DE3033317A1

DE3033317A1 - Vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken

Info

Publication number: DE3033317A1
Application number: DE19803033317
Authority: DE
Inventors: Franciscus Jacobus Tegelen Helmes
Original assignee: HELMES MACHINEFABRIEK BV
Current assignee: HELMES MACHINEFABRIEK BV
Priority date: 1979-09-07
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1981-04-02
Also published as: NL7906717A; ES494837A0; JPS5645316A; IT8024476A0; IT1132664B; ES8106850A1; GB2057941A; FR2464776A1

Description

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Anmelderin: Helmes Machinefabriek B.V. 1 Pater Petersstraat
5935 AV Tegelen/Steyl, Holland

Bezeichnung!Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines Werkstückes durch mindestens ein Werkzeug, insbesondere Fräswerkzeug, bei welcher das Werkstück und das Werkzeug relativ zueinander entsprechend einer durch eine Kopierschablone vorbestimmten Bewegungsbahn verschoben werden.

Kopierschablonen, an deren Umfang mittels eines Tasters ein Werkzeug entlanggeführt wird, werden häufig in Vorrichtungen zur Bearbeitung von Holz oder Metall benutzt. Kopierfräsmaschinen, die eine rotierende Frässpindel aufweisen, und eine hohe Produktionskapazität haben, s"ind meistens mit einem Tastring oder einer Tastscheibe versehen, die den Fräskopf oder die Frässpindel umgibt. Bei diesen Maschinen wird das zu bearbeitende Werkstück oder die zu bearbeitenden Werkstücke von der Kopierschablone getragen, die entlang dem Tastring oder der Tastscheibe bewegt wird. Es ist einleuchtend, daß ein gewisser Anlagedruck zwischen der Schablone und dem Tastring oder der Tastscheibe erforderlich ist, damit der Tastring oder die Tastscheibe den Konturen der Schablone genau folgen kann und damit ferner ein ausreichender Bearbeitungsdruck des Fräskopfes auf das zu bearbeitende Werkstück oder die zu bearbeitenden Werkstücke erzielt wird.

Im Falle, daß viel Material entfernt werden muß, um dem zu bearbeitenden Werkstück die gewünschte Form zu geben, und wenn die Durchgangsgeschwindigkeit des Werkstückes relativ hoch ist, können die Werkzeuge der Maschine zeitweise den Konturen der Schablone nicht exakt

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folgen. Dieses Phänomen tritt besonders dann auf, wenn die betreffenden Werkzeuge tiefer in das Zentrum des Materials der zu bearbeitenden Werkstücke eindringen müssen. Ganz besonders stark tritt diese Erscheinung dann auf, wenn das besagte Eindringen des Werkzeuges in das zu bearbeitende Material in einem steilen Winkel zur Bewegungsbahn des Werkstückes erfolgt. In diesem Falle ist ein relativ hoher Anlagedruck notwendig.

Dieser hohe Anlagedruck kann aber sehr hinderlich ο sein bei auslaufender Bearbeitung der Werkstücke, das heißt also bei einer Bearbeitung in umgekehrter Richtung. Weil eine Bearbeitung in steiler Richtung einen großen Widerstand verursachen wird und die relative Verschiebung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug beziehungsweise zwischen den Werkstücken und den Werkzeugen dann durch eine sogenannte Keilwirkung erreicht wird»

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermindern und eine Vorrichtung zu schaf-

2Q fen, bei der in einfacher Weise der erforderliche Anlagedruck der Art der jeweils auszuführenden Bearbeitung angepaßt ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anlagedruck im Verlauf der Bewegung des Werkzeugs und beziehungsweise oder der Gegendruck in dem Werkzeug, der von einer Vorrichtung ausgeht, die über das betreffende Werkstück oder die Kopierschablone Gegendruck ausübt, in einer Richtung größer ist als in der dazu entgegengesetzten Richtung. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die kontinu-

3Q ierliche Bearbeitung derart gesteuert, daß der Anlagedruck im Verlauf der Bewegung des Werkzeuges oder der Werkzeuge und beziehungsweise oder in der Gegendruckvorrichtung in Richtung aufeinander zu größer ist als in Richtung voneinander weg, wobei die relative Förderrichtung des Werkstücks entlang den Werkzeugen einen

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Winkel bildet mit der Richtung, in der die beiden Anlagedrücke verlaufen.

