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Universal-Werkzeugmaschine mit Handbetrieb. Gemäß Patent
403973 ist eine Universal-Werkzeugmaschine bekannt geworden, die wohl zur
Ausführung aller in Frage kommenden Werkstaaarbeiten sich eignet, indessen an dem
Übelstand leidet, daß die Werkzeugvorschaltung nicht selbst ätig erfo'.gt und die
Maschine nur für Handbetrieb entworfen ist.
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Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile. , Gemäß derselben
erfolgt der Vorschub des Werkzeuges selbsttätig während des Arbeitens, d. h. die
selbsttätige Querverschiebung des Werkzeuges beim Hobeln oder irgendeiner ähnlichen
Arbeit, wie Schleifen o. dgl., und außerdem die selbsttätige Längsverschiebung beim
Sägen usw. Die Maschine läßt alle in Frage kommenden Arbeiten, Fräsarbeiten usw.,
zu.
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Die Maschine ist für Hand- oder Kraftantrieb gebaut und ermöglicht
eine rasche Einstellung für irgendeine der in Frage kommenden auszuführenden arbeiten.
Sie kann nach Belieben auf einer Bank, auf einer Säule oder einem Sockel montiert
werden.
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Die Zeichnungen stellen beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dar, und zwar zeigt Abb. i die Maschine in Vorderansicht, mit Handbetäti-ung, Abb.
2 eine linke Seitenansicht derselben, Abb.3 eine Teilansicht der Maschine von rechts
mit den Einzelheiten, welche die selbsttätige Querbewegung gewährleisten, Abb. 4.
eine Oberansicht der Abb. 3, Abb. 5 in Seitenansicht eine mechanisch betriebene
Steuervorrichtung für die Maschine als Ersatz für die Handbetätigung, Abb. 6 eine
Vorderansicht des Kopfes, welcher bestimmt ist, die in den vorhergehenden Abbildungen
dargestellten Vorrichtungen zu ersetzen, um die Maschine zum Bohren oder Fräsen
einzurichten, indem ein Fräser in die Bohrspindel eingesetzt wird (Hand- oder Maschinenbetätigung)
; bei dieser Anordnung kann man außerdem die Maschine zum Schleifen und Sägen verwenden,
wobei der Vorschub der Werkzeuge selbsttätig erfolgt, Abb. ; eine Seitenansicht
der in Abb. 6 darg-estel_lten Vorrichtung, von rechts gesehen, mit den Einzelteilen,
welche beim Bohren den selbsttätigen Vorschub des Werkzeuges und weiterhin die Quer-
und Längsbewegung gewährleisten, Abb.8 eine Teiloberansicht der selbsttätigen Aus?ösevorrichtung
der Bohrvorrichtung, Abb. 9 und io eine Seitenansicht bzw. Oberansicht einer abgeänderten
Ausführungsform der Anordnung- bei Maschinenbetätigung, Abb. i i und 12 eine Seiten-
bzw. Vorderansicht eines besonderen Vorgeleges bei Betätigung der Maschine mittels
Maschinenkraft. Die Maschine besteht aus einem Bettschlitten i, der mit Rillen versehen
ist, die zur Befestigung der Werkstücke oder eines Drehstockes 2 dienen, und aus
einer Spannvorrichtung ;. Auf dem Bettschlitten ist ein Futter ¢ angeordnet, welches
zur Aufnahme einer Säule 5 dient, die sämtliche Einzelteile der Maschine mittels
eines besonderen Trägers trägt. Dieser Träger besitzt eine Führungsbuchse 6 (Abb.2)
mit seitlichen Führungen 7 (Abb.3 und ¢). Zur Versteifung und Befestigung der Teile
6 und 7 ist zwischen denselben eine wagerechte Rippe 8 vorgesehen, welche gleichzeitig
eine Buchse 9 trägt, die zur Führung der Höheneinstellschraubspindel i o dient.
