Bänder und/oder mittels eines gezahnten Sektors verbunden ist, der aus Sicherheitsgründen vorgesehen ist und ein gewisses Spiel zwischen den Zähnen hat.
9* Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Schwenkrahmens (7) Spindeltragarme (29t 30) angebracht sind, welche die Anordnung von motorgetriebenen Spindeln (31, 32) mit senkrechter oder waagerechter Achse ermöglichen, wobei die Spitzen der von den motorgetriebenen Spindeln getragenen Werkzeuge (33, 34) mit der Schwenkachse (X-X) des Schwenkrahmens (7) dauernd ausgerichtet sind.
10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch

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gekennzeichnet, daß die Bewegungen der verschiedenen feile der Maschine vorzugsweise mittels hydraulischer Motoren erhalten sind, die mit Geschwindigkeitsuntersetzungsgetrieben und Umkehrgetrieben gekoppelt und durch Frogrammsysterne, numerische Steuerung, Lochband, Magnetband od. dgl. und auch durch eine Kopierschabion· und/oder eine Kombination dieser Systeme steuerbar sind.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegung des Werkzeuges von einer Schablone abhängig ist und daß eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung der Entfernung des Werkzeuges aus einer Ausnehmung von geschlossener Kontur und der nachfolgenden Anordnung des Werkzeuges in der gleichen Endstellung in einer anderen Ausnehmung gemäß der Achse der von der Schablone abhängigen Bewegung vorgesehen ist.

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