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blehrspindlige Zinkenfräsmaschine Die Erfindung betrifft eine mehrspindlige
Zinkenfräsmaschine für schwalbenschwanzförmige Verzinkungen, bei welcher zwecks
Erzeugung der außen abgerundeten Zinken der das Werkstück tragende Aufspanntisch
und die Fräser in bezug aufeinander geradlinig und auf einer Kreisbahn bewegt werden.
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Derartige Maschinen sind bereits bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil,
daß die geradlinige und Kreisbewegung von j e einer besonderen Vorrichtung erzeugt
wird und tlaß diese Vorrichtungen von Hand gesteuert werden. Bei derartigen Maschinen
hängt also die Leistungsfähigkeit und die Genauigkeit der hergestellten Verzinkungen
in hohem Maße von der Geschicklichkeit bzw. der Fertigkeit des die Maschine bedienenden
Arbeiters ab.
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Andererseits wurde bereits für Einspindelfräsmaschinen, bei welchen
die Herstellung mehrerer Zinken nacheinander durch Weiterschalten des Werkstücks
bzw. des Fräsers erfolgt, vorgeschlagen, die Vorschubbewegung und die seitliche
Schaltbewegung von einer ortsfest oder in einem den Aufspanntisch tragenden Schlitten
gelagerten Kurbelwelle anzutreiben, und zwar derart; daß sich vorn abgerundete Zinken
ergeben.
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Bei derartigen Vorschubvorrichtungen sind zur Bearbeitung jeder einzelnen
Zinke drei Bewegungen - nämlich eine Abrundbewegung, eine Hinundherbewegung (Vorschubbewegung)
und eine Schaltbewegung von einer Zinkenlücke zu der nächsten -, d. h. also während
eines Arbeitsganges dreimal so viel Schaltbewegungen notwendig, als Zinken hergestellt
werden sollen. An eine derartige Vorschubvorrichtung werden außerordentlich vielseitige
Ansprüche gestellt, was sich in komplizierter Bauart derartiger Schaltvorrichtungen
und entsprechend unsauberem und unsicherem Arbeiten auswirkt. Demgegenüber ist bei
der Schaltvorrichtung einer Mehrspindelfräsmaschine nur ein Wechsel von der Hinundherbewegung
in Richtung der Lückentiefe zu der durch eine Kurbel anzutreiben--den Abrundbewegung
erforderlich, da alle Zinken gleichzeitig erzeugt werden. Die Aufgabe für eine derartige
Vorrichtung besteht also im wesentlichen in einem einfachen, trotzdem aber betriebssicheren
Übergang von einer geradlinigen Schlittenbewegung zur geradlinigen Abrundbewegung
des Schlittens. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der der
kreisenden Schwingbewegung dienende Zapfen der in einem senkrecht zu der durch die
Fräser gehenden Ebene verschiebbarem Schlitten gelagerten Kurbelwelle unmittelbar
im Aufspanntisch gelagert, d. h: unlösbar mit diesem verbunden ist, und die Kurbelwelle.
zwangsläufig nacheinander unter Sperrung ihrer Verschiebebewegung gedreht und unter
Sperrung ihrer Drehbewegung verschoben wird: Diese Anordnung hat den Vorteil, daß
mit der Kurbelwelle sowohl die Kreisbewegung als auch die hin und her gehende Bewegung
des Aufspanntisches erzeugt wird. Außerdem hat diese Ausbildung den Vorteil einer
verhältnismäßig einfachen und trotzdem genau und zuverlässig sowie vollkommen selbsttätig
arbeitenden Vorrichtung, so daß mit der Maschine gemäß Erfin-
Jung
trotz sehr hoher Arbeitsleistungen genaue und ohne besondere Nachbearbeitung passende
Verzinkungen hergestellt werden können.
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Zur besseren Klarstellung ist der Erfindungsgegenstand in den Zeichnungen
in beispielsweiser Ausführung schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Zinkenfräsmaschine der neuen Bauart in einem senkrechten
Schnitt senkrecht zur Fräserebene, Abb. 2 in einem senkrechten Schnitt parallel
zur F.räserebene. Der linke Teil der Maschine ist abgebrochen. Er ist genau so gebaut
wie der rechte. Abb. 3 zeigt den in Abb. i und 2 im Schnitt gezeigten Teil der Maschine
in Aufsicht, während Abb. 4 die in der Abb. i in eingespannter Stellung gezeigten
zu verzinkenden beiden Holzteile in fertig bearbeitetem Zustande in der Ansicht
von unten darstellt.
