DE2821788A1

DE2821788A1 - Vorrichtung zum kopierbearbeiten eines werkstuecks

Info

Publication number: DE2821788A1
Application number: DE19782821788
Authority: DE
Inventors: Erich Ing Schmidt
Original assignee: Maschinenfabrik Zuckermann KG
Current assignee: Maschinenfabrik Zuckermann KG
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE3137097A1

Description

PAT E N TA NWÄ. LTE

2821785

A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

OR-INa

W. STOCKMAIR

DR-INQ - A*E (CAOECH

K. SCHUMANN

DfI BER NAT. · OFL-PHIS.

P. H. JAKOB

G. BEZOLO

Da RBFLNKT- CtFL-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

PH 12780 - 19/sg 18 . Hai 1978

Maschinenfabrik
Zuckermann Komm. Ges.

Anastasius-Srün-Gasse 22-24.

A-1181 Wien

Österreich

Vorrichtung zum Kopierbearbeiten eines Werkstücks

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kopierbe— arbeiten eines Werkstücks mit wenigstens zwei, auf einer gemeinsamen Vorschubeinrichtung angeordneten Werkzeugen, z.B. eines lOrmbearbeitungswerkzeuges, insbesonderes eines Fräsaggregats, und einem Oberflächenbearbeitungswerkzeug, insbesondere einem Schleifbandaggregat, die unter Abtastung eines Modells gleichzeitig entlang des in einer Spanneinrichtung gelagerten Werkstücks verfahrbar sind und mit einem gewissen Versatz in Verfahrrichtung am Werkstück angreifen.

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TELEX O5-S9 38O

TELEQRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

Eine Vorrichtung der eben genannten Art ist aus der Praxis bekannt. Die Werkzeuge sind beide im Hinblick auf die Kopierbearbeitung im Anstellsinn an das Werkstück heranführbar gelagert. In ihrem Versatz jedoch sind sie starr miteinander gekoppelt. Hierdurch war im wesentlichen bestimmt, welches der Werkzeuge die Vorbearbeitung und welches die Nachbearbeitung übernimmt, da auf jeden Pail das Vorbearbeitungswerkzeug in Vorschubrichtung dem Nachbearbeitungswerkzeug vorgelagert arbeiten mußte, um die Nachbearbeitung überhaupt erst zu ermöglichen. Um aber bei beiden Werkzeugen die Möglichkeit zu haben, jeweils normal groß dimensionierte Werkzeugelemente gegen größere auszutauschen, war der Versatz zwischen den beiden Werkzeugen so bestimmt, daß auch bei dem Einsatz größerer Werkelemente sich die Werkzeuge gegenseitig nicht störten. Dies hat aller- dings den Nachteil, daß aufgrund des relativ großen Versatzes die Vorschubeinrichtung noch soweit verfahren mußte, bis auch das letzte Teil des Werkstücks von dem in der Bearbeitungsfolge nachfolgenden Feinbearbeitungswerkzeug bearbeitet war.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei ihr unter I'ünimierung des Vorschubweges eine im Hinblick auf die Arbeitsfolge der beiden Werkzeuge variable Kopierbearbeitung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Bestimmen des Versatzes zwischen den beiden Werkzeugen bzw. zum Festlegen der Zuordnung und der Arbeitsfolge der Werkzeuge untereinander wenigstens ein Werkzeug in Vorschubrichtung relativ zum anderen bewegbar an der Vorschubeinrichtung gelagert und im ausgewählten Abstand festlegbar ist.

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Durch diese Ausbildung werden mehrere Vorteile erreicht. Der Abstand zwischen den beiden Werkzeugen kann so bemessen werden, daß der Abstand zwischen den in der Bearbeitung einander nachfolgenden Werkzeugen möglichst gering ist. Durch die relative Verstellbarkeit des einen Werkzeugs zum anderen spielt es auch keine Rolle, wie groß die Werkzeuge sind, sie können immer so aufeinander eingestellt werden, daß sie in der Bearbeitung knapp aufeinanderfolgen. Dies ist vor allem dann vorteilhaft,.wenn durch die Werkzeuge ein relativ starker Arbeitsdruck auf das Werkstück ausgeübt werden soll, da dann bei einem geringen Abstand zwischen den Werkzeugen ein entsprechend geringerer Moment auf das Werkstück wirkt und die daraus resultierende Verformung geinger bleibt.