Aufgrund dieser Merkmale können die Werkzeuge, die einen Tastring oder eine Tastscheibe aufweisen, exakt den Konturen der Kopierschablone folgen, wodurch eine Verbesserung der Bearbeitungsqualität erreicht wird. Weiterhin wird der Durchgang des jeweiligen Werkstückes erleichtert und die Belastung einer gegebenenfalls vorhandenen, die Passage des Werkstückes bewir— kende«Fördervorrichtung wird vermindert. Im Hinblick auf den erhöhten Anlagedruck für in das Werkstück hineingreifende Bearbeitungsvorgänge kann die Rückseite eines Werkstücks durch Fräsen gerundet werden, wobei die Hälfte der Rückseite während eines ersten Bearbeitungsschrittes über 90° rundgefräst wird und die andere Hälfte während eines folgenden BearbeitungsSchrittes über 90° gerundet wird.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kopierfräsmaschinen geeignet, die "■' gegeneinander bewegliche Frässpindeln aufweisen oder aber eine Frässpindel und eine Gegendruckspindel sowie eine pneumatisch arbeitende Zylinderkolbeneinheit, die als Spannvorrichtung dient. Eine Maschine dieser Art ist erfindungsgemäß derart gebaut, daß die Zylinderkolbeneinheit abwechselnd mit Druckmittelquellen unterschiedlicher Drücke verbindbar sind, während ein mit der Frässpindel oder der Gegendruckspindel sich bewegendes Teil mit einem Pneumatikschalter in dem Moment zusammenarbeitet, in dem das mit der Spindel sich bewegende Teil verschoben wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß der Schalter mit einem Steuerglied zusammenwirkt und daß der Schalter oder das Steuerglied gegenüber dem sich mit der Frässpindel und/oder der Gegendruckspindel bewegenden Teil

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1 verschiebbar ist, nachdem der Widerstand einer Reibungskupplung zwischen dem Teil und dem Schalter oder dem Steuerglied überwunden ist.

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Die vorliegende Erfindung ist in den folgenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Kopierfräsmaschine, die eine ein Werkstück abstützende Kopierschablone aufweist,

Fig. 2 ein vertikaler Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Schema einer den Anpreßdruck des Werk-IQ Stücks kontrollierenden Vorrichtung.

In Fig. 1 weist der Arbeitstisch 1 einer Kopierfräsmaschine zwei Schlitze 2a und 2b auf. Zwei Frässpindeln 3a und 3b (Fig. 2) ragen durch diese Schlitze 2a, 2b über den Arbeitstisch 1 und sind mit je einem Fräser 4a und 4b versehen. Die Frässpindeln 3a und 3b werden bei diesem Ausführungsbeispiel von Schwingarmen 5a und 5b getragen, die in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Diese Schwingarme sind ge~ lenkig am Rahmen der Maschine bei 6 angebracht. Anstelle von Schwingarmen können auch Geradführungen für die Frässpindeln benutzt werden.