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Gemäß Abb. i sind in bekannter Weise am Maschinengestell i eine große
Anzahl Fräserspindeln 2 senkrecht gelagert, welche an ihrem oberen fliegenden Ende
Fingerfräser 3 von der Form des schwalbenschwanzförmigen Querschnittes der einzufräsenden
Zinkenlücken tragen. Dieser Teil der Maschine zeigt gegenüber der bekannten Bauart
nichts Neues. Auf dem Maschinengestell beweglich angeordnet ist der Aufnahmetisch
4., auf welchem ebenfalls in bekannter Weise mittels einer nicht weiter gezeigten
Druckvorrichtung die beiden zu einer gemeinsamen Ecke zu verzinkenden Holzteile
5 und 6 eingespannt werden. In der üblichen Weise wird der vordere Holzteil 6 senkrecht
und der zweite Holzteil s horizontal und stumpf anliegend dahinter eingespannt.
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Der Tisch 4 ist auf den Kurbelzapfen 7 der beiden Kurbelwellen 8 gelagert.
Diese Kurbelwellen 8 sind in Lagern 9 bzw. io in einem Kurbelwellenschlitten i i
gelagert, welcher in einer waagerechten, zur Fräserachse senkrecht angeordneten
Schlittenführung 12 auf dem Gestell verschiebbar angeordnet ist. Die Sicherung gegen
Verdrehung des Aufspanntisches wird erreicht durch gleichzeitige Anordnung zweier
paralleler Kurbelwellen mit parallelen gleich langen Kurbeln auf gemeinsamem Kurbelwellenschlitten
ii. Der Kurbelwellenschlitten i i . reicht aus diesem Grunde über die ganze Breite
des Maschinengestells und besitzt an beiden Seiten je -eine Kurbelwelle 8, wie sie
in Abb. 2 gezeigt ist. Der Tisch 4 stellt daher gewissermaßen eine Verbindungs-
oder Kuppelstange zwischen zwei parallelen Kurbeln dar und führt deshalb bei gleichzeitiger
zwangsläufiger Drehung beider Kurbelwellen eine Schwingbewegung in einem Kreise
vom Radius der Exzentrizität der Kurbelzapfen 7 aus. Mit diesen beschriebenen Einrichtungen
wird es ermöglicht, einmal durch Verschieben des Kurbelwellenschlittens ii in seiner
geradlinigen Führung 12 den geradlinigen Teil .der Zinkennut bis zur gewünschten
Tiefe herauszuschneiden und durch eine Drehbewegung der beiden Kurbelwellen 8 um
i8o°, welche eine entsprechende kreisende Schwingbewegung des Tisches 4 erzeugt,
die Abrundung der vorderen Ecken vorzunehmen. An Stelle der bisherigen komplizierten
Kreuzschieberbewegung unter Zuhilfenahme von Schablonen treten also zwei einfache
Bewegungen ein und desselben Maschinenteils, und zwar der mit dem Tisch dauernd
in Verbindung bleibenden Kurbelwelle. Je nachdem Kurbelwelle 8 zusammen mit Kurbelwellenschlitten
i i geradlinig verschoben oder auf dem Schlitten verdreht wird, führt der Tisch
den geradlinigen oder kreisenden Teil der notwendigen Bewegung aus. Beide einfache
Bewegungsarten lassen sich ohne jede Komplikation in beliebiger Weise einleiten
und von jedem ungelernten Arbeiter ausführen.
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Als Mittel zur Erzielung nacheinander einer drehenden und einer geradlinigen
Bewegung der auf einem Schiebeschlitten gelagerten Kurbelwelle wurden Zahnstangen
gewählt, welche in Zahnräder auf der Kurbelwelle eingreifen. Eine geradlinig bewegte
Zahnstange versetzt ein auf der Kurbelwelle befestigtes Zahnrad in entsprechende
Drehbewegung, solange eine solche Drehbewegung möglich ist. Andererseits schiebt
die gleiche Zahnstangenbewegung den ganzen Kurbelwellenschlitten mitsamt der Kurbelwelle
geradlinig vorwärts, solange die Dreh-a bewegung gesperrt und eine geradlinige Schlittenbewegung
freigegeben ist.
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Im Ausführungsbeispiel trägt die Kurbelwelle 8 zwischen den .Lagern
9 und io ein Stirnrad 13, welches mit einer runden Zahnstange 14 kämmt, welche parallel
zur Schlittenführung 12 im Kurbelwellenschlitten i i verschiebbar angeordnet ist.