Durch den verringerten Abstand zwischen den Werkzeugen ist aber darüberhinaus auch noch der Vorteil gegeben, daß die Vorschubeinrichtung am Ende des Werkstücks bereits früher den Rückhub einleiten kann, da nun der Abstand zwischen den Werkzeugen möglichst klein gewählt werden kann. Dies bedeutet eine bessere Ausnützung der' Maschinenleistung.

Eine entscheidende Bedeutung hat die relative Veränderbarkeit des einen Werkzeugs zum anderen in dem Fall, wo nicht nur daran gedacht ist, das veränderbare Werkzeug unter Beibehaltung der bisherigen Zuordnung möglichst nahe an das andere Werkzeug heranzurücken, sondern das veränderbare Werkzeug an dem anderen Werkzeug vorbeizubewegen und in einer Zuordnung jenseits der bislang gültigen Zuordnung zum anderen Werkzeug festzulegen. Durch diese Maßnahme kann einmal die Arbeitsfolge der beiden Werkzeuge umgedreht werden. Zum anderen kann aber diese Maßnahme auch dazu verwendet werden, um unter Anpassung an Herstellungserfordernisse sowohl den Vorais auch den Rückhub für die Bearbeitung des Werkstücks zu verwenden und hierbei auch die richtige Arbeitsfolge der Werkzeuge herzustellen. Dient z.B. das unveränderbare Werkzeug beim Vorhub zum Vorschrubben, so kann es beim Rückhub zum Feinschlichten verwendet werden, während das veränderbare Werkzeug beim Vorhub überhaupt nicht

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in Eingriff mit dem Werkstück tritt und beim Rückhub die ganz feine Endbearbeitung übernimmt. Durch, die Positionierung des veränderbaren Werkzeugs bei Vorschubrichtung im Vorhub quasi vor dem unveränderbaren Werkzeug ist die richtige Arbeitsfolge beim Rückhub erreicht. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das relativ zum anderen bewegbare Werkzeug an einer in Hormallage in etwa senkrecht zur Vorsch.ubrich.tung ausgerichteten Schwinge gelagert ist. Durch das Verstellen der Schwinge kann das veränderbare Werkzeug in seiner Stellung.zum anderen Werkzeug leicht eingestellt werden. Auch das Arretieren der Schwinge zum Festlegen des Abstandes zum anderen Werkzeug ist einfach.

Um die Zuordnung der beiden Werkzeuge untereinander beliebig gestalten zu können, ist es günstig, wenn der Schwenkbereich der Schwinge so bestimmt ist, daß das darauf montierte Werkzeug, in Vorschubrichtung gesehen, entweder vor oder nach dem anderen Werkzeug einsetzbar ist.

Besonders bei der Bearbeitung langer und dünner Werkstücke ist es vorteilhaft, wenn die Vorschubeinrichtung mit einer eventuell mit einem Vorbearbeitungswerkzeug kombinierten Werkstückstütze, z.B. einer Lunette, bestückt ist, die während der Bearbeitung nahe vor den Werkzeugen am Werkstück stützend angreift.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt:-

Pig-i eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig.2 eine Schemaskizze des Arbeitseingriffs der zwei Werkzeuge der Vorrichtung von Fig.i,

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Pig.3 eine Schemaskizze eines anderen Arbeitseingriffes der Werkzeuge der Vorrichtung von Fig.1,

Pig.4- eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig.5 eine Schemaskizze des Arbeitseingriffes der Werkzeuge der Vorrichtung von S¹Xg.4-,

Fig.6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher die Werkstücke auch gedrexelt werden können,

Fig.7 eine Schemaskizze des Arbeitseingriffes der Werkzeuge der Vorrichtung von Fig.6, und

Fig.8 eine Schnittansicht durch die in Fig.1 gezeigte Vorrichtung.

In den Fig.1 und 8 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Kopierbearbeiten eines Werkstücks 2 gezeigt. Obwohl im vorliegenden Fall die Maschine lediglich für die Bearbeitung eines einzigen Werkstücks eingerichtet ist, ist es möglich, sie so auszugestalten, daß auch mehrere Werkstücke z.B. nebeneinander bearbeitet werden können.