Unter der Rippe 8 befindet sich außerdem noch ein rechteckiger Vorsprung i i, dessen
an seinen Seiten angeordnete Führungen 12 und 13 zur Lagerung der Triebräder 14,
15 dienen. Die seitlichen Führungen 7 besitzen auf einer Seite eine Buchse 16, in
welcher die Stange ,11 der Vorrichtung gleitet, welche die selbsttätige Querbewegung
steuert, und die in Abb.3 dargestellt ist. Auf der anderen Seite der Führungen 7
dient eine Buchse 17 zur Befestigung einer Achse, welche die in Abb. ; dargestellte
Steuerscheibe trägt, welch letztere bestimmt ist, die Betätigung der Maschine mittels
Maschinenkraft beim Hobeln zu gewährleisten, wie weiter unten beschrieben werden
wird. Die Schraubspindel i o, welche die Höheneinstellung des Werkzeuges bewerkstelligt,
trägt
ein Steuerrad. Sie ist in einem Träger 18, der an dem oberen Ende der Säule
5 angeordnet ist, geführt und darin frei drehbar.
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Das Werkzeug kann also nach obigem, einerlei, für welche Arbeit die
Maschine verwendet wird, in einer gewünschten Höhe eingestellt werden; sodann wird
es mittels der auf jedem Werkzeugträgerkopf vorgesehenen Einstellvorrichtung endgültig
auf das Werkstück eingestellt.
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Der Werkzeugträgerkopf besteht gemäß der Ausführung in Abb. i aus
einem senkrecht beweglichen Wagen 193 der durch die Schraubspindel zo bewegbar
ist. Der Wagen t g ist auf einem anderen Wagen 21 angeordnet, welcher in der Querrichtung
oder wagerecht auf einer Schwalbenschwanzführung 22 bewegbar ist, «-elch letztere
durch ein Bett oder einen Sockel 23 an einer Scheibe 24 befestigt ist. Vorn an dem
in der Höhe einstellbaren 'Vagen i 9 befindet sich der besondere Werkzeugträger
25, der zum Hobeln, Planieren oder irgendeiner anderen Flächenbearbeitung bestimmt
ist.
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Die Scheibe 24 ist mit zwei Armen 26 und 27 fest verbunden, welche
in den Führungen ; gleiten, wenn der Werkzeugträgerkopf die hin und her gehende
Bewegung macht. Diese hin und her gehende Bewegung erhält man bei Handbetätigung
der Maschine mittels eines Hebels 28 (Abb.3 und _1), der auf einem Zapfen 29 eines
Stückes 3o beweglich gelagert ist. Die Ringe _3i des Stückes 3o sind auf den Schiebestangen
26 und 27 befestigt. Da sich der Zapfen 29 des Hebels mit den Schiebestangen verschiebt,
ist der Stützpunkt des Hebels 28 auf einen Arm 32 verlegt, der in 33 auf einem Ansatz
einer der Führungen 7 angelenkt ist.
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Die Gelenkverbindung des Hebels 28 mit dem Arm 32 kann in einer äußersten
Stellung dieses Armes 32 erfolgen für den Fall, daß der dem Werkzeug zu gebende
Hub vergrößert werden soll.
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Unter dem Stück 3o befindet sich ein Vorsprung 34, in welchem eine
Schraubspindel 35 geführt ist. Diese Schraubspindel ; 5 tritt nicht in Wirkung,
wenn die Maschine zum Hobeln verwendet wird. Sie wird in dem Teil 34 durch eine
Mutter 36 gehalten. Die Muaer 36 muß infolgedessen beim Hobeln abgeschraubt werden,
wie die Abb.2 und 3 zeigen. Die Betätigung des Werkzeuges erhält man durch die Längsverschiebung
des Kopfes mittels des Hebels 28, welcher bei seiner Bewegung die Schiebestangen
26, 27 in den Führungen 7 mitbewegt.
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Im folgenden wird die Vorrichtung beschrieben, welche die Querbewegung
des Werkzeugträgerkopfes bewirkt, eine Bewegung, welche sich während des Hubes des
Werkzeuges selbsttätig vollzieht. Die Vorrichtung ist auf der einen Seite der Maschine
angeordnet und mit der Schraubspindel 37 der Schwalbenschwanzführung 22 vereinigt,
welche im Wagen 21 verschraubt ist, und welche in allen Wagen der Drehbank wiederkehrt.
