DE571510C - Antrieb fuer den Arbeitstisch an Fraesmaschinen - Google Patents

Description

Fräsmaschinen, bei denen der Frästisch durch starre Mittel, wie z. B. Schraubenspindeln, Zahnstangen o. dgl., bewegt wird, haben infolge Abnutzung oder schlechten Zusammenbaues zwischen Frästisch und Vorschubmittel stets etwas Spiel. Erfolgt der Vorschub des Frästisches entgegen der Drehrichtung des Fräsers, so ist dieses Spiel ohne größere Bedeutung.

In vielen Fällen ist es jedoch wirtschaftlicher, und es wird genauere Arbeit erzeugt, wenn Vorschub des Frästisches und Drehsinn des Fräsers gleichgerichtet sind. Hierbei ist aber ein Spiel zwischen Vorschubmittel und Frästisch mit folgenden sehr großen Nachteilen verbunden. Wird nämlich bei dieser Arbeitsweise ein Frässpan angesetzt, so wird zum Anfang die Reibung zwischen Frästisch und seiner Führung groß genug sein, um der Umfangskraft des Fräsers standzuhalten, so daß der Frästisch nur durch sein Vorschubmittel vorgeschoben werden kann. Greift der Fräser aber mehr ins Material hinein, so wird die am Umfang des Fräsers wirkende Kraft so groß, daß die Reibung zwischen Frästisch und seiner Führung von der Umfangskraft des Fräsers überwunden wird und dieser das Werkstück mit dem Frästisch um ein solches zusätzliches Stück unter sich hinwegreißt, welches der Größe des Spiels zwischen Vorschubmittel und Frästisch entspricht. Der Frästisch eilt also um die Größe des Spiels gegenüber dem durch die Vorschubmittel bestimmten Vorschub vor, wodurch die Fräserzähne plötzlich eine übermäßig, große Werkstoffmenge zur Verspannung zugeführt erhalten. Ist diese Werkstoffmenge abgerissen, so bleibt der Frästisch stehen, weil sein Vorschub erst dann erfolgen kann, wenn die Vorschubmittel um das Maß ihres Spieles nachgeeilt sind. Inzwischen läuft der Fräser leer. Beginnt dann der Vorschub wieder zu wirken, so wird dieser wieder so lange durch die Vorschubmittel erfolgen, als die Reibung zwischen Frästisch und seiner Führung größer ist als die Umfangskraft des Fräsers. Ist die Grenze überschritten, so reißt der Fräser wieder das Werkstück mit dem Frästisch unter sich hinweg, so daß abermals eine stoßweise Überlastung von Werkzeug und Maschine erfolgt. Dieser Vorgang wiederholt sich fortwährend bei der ganzen Dauer der Fräsarbeit. Die Verspannung findet also nicht gleichmäßig statt, sondern wechselt dauernd zwischen stoßweisen Überlastungen und vollständigem Leerlauf. Durch diesen ungleichmäßigen , stoßweisen Gang werden Werkzeug und Maschine sehr überlastet und bald zerstört.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, erhöhte man entweder die Reibung zwischen Frästisch und seiner Führung sehr stark,' oder es

wurden an den Frästisch Gegengewichte angehängt. Beides bedeutet eine sehr große Kraftverschwendung, ohne aber eine unbedingte Sicherheit gegen ein Untersichreißen des Werkstückes durch den Fräser zu geben. Andere versuchten den Übelstand durch mehrteilige Vorschubmittel zu beseitigen, z. B. gesprengte Muttern u. dgl., welche so eingestellt wurden, daß kein Spiel mehr vorhanden war. Diese Einrichtungen benötigten große Wartung und Aufsicht, wobei es aber nicht zu vermeiden war, daß durch Abnutzung wieder eintretendes Spiel nicht sofort bemerkt wurde und dann zum Bruch von Werkzeug oder Maschine führte.

Zu diesem Zweck wurde auch schon vorgeschlagen, den Antrieb des Frästisches durch ein hdyraulisches Getriebe zu bewirken, derart, daß dieses Getriebe nur die Vorschubkraft abgab, die Größe des Vorschubes aber durch andere Mittel, z. B. durch die Drehung einer Schraubenspindel, gesteuert wurde, wobei die Vorschubkraft den Frästisch spielfrei gegen das Steuermittel drückt. Ein hydraulisches Getriebe setzt sich bekanntlich aus einer großen Anzahl sehr genau gearbeiteter Teile zusammen, so daß sich daher eine mit einem derartigen Getriebe ausgerüstete Maschine sehr teuer stellt. Auch ist der Wartung und Bedienung hydraulisch betriebener Maschinen besonders große Aufmerksamkeit zuzuwenden, weil sonst durch Undichtwerden einzelner Antriebsteile, Versagen der Triebmittelpumpe oder der Steuerung u. dgl. leicht Betriebsstörungen eintreten können.