Die gezeigte Vorrichtung hat den bei derartigen Maschinen üblichen Grundaufbau. Das Werkstück ist zwischen den Spann element en 3 un.d 4-e'iner Spanneinrichtung drehbar gelagert. Um die gesamte Umfangsflache des Werkstückes bearbeiten zu können, ist ein Antrieb zum Drehen des Werkstückes in Umfangsrichtung vorgesehen.

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Aus Jig.8 ist ersichtlich, daß dem Werkstück benachbart ein Modell 5 vorgesehen ist, das parallel zum Werkstück angeordnet und synchron mit dem Werkstück drehbar in einer nicht weiter gezeigten Spanneinrichtung gelagert ist.

Im vorliegenden EaIl ist für die Bearbeitung des Werkstücks ein oben angeordnetes Schleifbandaggregat 6 und ein unten angeordnetes Eräsaggregat 7 vorgesehen. Da das Werkstück kopierbearbeitet werden soll, sind die geweiligen Werkzeugaggregate mit entsprechenden Kopierrollen 8 und 9 bewegungskonform gekoppelt, die das Modell in analoger Anordnung zu den Werkzeugen an gegenüberliegenden Seiten abtasten. Sowohl die Werkzeuge als auch die Kopiereinrichtungen sind im Zustellsinn beweglich auf das Werkstück tsw. das Modell hin in einer Vorschubeinrichtung 10 gelagert. Die Vorschubeinrichtung ist in der Art eines Schlittens ausgebildet und kann entlang von Eührungsstangen 11 parallel zu der durch die Spannelemente 3 und 4 vorgegebenen Drehachse des Werkstückes verfahren werden. Der Vorschub für den Schlitten 10 erfolgt über einen nicht näher erläuterten Antrieb, z.B. eine angetriebene Spindel.

Aus Fig.i ist ersichtlich, daß der Fräser 7 mi* einer Drehachse im wesentlichen parallel zur Drehachse D des Werkstücks ausgerichtet ist. Das Schleifband ist mit. einem hin- und weglaufenden Trum zwar schräg zur Drehachse angestellt, aber immer noch so angeordnet, daß sich eine im wesentlichen zur Drehachse D radiale Ausrichtung des Schleifbandes ergibt. Das Fräsaggregat ist in nicht gezeigter Weise auf einem Pendelarm angeordnet, der im Schlitten 10 gelagert ist. Der Antriebsmotor für den Fräser ist mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet .

Das Schleifbandaggregat 6 "besitzt eine Kontaktrolle 13 und eine Umlenkrolle 14-. Über beide Rollen ist das Schleifband 15 geführt. Die Kontaktrolle 13 ist am freien Ende eines Armes 16 gelagert, von dem ein Distanzarm 17 zur Umlenkrolle 14 hochführt. Der Arm 16 ist verschwenkbar mittels einer Achse 28 an einer Schwinge 18 angelenkt, die ihrerseits um eine Achse 19 verschwenkbar am Schlitten 10

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angeordnet ist. Diese Achse befindet sich in der Höhe der Drehachse des ■ Fräsaggregates 7· Die Schwinge 18 ist in ihrer Normallage in etwa senkrecht zur Drehachse D ausgerichtet. Ihr Verschwenkbereich ist durch ein bogenförmiges Langloch 20 vorgegeben, in das die Schwinge mit einem Arretierungszapfen 21 eingreift und der dazu vorgesehen ist, die Schwinge relativ zum Schlitten in verschiedenen. Positionen festlegbar zu machen.

An einem rückwärtigen Ende der Schwinge ist ein Antriebsmotor 22 vorhanden, der über einen Keilriementrieb die Kontaktrolle 13 in Drehung versetzen kann.