Auf dem äußeren Ende dieser Schraubspindel 37 ist ein Sperrad 38 verkeilt. Ein Schwinghebel
39 trägt eine Sperrklinke 4o. Dieser Schwinghebel ist auf dem glatten Ende der Schraubspindel
37 frei beweglich angeordnet, um den Verschiebungen, welchen er durch die Stange
41 ausgesetzt ist, Folge leisten zu können, damit er das Sperrad betätigt. Die Stange
41 durchquert den Kopf eines Armes 42, der von der Führung 16 getragen wird. Ihre
Bewegungen werden durch Anschläge 43 begrenzt, deren Entfernung voneinander mit
der zu erzielenden Querverschiebun@ übereinstimmt. Die Querverschiebung ist abhängig
von der Zahl der durch die Sperrklinke 4o auf dem Sperrad 38 geklinkten Zähne. Die
Sperrklinke 40 ist umkehrbar angeordnet, um die Querbewegung nach rechts und nach
links erfolgen lassen zu können. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich von
selbst. Man sieht außerdem, daß die beschriebene Anordnung alle für die Flächenbearbeitung
erforderlichen Bewegungen umfaßt.
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Die vorhergehende Beschreibung betraf die Betätigung der Maschine
durch Hand. Um die Maschine durch Kraftübertragung zu betätigen, braucht man nur
den Hebel 28 abzunehmen und in die Führung 17 eine Nutenscheibe 44 (Abb. 5) einzusetzen.
Eine Triebstange 45, die mit der Scheibe verbunden wird, verbindet letztere mit
einer Verlängerung 46 des Anschlagstückes 3o. Der Umfang der Scheibe selbst bildet
eine Riemenscheibe zur -Aufnahme eines Treibriemens T. Die Maschine ist nunmehr
vollständig zur Betätigung des Kraftantriebs ausgerüstet, ohne daß es während ihrer
Arbeit noch weiterer Aufsicht bedarf, als zu vermeiden, daß die Maschine leer läuft.
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Soll die Maschine zum Bohren, Fräsen, Schleifen oder Sägen verwendet
werden, so nimmt man den im vorhergehenden, zu den Abb. i bis 4 gehörigen Werkzeugträgerkopf
i9 ab, indem man die Schraubspindel der Platte 23 abschraubt und auf die Scheibe
24 den zu den Abb.6 und 7 gehörigen Kopf aufschraubt. Dieser Kopf besteht aus einem
Werkzeugtragwagen -;, einer Schwalbenschwanzführung 48 und den verschiedenen Steuerorganen
für die Querverschiebung des Wagens, für die Längsverschiebung und den Vorschub
der Werkzeuge und für die Verschiebung
in senkrechter Richtung
beim Bohren. Sämtliche Verschiebungen erfolgen selbsttätig beim Antrieb der Maschine
durch Hand mittels der Kurbel .19 oder beim Antrieb mittels Kraftübertragung, wobei
ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 5o am Ende der Welle angeordnet wird, welche
die Kurbel trägt.
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Bei dieser Anordnung bleibt der Kopf feststehend, die Schiebestangen
werden durch Sperrung der Mutter in dem Vorsprung 3:1 festgestellt und die Schraubspindel
35 von einem fest mit dem Träger 6 verbundenen Teil getragen.
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Im Innern des Blockes 47 ist ein Träger 51 angeordnet, dessen Kopf
52 die Steuerwelle 53 trägt, während an dem unteren Teil des Trägers eine Lagerbuchse
54 vorgesehen ist, in welcher die Welle 55 lagert. Letztere wird durch ein Vorgelege
56, 57 in Bewegung gesetzt, das mit den Rädern 58, 59 in Eingriff steht. Zwei weitere
Kegelräder 6o, 61 bewirken die Drehung der Bohrspindel 62. Auf der Welle 55 können
auf einer Seite eine Schleifscheibe M oder ein Fräser und auf dem anderen Ende eine
Metallsäge S angeordnet werden. Diese Anordnung gestattet also, verschiedene Arbeiten
mit derselben Vorrichtung zu leisten. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich
ohne weiteres aus der Zeichnung.