Die Erfindung beseitigt alle genannten Nachteile und erreicht eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung des Tischantriebes dadurch, daß die Erzeugung der Vorschubkraft nicht durch hydraulische, sondern ebenso wie die Steuerung der Vorschubgröße durch starre Mittel erfolgt, z. B. durch Schraubenspindeln.

+5 Da aber auch bei dieser Ausführung infolge Abnutzung u. dgl. ein schädliches Spiel zwischen den Antriebsmitteln auftreten kann, so sind elastische Zwischenglieder vorgesehen, z. B. Flüssigkeitspolster, Luftpolster, Federn u. dgl., die auf die Einrichtung zur Erzeugung des Vorschubes so einwirken, daß das schädliche Spiel beseitigt wird.

Elastische Mittel zur Beseitigung des

Spiels an Vorschubspindeln sind zwar schon bekanntgeworden, doch haben sich diese nicht bewährt. Gemäß der Erfindung wird eine Verbesserung dadurch erzielt, daß die elastischen Mittel derart angeordnet sind und zur Wirkung kommen, daß sie in Richtung der Arbeitsbewegung auf den Arbeitstisch einen zusätzlichen Druck ausüben, wodurch der Arbeitstisch in Richtung der Arbeitsbawegung spielfrei gegen das Steuermittel gehalten wird und ein gleichmäßiger Vorschub auch dann gesichert ist, wenn Vorschubrichtung des Frästisches und Drehsinn des Fräsers gleichgerichtet sind. Die elastischen Zwischenglieder können am Frästisch oder an dessen Führungsstück angeordnet sein.

Außerdem besteht gemäß der Erfindung der Vorteil, daß unter Benutzung der elastischen Zwischenglieder und einer Verschiebemöglichkeit des Frästisches zumindest gegenüber einem seiner Antriebsmittel eine Vorrichtung zur Stillsetzung der Maschine oder einzelner Teile derselben betätigt wird.

In der Zeichnung sind die wichtigsten Teile einiger beispielsweisen Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung schematisch dargestellt, und zwar ist

Abb. ι eine teilweise Seitenansicht einer Fräsmaschine, teilweise im Schnitt.

Abb. 2 zeigt eine teilweise Vorderansicht einer Ausführungsform im Schnitt.

Abb. 3 und 4 sind Teildarstellungen zweier weiterer Ausführungsformen.

In einem in beliebiger Form ausgebildeten Fräsmaschinenständer 1 ist die Frässpindel 2 gelagert und in dieser der Fräsdorn 3 angebracht, auf welchem der Fräser 4 befestigt ist. An dem Ständer 1 sitzt das Konsol 5, auf diesem der Kreuzsupport 6 und wieder auf diesem der Frästisch 7. Auf dem Frästisch 7 ist ein Arbeitsstücke befestigt. In dem Kreuzsupport 6 ist die Spindelmutter 9 gelagert, in welche die Schraubenspindel 10 eingreift, welche nachfolgend als Steuerspindel bezeichnet wifrd. Die Steuerspindel 10 ist zwischen den Bunden 11 und 12 im Frästisch 7 so gelagert, daß sie in dem Lager des Frästisches 7 eine Längsbewegung ausführen kann. Der Bund 12 betätigt bei Verschiebung der Steuerspindel 10 eine am Frästisch 7 gelagerte Schaltklinke 13, welche durch eine nicht gezeichnete Vorrichtung die Antriebe der Maschine ausschaltet. Außer der Steuerspindel 10 ist zur Bewirkung des Vorschubes beispielsweise eine Schraubenspindel 18 angeordnet, welche nachfolgend als Vorschubspindel bezeichnet wird. Natürlich können an Stelle der Steuerspindel 10 und Vorschubspindel 18 auch andere starre Mittel verwendet werden, z. B. Zahnstangen usw. Steuerspindel 10 und Vorschubspindel 18 werden so angetrieben, daß der von ihnen erzeugte Steuerweg und der Vorschubweg genau gleich groß sind. Gemäß der Erfindung ist eine dieser Spindeln noch mit elastischen Gliedern versehen. Diese elastischen Glieder werden so gespannt, daß sie eine Zusatzkraft abgeben, durch welche der Frästisch 7 bei normaler Arbeitsweise in Richtung seines