Die Zahnstange 14 ist durch eine kleine Zugstange 15 mit einem Winkelhebel 16 verbunden,
welcher in einem Auge 17 am Maschinengestell schwingbat gelagert ist. Durch Bewegung
des Hebels 16 wird die Zahnstange 14 in Richtung parallel zur Schlittenführung oder
senkrecht zur Fräserebene bewegt. Diese Bewegung kann entweder erfolgen, indem sich
die Zahnstange 14 in ihrer runden Führung im augenblicklich feststehenden Kurbelwellenschlitten
i i verschiebt und dabei das Zahnrad 13 mit Kurbelwelle 8 in Drehung versetzt, oder
aber indem bei einer Sperrung der Kurbelwelle 8 gegen Drehung der ganze Kurbelwellenschlitten
ii sich in seiner Schlittenführung 12 als ein Ganzes mit der Zahnstange zusamtuen
auf
dem Gestell senkrecht zur Fräserebene verschiebt. Die gleiche Bewegung des Hebels
16 kann daher nach Belieben die geradlinige Bewegung des Kurbelwellenschlittens
ii in der Führung i2 oder auch die Drehbewegung der Kurbelwelle 8 ergeben, je nachdem
eine von beiden Bewegungen gesperrt ist, während die andere freigegeben ist. Die
dieser abwechselnden Sperrung und Freigabe dienende Einrichtung wird weiter unten
beschrieben.
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Bisher wurde gemäß dem Diagramm in Abb. q. in der Reihenfolge
A, B, C, D und umgekehrt von D bis B in die Eingangsstellung
A
zurückgearbeitet. Eine derartige Zusammenstellung der verschiedenen Teile
des gesamten Fräsweges ergab erst eine geradlinige Bewegung von A bi=s C, dann eine
Umkehr der geradlinigen Bewegung von C bis B, dann ein Stillsetzen der geradlinigen
Bewegung und Einrücken der Drehbewegung der Kurbelwelle von B bis
D, dann eine -Umkehr dieser Drehbewegung von D bis B, ein Stillsetzen dieser
Drehbewegung und ein Wiedereinleiten der geradlinigen Bewegung von - B zurück nach
A. Wollte man diese verschiedenen Teilbewegungen in der richtigen Reihenfolge aus
einer einzigen einfachen V orschubbewegung ableiten, so müßten dazu komplizierte
Kupplungen oder sonstige Umsteuerorgane mit entsprechenden Mechanismen zu ihrer
Betätigung vorgesehen werden. Um dies zu vermeiden, wird gemäß vorliegender Erfindung
folgende neuartige Zusammenstellung der einzelnen Teile'des Fräsweges vorgenommen,
bei welcher jeder Punkt des Fräsweges beim Hin- und Rückweg nur j e einmal durchlaufen
wird. Dies macht es möglich, die Steuerung selbsttätig abhängig vom Fräserort und
mit einfachen Mitteln zu bewirken. Es wird zunächst die geradlinige Schlittenbewegung
von A bis B ausgeführt, in B nach Stillsetzen der geradlinigen
Bewegung die Drehbe-,vegung bis D ausgeführt, in D diese wieder stillgesetzt
und die geradlinige Schlittenbewegung weiter fortgesetzt bis E. Im ganzen wird daher
die geradlinige Schlittenbewegung in der Mitte nur einmal für Einleitung der Drehbewegung
unterbrochen, woraus sich -eine wesentlich vereinfachte Betätigungsmöglichkeit ergibt.
Die Fräser schneiden die Lücken bei B deshalb nur eben bis zur Tiefe der Abrundungsmittelpunkte
an, führen dann erst die Abrundungsbewegung aus und dringen erst nach @ deren Vollendung
in die volle Tiefe der herzustellenden Zinkennut, also bis E, vor, und zwar immer
erst in der benachbarten hTut. Der Rücklauf erfolgt sodann in genau umgekehrter
Reihenfolge.
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Um eine selbsttätige Steuerung der Bewegung der Kurbelwelle abhängig
vom Fräser-- ort zu ermöglichen, trägt die Kurbelwelle 8 an ihrem unteren freien
Ende einen Flansch 18, welcher exzentrisch zur Wellenmitte ein Gleitstück ig trägt.