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Der wesentliche Zweck der Vorrichtung besteht darin, während der Bewegung
der Vorrichtung die verschiedenen für die Werkzeuge erforderlichen Bewegungen selbsttätig
zu erzielen, d. h. die Querbewegung beim Schleifen, die Längsbewegung beim Fräsen
und Sägen und den Vorschub in senkrechter Richtung beim Bohren.
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Die Querbewegung erhält man auf die Weise, wie im vorhergehenden mit
,3ezug auf das Hobeln beschrieben worden ist. Sie wird auf die Schraubspindel 63
des Wagens .17 mittels eines Sperrades 6.1, einer Klinke 65, eines Schwinghebels
66 und einer Stange 67 übertragen, welch letztere die Bewegung von einer Hauptsteuerstange
68 aufnimmt, die ihrerseits bewirkt, daß sämtliche zu erzielenden Bewegungen. selbsttätig
erhalten werden.
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Die Stange 68 ist mit . einer genuteten Scheibe 69 verbunden, welche
auf der Achse 53 aufgesetzt ist. Außerdem ist die Stange mit einem Schwinghebel
70 verbunden, welcher an einem anderen Schwinghebel 71 angelenkt ist. Dieser
Schwinghebel 71 schwingt auf einer Achse 72. Sein unteres Ende ist mit der
Stange 67 verbunden. Da aber der Schwinghebel 71 durch das Sperrad 73 und die Sperrklinke
7 <1 die Längsbewegung sichert, muß zwecks Erzielens der Querbewegung die Sperrklinke
7,1 außer Eingriff mit dem Sperrrad gebracht werden, indem auf den Knopf 75 eingewirkt
wird, welcher eine im Innern der Vorrichtung liegende Feder zusammendrückt. Die
Sperrklinke wird mittels eines Ansatzes zurückgehalten, mit welchem der Knopf 75
in Eingriff steht. Für die Längsbewegung dagegen muß die Sperrklinke ; @. mit dem
Sperrad 73 in Eingriff stehen, so daß letzteres bei seiner Drehung die Achse 72
bewegt und gleichfalls das Kegelrad 1.1 in Bewegung setzt, worauf dieses die Bewegung
dem Radei mitteilt, das auf dem einen Ende der Schraubspindel35 befestigt ist. Da
aber wiederum diese Schraubspindel durch das Verbindungsstück 3o mit den Schiebestangen
26 und 2; wirksam verbunden ist, wird ihre Verschiebung in der Mutter 36 die Längsbewegung
der Schiebestangen veranlassen und infolgedessen die Längsbewegung des die Werkzeuge
tragenden Kopfes, und zwar um die Strecke, um welche sich das Sperrwerk bewegt.
Letzteres ist durch Einstellung des Angriffspunktes der Stange 68 in der Rille der
Scheibe 69 einstellbar.
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Bei der selbsttätigen Vorschubbewegung während des Bohrens wird die
Stange 68 von dem Kopf 77 ausgekuppelt und letzterer mit einem Gelenk 78 verbunden,
das an eine auf der Schraubspindel 8o bewegliche Scheibe ; 9 angelenkt ist, die
Schraubspindel 8o ist in einer Verlängerung 81 des Trägers 51 geführt. Sie ist in
ihrem Träger frei bewegbar, während ihr unteres Ende mit einer Mutter des Wagens
:17 in Eingriff steht. Auf der Scheibe 79 befindet sich eine Aussparung 8a, in welcher
eine Sperrklinke 83 lie";t, welche mit dem Sperrad 8.1 der Schraubspindel 8o in
Eingriff steht. Daraus ergibt sich, daß bei Drehung der Bohrspindel die Scheibe
69 und das Gelenk 78, 77 den Eingriff der Sperrklinke 83 mit den Zähnen des Sperrades
84 bewirken, wodurch die Schraubspindel 8o eine Drehbewegung erhält, welche den
Träger 51 in senkrechter Richtung verschiebt. Der Träger gleitet dann mit seinem
Werkzeugträger in dem Wagen 4.7. Bei der senkrechten Verschiebung des Werkzeugträgers
ist es aber von wesentlichem Interesse, den Hub dieses Werkzeugträgers einstellen
zu können, damit das Werkzeug beim Bohren das zu bohrende Stück nicht ,ganz durchbohrt
oder ein benachbartes Stück nicht anbohrt. Zu diesem Zwecke ist auf dem Wagen ein
in der Höhe einstellbarer Anschlag 85 angeordnet, dessen Höhe mit der Bohrtiefe
übereinstimmt.