Vorschubes sicher gegen Anschlagbund 11 oder 12 gedrückt wird. Die elastischen Glieder gestatten aber auch, daß der Frästisch 7 bei Überlastung des Fräsers 4, z. B. bei Abstumpfung, gegenüber der.Vorschubbewegung der Spindeln 10 und 18 etwas zurückbleibt, wobei beispielsweise durch den dachförmig ausgebildeten Anschlagbund 12 der Hebel 13 gedreht wird, welcher eine nicht gezeichnete Ausrückvorrichtung für den Vorschub allein oder für die ganze Maschine betätigt, so daß Fräserbrüche oder Beschädigungen der Maschine nicht mehr vorkommen können.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 bestehen die elastischen Glieder beispielsweise aus den Druckfedern 20 und 21, welche die Mutter 19 und dadurch auch die Spindel 18 und den Frästisch 7 beeinflussen. Bei den Ausführungsformen nach Abb. 3 und 4 werden die elastischen Glieder durch Luft- oder Flüssigkeitspolster gebildet, welche in zu beiden Seiten des Kolbens 25 angeordneten Zylinderräumen 26, 27 durch nicht gezeichnete Pumpen erzeugt und auf dem erforderliehen Druck gehalten werden. Der Kolben 25 enthält das Muttergewinde 19. Mutter 19 in Abb. 2 und der in Abb. 3 und 4 mit der Mutter 19 verbundene Kolben 25 sind axial verschiebbar, aber nicht drehbar gelagert.

Je nach der erforderlichen Vorschubrichtung wird entweder die Feder 20 oder 21 gespannt oder entspannt bzw. in den Zylinderräumen 26 oder 27 ein Überdruck erzeugt, daß der Frästisch 7 bei normaler Beanspruchung in Richtung seines Vorschubes sicher gegen den Anschlagbund 11 oder 12 gedrückt wird.

Zur Bearbeitung des auf dem Frästisch 7

befestigten Arbeitsstückes 8 nach Abb. 2 wird der Fräser 4 in der durch Pfeil bezeichneten Richtung in Umdrehung versetzt und durch Verschiebung der Druckstücke 22 und 23 die Feder 21 entspannt und die Feder 20 ge*- spannt. Die Verschiebung der Druckstücke 22 und 23 kann gleichzeitig oder einzeln nacheinander erfolgen.

Die Feder 20 wird etwas stärker gespannt, als die für normalen Betrieb erforderliche Vorschubkraft beträgt, so daß sich also eine Zusatzkraft entwickelt. Dadurch wird die Mutter 19, die Vorschubspindel 18 und damit auch der Frästisch 7 in der durch Pfeil bezeichneten Vorschubrichtung verschoben; auch wird der Druck der Feder 20 noch durch die in Richtung des Vorschubes wirkende Umdrehungskraft des Fräsers 4 unterstützt, so daß der Frästisch 7 sicher gegen den Anschlagbund 11 der Steuerspindel 10 gehalten wird. Dadurch ist ein Hineinreißen des Werkstücks 8 in den Fräser sicher vermieden.

Treten Störungen im Betrieb der Maschine ein, z. B. durch zu stampfen Fräser 4, Unterbrechung der Frässpindelumdrehung u.dgl., so daß der Fräser 4 die durch die eingeschaltete Vorschubgröße bedingte Verspanttungsarbeit nicht mehr leisten kann und dadurch die Vorschubbewegung des Frästisches 7 so gehemmt wird, daß Beschädigungen von Werkzeug und Maschine eintreten können,, wird gemäß der Erfindung eine- Ausrückvorrichtung für den Antrieb der Maschine oder einzelne Teile betätigt, die diese Beschädigungen mit Sicherheit verhindert, und zwar auf folgende Weise:

. Wird durch eine Störung die Vorschubbewegung des Tisches gehemmt, so werden trotzdem die Steuerspindel 10 und die Vorschubspindel 18 in der ursprünglichen Geschwindigkeit weiter angetrieben, so daß die durch die, Antriebsgeschwindigkeit bedingte Vorschubbewegung der Spindeln 10 und 18 größer ist, als die Vorschubbewegung des Frästisches 7 ist.

Der zwischen Frästisch 7 und Anschlagring vorgesehene Zwischenraum gestattet hierbei, daß die Steuerspindel 10 gegenüber dem Frästisch 7 etwas voreilt, sich also gegenüber dem Tisch etwas verschiebt.

Bei dieser Verschiebung verdreht der zu diesem Zweck beispielsweise dachförmig ausgebildete Anschlagring 12 die Schaltklinke 13, die ihrerseits die nicht gezeichnete Ausrück- · vorrichtung für den Antrieb bewegt.