Beim Betrieb der gezeigten Vorrichtung wird zuerst ein Rohteil von Hand in die Spanneinrichtung eingelegt und dann gespannt. Nach dem Anlaufen der Werkstückspindel können die beiden Werkzeugaggregate, nämlich das Schleifbandaggregat und das Fräsaggregat angestellt werden. Auch die Vorschübe können anlaufen. Fig. 2 zeigt dann eine derartige Bearbeitung des Werkstücks 2. Im vorliegenden Fall ist die Vorschubrichtung mit dem Buchstaben V gekennzeichnet. Es ist zu erkennen, daß der Fräser 7 im Schleifaggregat in der Bearbeitung voraneilt und zwar um den Versatz A. Zum Bestimmen dieses Versatzes ist die bereits erwähnte Lagerung des Schleifbandaggregates vorgesehen. Die Schwinge kann nach Lösen des Arretierzapfens 21 so verschwenkt werden, daß das Schleifbandaggregat möglichst nahe an das Fräsaggregat 7 herangerückt werden kann. Durch diese nahe Aufeinanderfolge der Werkzeuge stützen sich dieselben quasi gegeneinander ab, d.h. die Bearbeitungsdrücke egalisieren sich in etwa und das aufgrund der Zustellkräfte ausgeübte Moment bleibt in einem beherrschbaren Rahmen.

Erreicht das erste Werkzeug das Ende des Werkstücks, so muß der Schlitten 10 lediglich noch ein kurzes Stück weiterfahren, um auch die Bearbeitung durch das andere Werkzeug, im vorliegenden Fall durch das Schleifaggregat 6 zuende zu führen. Dann kann der Rückhub begonnen werden.

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Yerschwenkt man nunmehr die Schwinge 18 aus Ihrer in S¹Xg.1 gezeigten Stellung soweit nach links, daß das Schleifaggregat das Fräsaggregat überholt und also im "bezug auf die in Fig.2 gezeigte Vorschubrichtung V vor dem Fräsaggregat angeordnet ist, so kann diese Konstellation der beiden Werkzeuge dazu "benutzt werden, um eine Bearbeitung vorzunehmen, wie sie in Fig.3 schematisch dargestellt ist. Dort wurde nämlich der Fräser dazu benutzt, um beim Vorschub V1 das Werkstück grobzuschrubben, wie dies noch im rechten Ende des Werkstücks zu erkennen ist. Beim Vorschub V2 jedoch, der dem Vorschub 1 entgegengerichtet ist, also einen Rückhub darstellt, wird dagegen der Fräser V2 benutzt, um das Werkstück feinzuschlichten, worauf das Sohle if bandaggregat 6 das Feinschleifen besorgen kann. Beim Bearbeiten in Richtung V1 war das Schleif bandaggregat nicht in Eingriff mit dem Werkstück. Die entsprechende Stellung des Schleifbandaggregates zu dem Fräsaggregat ist in Fig.1 gestrichelt dargestellt.

In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. Sie entspricht im wesentlichen derjenigen von Fig.1, weshalb für die gleichen Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden, unterschiedlich ist jedoch, daß in vorliegenden Fall eine Werkstückstütze 23 in Anwendung kommt. Die Stütze ist in der Form einer Lünette ausgebildet. Sie ist besonders vorteilhaft bei der Bearbeitung langer und dünner Werkstücke, da die Lunette ein Durchhängen bzw. eine Durchbiegung des Werkstücks wirksam verhindert. Die Lünette ist auf dem Schlitten 10 montiert und besitzt eine Durchtrittsöffnung 24 für das Werkstück 2· Um eine richtige Zentrierung der Lünette auf dem Werkstück zu gewährleisten, ist der Lünette ein Vorbearbeitungswerkeug, im vorliegenden Fall ein Scheibenfräser 25 vorgeschaltet, der- -den Durchmesser des Werkstücks auf den Durchmesser der Aufnahmeöffnung 24 der Lünette herabmindert. Fig.5 ist zu entnehmen, daß die Werkzeuge 6 und 7 unmittelbar hinter der Lünette in der gleichen Zuordnung angeordnet sind, wie dies in Fig.2 gezeigt ist, d.h. unter Minimierung des Versatzes A.