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Dieser Anschlag 85 ist mit einem Hebel 86 vereinigt, welcher in 87
angelenkt und mit einem Ende 88 versehen ist (Abb.8), das mit einem Rückziehstück
89 der Sperrklinke 83 in Eingriff steht. Das andere Ende des Hebels 86 ist frei,
weist jedoch eine Rolle 9o auf, die auf den Anschlag 85 zu liegen
kommt,
wenn die bestimmte Bohrtiefe erreicht ist. Die Begegnung des Anschlages 85 mit dem
Hebel 86 hat zur Folge, daß die Sperrklinke 83 selbsttätig aus dem Sperrad 8 4 ausgelöst
wird. Hierdurch wird bewirkt, daß die Drehung der Bohrspindel sich auch, nachdem
das Werkzeug am Ende seines Hubes angelangt ist, stets weiter vollzieht, jedoch
der Vorschub aufhört.
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Bei Verwendung der Maschine als Feilmaschine, d. h. wenn sie für Flächenbearbeitung
benutzt wird, verwendet man vorteilhaft für den Kraftmaschinenantrieb die in den
Abb. 9 und io dargestellte Vorrichtung. Diese Vorrichtung eignet sich besonders
zur Verwendung eines Vorgeleges, das in den Abb. i i und 12 dargestellt ist, und
mittels welchem die Spannung des Treibriemens selbsttätig eingestellt wird, wenn
die Maschine in der Höhe verschoben wird.
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Die neue Steuervorrichtung beruht im wesentlichen auf demselben Prinzip
wie die in Abb. 5 dargestellte Vorrichtung, jedoch befindet sich in der Vorrichtung
gemäß den Abb. 9 und i o die Scheibe anstatt in senkrechter Stellung in wagerechter,
und zwar mittels eines Trägers, welcher die Anordnung einer besonderen Riemenscheibe
gestattet, die zur Aufnahme der Bewegung und zur übertragung derselben auf die Maschine
dient.
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In der Abänderung nach den Abb.9 und io verwendet man vorteilhaft
die Säule 5 zur Anbringung der Betätigungsvorrichtung. Diese Vorrichtung besteht
aus einem Träger g i, welcher mittels einer Schraubhülse 92 auf der Säule festgeschraubt
ist und eine Verbreiterung 93 besitzt, die zur Führung der Schraubspindel i o dient.
Die Schraubspindel steuert die Höheneinstellung der Maschine. Eine Achse 9.1 lagert
in Lagerbuchsen 95. Auf sie wird die Bewegung übertragen, während eitle Achse 96
die Scheibe 97 trägt, welche die Bewegung auf die Maschine weiterleitet.
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Die Achse 94 trägt eine gerillte Riemenscheibe 98 für den Treibriemen.
Außerdem befindet sich auf ihr eine Schnecke 99, welche die Bewegung mittels eines
auf der Achse 96 angeordneten Rades i oo auf die Scheibe 97 überträgt.
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Die Scheibe 97, welche am Ende der Achse 96 angeordnet ist, besitzt
einen . Ansatz 1 o 1, in welchem ein Bolzen io2 geführt ist, der zur gelenkigen
Lagerung einer Triebstange 103
dicht, «-elche, mittels eines Bolzens io,4
mit dem Ende einer anderen Triebstange io5 verbunden ist. Diese Triebstange io5
ist in 29 mit dem Trieborgan der Maschine, das in Abb..l dargestellt ist, verbunden.