Dieses Gleitstück ig besitzt, von oben gesehen, die in Abb. 3 kreuzschraffierte`
Form. Es stellt demnach ein Stück von einem Kreisring dar, welches einerseits begrenzt
wird durch zwei konzentrische Kreise um die Achse der Kurbelwelle 8 und andererseits
durch zwei parallele Seitenflächen,- die seine Breite bestimmen. Dieses Gleitstück
ig gleitet in einer Führungsnut 2o, welche fest am Maschinengestell in entsprechender
Lage angebracht ist. Diese Führungsnut 2o besteht zur Hauptsache aus einer geradlinigen
-Tut, deren Breite genau derjenigen des Gleitstückes ig entspricht. Bei Bewegung
der Kurbelwelle 8 mit Schlitten i i in der geradlinigen Schlittenführung i2 gleitet
daher Gleitstück ig in der Führungsnut 2o. Die Führungsnut 20 ist in der Mitte unterbrochen
von einem kreisförmigen Teil 21, dessen Durchmesser genau der inneren Rundung des
Gleitstückes entspricht. Diese kreisförmige, Unterbrechung sperrt daher beim Auftreffen
des Gleitstückes ig eine weitere geradlinige Schlittenbewegung. Durch eine ringförmige
Verbindung zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil der Führungsnut 2o ist es
dem Gleitstück ig jedoch möglich gemacht, in dem Augenblick, wo seine geradlinige
Bewegung infolge Auftreffens auf das kreisförmige Teilei gesperrt wird, eine Drehbewegung
in dem ringförmigen Teil der Führungsnut um die Achse der Kurbelwelle 8 auszuführen.
Nach Ausführung einer Drehbewegung von i8o° schlägt Gleitstück ig mit seiner Achse
wiederum gegen die entsprechenden Seitenkanten der geradlinigen Führungsnut; in
diesem Moment ist infolgedessen eine weitere Drehbewegung unmöglich oder gesperrt,
dafür aber gleichzeitig ein weiteres Verschieben des Gleitstückes i g auf dem anderen
Ende der geradlinigen Führungsnut möglich geworden. Da während der ganzen Zeit durch
Bewegung des Hebels 16 ein Druck auf die Zahnstange und somit auch auf das Zahnrad
13 und Kurbelwelle 8 ausgeübt wird, so wird der Tisch q. infolge der Wirksamkeit
des Gleitstückes ig in der Führungsnut 20, je nachdem in jedem Moment eine Bewegung
gesperrt und die andere freigegeben ist, abwechselnd eine gerade Schrittbewegung
in der Führung 1.2 oder eine kreisende Bewegung auf dem -Kurbelzapfen 7 um die Kurbelwellenmitte-
ausführen.
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Wird daher der Hebel 16 in einem fortlaufenden Sinn von Hand bewegt,
so wird sich nacheinander selbsttätig die gerade Schlittenbewegung von
A bis B, darauf die
Abrundbewegung von B bis D- und
anschließend wieder die gerade Schlittenbewegung von D bis E ablösen. Die gewünschte
Wirkungsweise der abwechselnd geradlinigen und drehenden Bewegung wird also ohne
jede Umschaltung oder Umkehr durch eine einfache Bewegung des Hebels 16 erreicht.
Bei rückwärtiger Bewegung des Hebels 16 wird der ganze Fräsweg in umgekehrter Reihenfolge
wiederholt, d. h. der Fräser macht gegenüber dem Holze jetzt den Weg von E bis
D bis B zurück nach A. Die ganze Handhabung besteht daher im
einmaligen Hin- und Herbewegen eines einfachen Hebels.
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Nachdem auf diese Weise eine Zusammenfassung der erforderlichen Bewegungen
zu einer einfach hin und her gehenden eines Hebels oder einer Zahnstange ermöglicht
wurde, bietet es weiter keine Schwierigkeiten, an Stelle der Betätigung von Hand
auch eine vollkommen automatische Wirkungsweise auszubilden. Zu diesem Zweck braucht
nur eine beliebige Vorrichtung angebracht zu werden, welche nach Einrücken eine
einfache hin und her gehende Bewegung ergibt und nach Ausführung dieser einmaligen
Bewegung selbsttätig wieder ausrückt. Die Einzelheiten einer derartigen automatischen
Antriebsvorrichtung können sehr verschieden ausgebildet werden, sind im übrigen
bekannt und bilden keinen wesentlichen Gegenstand vorliegender Erfindung. In den
Zeichnungen ist die Einleitung dieser automatischen Bewegung durch Anbringung einer
Kurbelwelle 22 mit einem Kurbelzapfen 23 angedeutet, wobei letzterer bei einer vollen
Drehung der Kurbelwelle 22 nach Art der bekannten Kurbelschleifen dem Winkelhebel
16 eine einmalig hin und her schwingende Bewegung in der gewünschten Art erteilt.