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Die .Vorrichtung von Jig.ö ist vom Grundaufbau wiederum direkt mit der Vorrichtung von £"ig.1 zu vergleichen, weshalb auch hieridentische Teile mit identischen Bezugsziffern versehen sind. Auch hier Ist eine Lünette 23 im Einsatz, der Jedoch zwei Drechselstäbe 26 und 27 nebengeordnet sind, die schrittweise den Durchmesser des Werkstücks beim Drehen des Werkstücks 2 herabmindern. Dabei stellt zuerst der Drechselstahl 26 den Durchmesser für die öffnung 24· der Lünette her, während der nachfolgende Drechselstahl 27/ z.B. im Hahmen einer Schlichtbearbeitung;den Durchmesser herstellt, der anschließend mit dem Schleifwerkzeug 6 endbearbeitet wird. Auch hier wurde darauf geachtet, daß der Versatz zwischen dem Drechselstahl und dem Schleifwerkzeug 6 minimiert ist. Da das Werkstück 2 zum Drechseln sehr schnell gedreht werden muß, ist ein Zusatzantrieb 28 auf dem Gestell der Vorrichtung aufgesetzt, der über eine Getriebeverbindung, z.B. einen Keilriemen, das Werkstück in der notwendigen Drehgeschwindigkeit antreiben kann.,

Die zu bearbeitenden Werkstücke sind vorzugsweise aus Holz oder einem sich bei der Bearbeitung ähnlich verhaltendem Werkstoff.

Zu erwähnen ist noch, daß das Bandschleif aggregat 13 »14-,15 und die zugehörige Kopierrolle 8 in bekannter Weise auf einer ersten starren Tragarmeinheit 16 angebracht sind, die um die Achse 28 schwenkbar gelagert ist, die außerdem ein Keilriemenrad trägt, um eine Längenänderung des Keilriementriebs für die Kontaktrolle 13 d-es Bandschleifaggregates zu vermeiden.

Der Arretierzapfen 21 kann so ausgebildet sein, daß er die Schwinge 18 starr am Schlitten 10 festklemmt, so daß eine einwandfreie Lagerung der Schwinge 18 gewährleistet ist.

Das Fräswerkzeug 7 und die zugehörige Kopierrolle 9 sind ebenfalls in bekannter Weise auf einer zweiten Tragarmeinheit gelagert, die um eine Achse schwenkbar gelagert ist.

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Die beiden Tragarmeinheiten werden durch Pneumatikzylinder vorzugsweise aber durch Federn elastisch an das Werkstück angestellt.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

OPC-WOO.

H. KINKELDEY

dring

\ Ί Q Q W. STOCKMAlR

K. SCHUMANN

DRRERNAT-DlPL-PHYa

P. H. JAKOB

OPL-ING.

G. BEZOLD

DR BER ΝΑΓ ■ OPL-CHEM

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

18. Mai 1978

PH 12780 - 19/Sch.

Patentansprüche

f1.^Vorrichtung zum Kopierbearbeiten eines Werkstücks mit wenigstens zwei, auf einer gemeinsamen Vorschubeinrichtung angeordneten Werkzeugen, zum Beispiel einem 3?ormbearbeitungswerkzeug, insbesondere einem Fräsaggregat, und einem Oberflächenbearbeitungswerkzeug, insbesondere einem Schleifbandaggregat, die unter Abtastung eines Modells gleichzeitig entlang des in einer Spanneinrichtung gelagerten Werkstücks verfahrbar sind und mit einem gewissen Versatz in Verfahrrichtung am Werkstück angreifen, dadurch gekennzeichnet , daß zum Bestimmen des Versatzes (A) zwischen den beiden Werkzeugen (6,7) bzw. zum Festlegen der Zuordnung und der Arbeitsfolge der Werkzeuge untereinander wenigstens ein Werkzeug (6) in Vorschubrichtung relativ zum anderen bewegbar an der Vorschubeinrichtung (10) gelagert und im ausgewählten Abstand (A) festlegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das relativ zum anderen bewegbare Werkzeug· (6) an einer in Normallage in etwa senkrecht zur Vorschubrichtung ausgerichteten Schwinge (18) gelagert ist.

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telefon (oao) aaaaea telex οβ-aoaao telesramme mqnapat telckopierer
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch. . gekennzeichnet , daß der Schwenkbereich der Schwinge (18) so bestimmt ist, daß das darauf montierte Werkzeug (6), in Vorschubrichtung gesehen, entweder vor oder nach dem anderen Werkzeug (7) einsetzbar ist.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß für die Bearbeitung, langer und dünner Werkstücke die Vorschubeinrichtung (10) mit einer eventuell mit einem Vorbearbeitungswerkzeug (25, 26) kombinierten Werkstückstütze (23)» z.B. einer Lünette, bestückt ist, die während der Bearbeitung nahe'vor den Werkzeugen am Werkstück stützend angreift.

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