Dicses Organ wird nach der Abb..l durch den Handliebel betätigt. Um die Einstellung
des Werkzeughubes zu bewirken, bedient man sich der Triebstange 105, welche eine
Nut roh aufweist, mittels welcher nach erfolgter Lösung des Bolzens io,. der Hub
des Werkzeuges eingestellt werden kann: Die Steuervorrichtung kann ebenso, wie die
Maschine selbst, auf der Säule 5 verschoben werden, um das Werkzeug in der Höhe
mit Bezug auf das Werkstück einstellen zu können. Das in den Abb. i i und 12 dargestellte
Vorgelege ist gewissermaßen die unentbehrliche Zugabe zur Maschine, wenn sie durch
Maschinenkraft betätigt wird, weil sie in diesem Falle die selbsttätige stete Spannung
des die Maschine betätigenden Treibriemens gewährleistet. Da die Maschine zwecks
ihrer Einstellung zum Werkstück in der Höhe bewegbar ist, muß auch das durch die
Verstellung der Maschine hervorgerufene Entspannen des - Treibriemens, das notwendigerweise
auftritt, wenn die Maschine angehoben wird, selbsttätig beseitigt werden.
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Diese Entspannung zurückzuführen, ist der Hauptzweck' des Vorgeleges.
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Das Vorgelege Gesteht aus dem Hängelager 107, der Welle io8 und den
festen und losen Riemenscheiben io9, die zur Aufnahme der Bewegung dienen. Außerdem
befindet sich auf der Welle io8 ein Geschwindigkeitswechselgetriebe i io, das die
Bewegung auf die zu betätigende Maschine überträgt. Des weiteren ist eine Auslösegabel
i i i vorgesehen, die zum Stillsetzen der Vorrichtung dient.
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Die Besonderheit des Vorgeleges besteht darin, daß auf der Welle i
o8 ein Arm i 12 angeordnet ist, der durch eine Stange 113 mit Gegengewicht 11¢ verlängert
ist, um auf diese Weise einen schwingenden Balancier zu bilden. Der Arm i 12 trägt
Achsen i 15, auf welchen Rollen i 16 angeordnet sind, die sich wagerecht verschieben
können, um gegenüber einer der Scheiben des Wechselgetriebes zu liegen zu kommen
und den Treibriemen aufzunehmen, welcher über die gewählte Scheibe läuft.
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Wie aus der Abb. i i ersichtlich ist, läuft der Treibriemen C außer
über das Wechselgetriebe auch über die Rollen i 16. Andererseits läuft der Riemen
über die Triebscheiben der Maschine (98, Abb.9 und io).
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Die Gegengewichte i i.. sind stets bestrebt, die Rollen 116 derart
einzustellen, daß sie den Treibriemen spannen, selbst wenn derselbe sich in einer
Stellung befindet, in-welcher er im gewöhnlichen Falle entspannt würde. Diese Entspannung
tritt dadurch auf, daß die Maschine mit ihrer Riemenangehoben wird. Sie wird aber
selbsttätig durch Wirkung der Gegengewichte beseitig t.
Es sei noch
bemerkt, daß, einerlei, für welche Arbeit die Maschine verwendet wird und welche
Ausführungsform gewählt wird, der Werkzeugträgerkopf unter einem beliebigen Winkel
auf der Scheibe 24 angeordnet sein kann, damit auch ein schräges Werkstück bearbeitet
werden kann. Außerdem kann die ganze Maschine derart um die Säule drehbar angeordnet
sein, daß auch Arbeiten, die außerhalb des Mittelpunktes des Bettschlittens liegen,
ausgeführt werden können. Die Maschine kann leicht transportiert und an einer beliebigen
Stelle aufgebaut werden, um wichtige Werkstücke zu bearbeiten oder zu reparieren
oder um weniger leicht transportierbare Maschinen zu bearbeiten.