Die Schwingarme 5a und 5b werden mittels einer federgespannten Vorrichtung zueinander gezogen. Diese federgespannte Vorrichtung ist eine pneumatisch arbeiten— de Zylinderkolbeneinheit 7, die mit einer Druckmittelquelle, zum Beispiel Druckluftquelle, verbunden ist. Eine Verschiebbarkeit der Fräser 4a und 4b mit den darunter angebrachten Tastscheiben 8a und 8b, zum Beispiel in Form von Kugellagern, ist erforderlich, wenn 3Q eine Kopierschablone 10 mittels Förderwalzen 9 zwischen den Fräsern 4a und 4b über den Arbeitstisch 1 geführt wird. Die Förderrichtung ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 11 bezeichnet. Der Bereich 12 der Kopierschablone 10 wird während seines Durchgangs auf die Tastscheiben 8a und 8b drücken, welche an den Seitenkanten der

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Kopierschablone 10 anliegen und wird die Fräser auseinanderdrücken, bis sie in Kontakt mit den von der Kopierschablone 10 getragenen Werkstücken 13a und 13b kommen. Nachdem eine Seite des Werkstücks 13b vom Fräser 4b gefräst worden ist, wird dieses Werkstück auf die rechte Hälfte der Kopierschablone 10 gelegt, auf der eine Seite des Werkstücks 13a gefräst worden ist. Um die vorliegende Erfindung zu erläutern, ist das Werkstück 13a in der Zeichnung in seiner endgültigen Form gezeigt.

Aus dem oben Gesagten folgt, daß während eines vollständigen Durchgangs ein vollständig gefrästes und ein zur Hälfte gefrästes Werkstück produziert werden.

Die Fräser bearbeiten die Werkstücke in Übereinstimmung mit der Form des ümfangs der Kopierschablone 10, wobei die federgespannte Vorrichtung in Form der Zylinderkoibeneinheit 7 einen genügenden Anlagedruck auf die Tastscheiben 8a und 8b sowie auch einen Bearbeitungsdruck auf die Fräser 4a und 4b ausübt. Ein zu schwacher Anlagedruck wird Werkstücke minderer Qualität zum Ergebnis haben, während ein zu hoher Anlagedruck den Durchgang der zu bearbeitenden Werkstücke behindern wird.

Wenn die Kante A des Werkstücks 13a gefräst werden soll, wird der Fräser 4a viel überschüssiges Material entfernen .. Es ist verständlich, daß bei zu hoher Durchgangsgeschwindigkeit die Tastscheibe 8a nicht in der Lage ist, dem entsprechenden Teil A der Kopierschablone zu folgen. In dieser Situation ist unverkennbar ein hoher Anlagedruck notwendig. Dieser hohe Anlagedruck wird jedoch den Fräsvorgang an den Teilen B des Werkstücks beeinträchtigen, da der Fräser 4a aufgrund einer Keilwirkung seitwärts weggedrückt werden muß, insbesondere dann, wenn die Teile B gegenüber der Förderrichtung sehr steil verlaufen .

Obwohl bisher ein Bearbeitungsvorgang beschrieben wurde, bei, dem zwei Fräser benutzt werden, ist das Vorhanden-

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sein von zwei dieser Vorrichtungen nicht immer notwendig, da dieses Vorhandensein von der Art des Werkstücks oder von der Reihenfolge der auszuführenden Bearbeitungsvorgänge abhängt. Daraus folgt, daß, wenn nur ein Fräser 4a angewendet wird, Fräser 4b entweder inaktiv ist oder von der Spindel 3b entfernt wird, wobei dann die Tastscheibe 8b als ,ein Gegendruckglied dient.

Zusammenfassend würde also in bezug auf die Seiten ο A und B eine ideale Situation auftreten, wenn der Anlagedruck im Verlauf der Bewegung des Werkzeuges beziehungsweise der Werkzeuge oder einer Vorrichtung, die über das Werkstück oder die Kopierschablone einen Gegendruck auf dieses Werkzeug oder diese Werkzeuge ausübt, in Richtung A größer wäre als in einer dazu entgegengesetzten Richtung B.

Wenn zwei Fräser benutzt werden, dient der Fräser 4b mit der Tastscheibe 8b als ein Gegendruckglied für den Fräser 4a und die Tastscheibe 8a und umgekehrt. Im Hinblick auf die Keilwirkung ist der Anlagedruck der Werkzeuge oder des Gegendruckglieds während der Bewegung der Werkzeuge zueinander größer als während der Bewegung der Werkzeuge voneinander weg, solange die relative Förderrichtung (Pfeil 11) des Werkstücks entlang des Werkzeugs einen Winkel mit der Richtung bildet, in der sich die beiden Drücke erstrecken. Zu diesem Zweck ist die Zylinderkolbeneinheit 7, die zwischen den beiden Schwingarmen 5a und 5b.angeordnet ist, mit zwei Druckquellen unterschiedlicher Drücke abwechselnd verbindbar, wodurch ein sich mit der Fräs- und/oder der Gegendruckspindel bewegendes Teil (wie der Zylinder t4 oder · die Kolbenstange 15 der Zylinderkolbeneinheit (Fig. 2)) mit einem Schalter 16 für das Druckmittel und einem Elektroschalter 17 (Fig. 3) in dem Moment zusammenwirkt, indem dieses, sich mit der Fräs- und/oder der

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-ιοί Gegendruckspindel bewegende Teil seine Bewegungsrichtung ändert .

Der Schalter 16 ist ein elektromagnetisch gesteuerter pneumatischer Schalter und wirkt mit dem Elektroschalter 17 und dessen Steuerglied 18 zusammen. Dieser Schalter, im dargestellten Beispiel der Schalter 17 und/oder das Steuerglied 18, ist gegenüber dem sich mit der Fräs- und/oder Gegendruckspindel bewegenden Teil verschiebbar, nachdem der Widerstand einer Reibkupp-ο lung überwunden wurde, durch die der Schalter und/oder das Steuerglied an dem bewegbaren Teil gehalten sind.

Das aus Fig. 3 ersichtliche Steuerglied 18 weist eine Hülse 19 mit einem Belag 20 auf, mittels welcher eine Reibung auf die Kolbenstange 15 ausgeübt werden kann, welche genügt, um Schalter 17 zu schalten.

Nach Überwinden der Reibung, kann das Steuergliei entlang der Kolbenstange 15 verschoben werden, das heißt, daß die Kolbenstange 15 innerhalb der Hülse 19 mit dem Belag 20 verschiebbar ist, weil das Steuerglied 18 gegenüber dem Hub der Kolbenstange einen beschränkten Hub hat. Die Hülse 19 weist einen Arm 21 auf, der mit einer öffnung ausgestattet ist, in die mit einigem. Spiel ein Bolzen 22 paßt. Durch Einstellen des Bolzens 22 an einer Befestigungsplatte 23, welche auf dem Zylinderdeckel 24 angebracht wird, ist der Hub S des Steuergliedes 18 einstellbar.

Durch Vergrößern des Hubs wird ein Umschalten eine Verzögerung der Bearbeitung verursachen. Diese Verzögerung ist erwünscht, wenn das Werkstück zum Beispiel runde Ecken haben soll. Wenn ein schnelles Umschalten erforderlich ist, wird der Hub S so klein wie möglich eingestellt..

Der Elektroschalter 17 ist gleichfalls an der Befestigungsplatte 23 angebracht, wodurch eine einfache und billige Konstruktion erhalten wird. Zwischen der

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Leitung 25, die dem Zylinder 14 Druckmittel, zum Beispiel Druckluft, zuführt, und dem pneumatischen Schalter 16, der vom Elektroschalter 17 gesteuert wird, ist ein Überschlag-Rückschlag-Ventil 26 angebracht, welches mit parallelen Leitungen verbunden ist, welche die Reduzierventile 27 und 27' enthalten. Das Reduzierventil wird einen niedrigen Druck und das Reduzierventil 27' wird einen hohen Druck auf die Leitung 25 ausüben. Es ist klar, daß immer eines der beiden Reduzierventile tätig ist, und zwar abhängig von der Stellung des Schalters 16. Daraus folgt, daß diese Reduzierventile abwechselnd tätig sind.

Die erwünschten Drücke des Druckmittels und folglich die erwünschten Anpreßdrücke für das Werkstück Ί5 können mühelos dunch die zwei Reduzierventile 27 und 27' eingestellt werden.

Wenn umgeschaltet wird, kann der Zylinder 14 einfach durch ein Lüftungsventil 28 entspannt werden.

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1	1	Arbeitstisch der Kopierfräsmaschine
	2a	Schlitz
	2b	Schlitz
	3a	Frässpindel
	3b	Frässpindel
	4a	Fräser
5	4b	Fräser
	5a	Schwingarm
	5b	Schwingarm
	6	Gelenk
	7	Zylinderkolbeneinheit
	8a	Tastscheibe
	8b	Tastscheibe
10	9	Förderwalzen
	10	Kopierschablone
	11	Pfeil
	12	Punkt der Kopierschablone
	13a	Werkstück
	13b	Werkstück
	14	Zylinder
15	15	Kolbenstange
	16	pneumatischer Schalter
	17	Elektroschalter
	18	Steuerglied
	19	Hülse
	20	Auskleidung, Belag
	21	Arm
20	22	Bolzen
	23	Befestigungsplatte
	24	Zylinderdeckel
	25-	Leitung
	26	Überschlag-Rückschlagventil
	27	Reduzierventil
	27'	Reduzierventil
25	28	Lüftungsventil

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines Werkstücks durch mindestens ein Werkzeug, insbesondere Fräs-Werkzeug, bei welcher das Werkstück und das Werkzeug relativ zueinander, entsprechend einer durch eine Kopierschablone vorbestimmten Bewegungsbahn verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagedruck im Verlauf der Bewegung des Werkzeugs (4a, 4b) und/oder der Gegendruck in dem Werkzeug (4a, 4b), der von einer Vorrichtung ausgeht, die über das betreffende Werkstück (13a, 13b) oder die Kopierschablone (10) Gegendruck ausübt, in einer Richtung größer ist als in der dazu entgegengesetzten Richtung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagedruck im Verlauf der Bewegung des Werkzeugs und/oder der Gegendruckvorrichtung in Richtung (A) aufeinander zu größer ist als in Richtung (B) voneinander weg, solange die relative Förderrichtung des Werkstücks (13a, 13b) entlang dem Werkzeug (4a, 4b) einen Winkel bildet mit der Richtung, in der die beiden Anlagedrücke verlaufen.
3.Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere Kopierfräsmaschine, welche zwei zueinander bewegliche Frässpindeln oder eine Frässpindel und eine Gegendruckspindel sowie eine pneumatische, als federnde Spannvorrichtung wirkende Kolbenzylindereinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylindereinheit (7) abwechselnd mit zwei Druckmittelquellen (27,27") unterschiedlicher Drücke verbindbar ist, wobei ein sich mit der Frässpindel (3a,3b) und/oder der Gegendruckspindel bewegender Teil (14 oder 15) dieser Einheit (7) mit einem Pneumatikschalter (16) in dem Moment zusammenarbeitet, in dem das mit der Frässpindel (3a,3b) und/oder der Gegendruckspindel sich bewegende Teil verschoben wird.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (16) mit einem Steuerglied (18) zusammenwirkt und daß der Schalter oder das Steuerglied (18) gegenüber dem sich mit der Frässpindel (3a,3b) und/oder der Gegendruckspindel bewegenden Teil (zum Beispiel 15) verschiebbar ist, "nachdem der Widerstand einer Reibungskupplung zwischen dem Teil (zum Beispiel 15) und dem Schalter oder dem Steuerglied (18) überwunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (18) auf der Kolbenstange (15) der Zylinderkolbeneinheit (7) unter Reibung verschiebbar gelagert ist und daß das Steuerglied (18) in bezug auf den Hub der Kolbenstange (15) einen begrenzten Hub aufweist.

6* Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub (S) des Steuergliedes (18) einstellbar ist.

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