Natürlich kann auch die Mutter 9 zur Bewegung der Ausrückvorrichtung benutzt werden, wenn die Mutter 9 im Kreuzsupport 6 begrenzt längsverschiebbar und die Spindel 10 im Frästisch 7 unverschiebbar gelagert sind.

Da bei eintretenden Hemmungen der Vorschubbewegung des Frästisches 7 der Unterschied zwischen Vorschubbewegung der Vorschubspindel 18 und Vorschubbewegung des Frästisches 7 auch eine Verschiebung der Mutter 19 in ihrer Lagerung bewirkt, so kann diese Verschiebung natürlich ebenfalls zur Bewegung der Ausrückvorrichtung für den Antrieb benutzt werden.

Soll in entgegengesetzter Richtung gefräst werden, so ist die Feder 20 zu lösen und die Feder 21 zu spannen. Der Frästisch 7 legt sich jetzt gegen den Anschlagring 12, so daß nunmehr alle Teile in umgekehrter Weise wirken.

Bei den Ausführungen nach Abb. 3 und 4 ist die Wirkungsweise dieselbe wie bei der Ausführung nach Abb. 2. Nur sind bei den Ausführungen nach Abb. 3 und 4 an Stelle der Federn 20 und 21 Zylinderräume 26 und 27 angebracht, in welchen die erforderliche Spannung und Zusatzkraft durch Flüssigkeits-, Luft- oder ähnlichen Druck erzeugt wird. Bei der Ausführung nach Abb. 4 be^·

steht nur insofern ein Unterschied gegenüber den Ausführungen nach Abb. 2 und 3, als bei Abb. 4 die Mutter 19 mit dem Kolben 25 und die Zylinderräume 26 und 27 am Frästisch 7 angeordnet sind, während die Vorschubspindel 18 im Kreuzsupport 6 unverschiebbar gelagert ist.

Damit auch bei dieser Ausführung der Frästisch 7 in Arbeitsrichtung gegen den Anschlagring 11 bzw. 12 angedrückt wird, muß der in den Zylinderräumen 26 und 27 erzeugte elastische Druck entgegengesetzt der Arbeitsrichtung auf den Kolben 25 einwirken. Natürlich kann auch bei der Ausführung nach Abb. 4 der elastische Druck durch Federn u. dgl. erzeugt werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   j,. Antrieb für den Arbeitstisch an Fräsmaschinen, bei denen außer einer Einrichtung zum Erzeugen des Vorschubes, auf die elastische Zwischenglieder zur Beseitigung des toten Ganges einwirken, eine Einrichtung zum Steuern der Vorschubgröße durch starre Mittel vorhanden ist, insbesondere bei Fräsmaschinen, bei denen der Vorschub des Arbeitstisches und der Drehsinn des Fräsers gleichgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Einrichtung zur Erzeugung des Vorschubes einwirkende elastische Mittel in einem verschiebbaren Abstützorgan (19, 25) besteht, auf das, je nachdem dieses im Ouertisch (6) oder im Arbeitstisch (7) gelagert ist, ein regelbarer elastischer Druck entweder in oder entgegengesetzt der Arbeitsrichtung einwirkt.
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Schraubenspindel (18) zur Erzeugung des Vorschubes als Abstützorgan eine auf dieser Spindel sitzende, in ihrem Lager axial verschiebbare Mutter (19) dient.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem starren Mittel (10) zur Steuerung der Vorschubgröße eine Verschiebung gegenüber dem Arbeitstisch (7) oder dessen-Führung (6) gestattet ist, und daß diese Verschiebung oder eine Verschiebung eines mit den elastischen Mitteln (20, 21, 26, 27) in Verbindung stehenden Teiles (19) oder beide Verschiebungen zur Bewegung einer Ausrückvorrichtung (13) für den Antrieb des Arbeitstisches (7) oder der ganzen Maschine dienen.
4. 4. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, bei dem zur Steuerung der Vorschubgröße eine Schraubenspindel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schraubenspindel (10) im Arbeitstisch (7) oder deren Mutter (9) in ihrer Lagerung (6) begrenzt längsverschiebbar sind und daß diese bei ihrer Verschiebung die Ausrückvorrichtung (13) beeinflussen.
5. 5. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, bei dem als Antriebsmittel für den Vorschub eine Schraubenspindel dient, auf die elastische Zwischenglieder einwirken und bei dem die Spindelmutter in ihrer Lagerung längsverschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (19) bei ihrer Verschiebung die Ausrückvorrichtung (13) beeinflußt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen