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Maschine zum Fräsen schmaler Nuten und Schlitze in drahtförmige Werkstücke
Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum Fräsen von schmalen Nuten und Schlitzen
in drahtförmige Werkstücke; z. B. der Fohren in Nähmaschinennadeln, und hierbei
insbesondere auf eine neuartige Anstellung des Fräsers beim Fräsen von vorgeprägten
Werkstücken.
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Beim Fräsen von schmalen Nuten und Schlitzen in drahtförmigen Werkstücken
erfolgte bisher der Tiefenvorschub des Fräsers mittels eines Schlittens senkrecht
zum Werkstück oder mittels eines Schwenkhebels auf einem Kreisbogen, jedoch ebenfalls
nahezu senkrecht zum Werkstück, wobei die abgenommenen kreisbogenförmigen Späne
von einem zum anderen Ende im wesentlichen die gleiche Dicke haben. Auch bei der
umgekehrten Anordnung, bei welcher das Werkstück bzw. dessen Unterlage gegen den
feststehenden Fräser geschwenkt wird, ist diese Schwenkbewegung nahezu senkrecht
zum Fräser. Bei diesen Anordnungen findet häufig beim Eingriff des Fräsers in das
Material ein Festklemmen und infolgedessen ein Ausbrechen der Zähne statt, so daß
nicht nur der Fräser ausgewechselt werden muß, sondern auch die Werkstücke beschädigt
werden.
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Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung, bei welcher ebenfalls der
Fräser seinen Tiefenvorschub gegen das Werkstück durch Schwenken auf einem Kreisbogen
erhält, dadurch beseitigt, daß die Fräserspindel,exzentrisch in einer um ihre Mittelachse
schwenkbaren Büchse gelagert ist, durch deren Schwenken der Tiefenvorschub des Fräsers
erfolgt, wodurch es ermöglicht wird, den Abstand zwischen Schwenkachse und Drehachse
des Fräsers so gering zu machen, daß der Tiefenvorschub des Fräsers zu dem Werkstück
etwa unter einem Winkel von 450 erfolgen kann. Während bei den bekannten Anordnungen,
bei welchen der Anstelhvinkel 9o0 oder nahezu 9o° beträgt, der Fräser nur in Tiefenrichtung
zum Werkstück verstellt wird, führt der Fräser bei einem Anstellwinkel von etwa
45" neben der Tiefenbewegung noch eine Vorwärtsbewegung aus.
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Hierdurch erhält der Fräser eine besonders schonende Anstellbewegung
auf die zu fräsende Tiefe, und es erfolgt eine sichelförmige Spannabnahme, welche
sich von der Eintrittsstelle des Fräsers erst allmählich erbreitert, wodurch das
nachteilige Festhaken der Fräserzähne an der Eintrittsstelle verhindert wird. Diese
Art der Fräserbewegung ist besonders geeignet zum Fräsen verhältnismäßig tiefer
Schlitze, wie sie z. B. an Strickmaschinennadeln erforderlich sind.
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Die Erfindung betrifft weiter die Ausbildung der Fräserspindellagerung,
derart, daß diese leicht in axialer Richtung verstellt und auch herausgenommen werden
kann. Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß als Spindellager eine Hülse vorgesehen,
die längseinstellbar und herausnehmbar in der schwenkbaren Büchse gehalten ist.
Zwecks Längsverstellung der Lagerhülse für die Fräserspindel ist an der Antriebsseite
auf dieser ein senkrecht
zu ihrer Längsachse stehender Lappen befestigt,
der eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer gegen die benachbarte Stirnseite der
schwenkbaren Büchse wirkende Zugschraube sowie einen an einem Ende offenen kreisbogenförmigen
Schlitz besitzt, durch den eine in einer Gewindebohrung der schwenkbaren Büchse
eingreifende Druckschraube g eht.
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Beim Fräsen von vorgeprägten Drahtabschnitten, z. B. Nadeln mit Bart,
ergibt sich noch eine besondere Schwierigkeit, welche darin besteht, daß der Prägegrat
in einer Ebene liegen muß, welche genau senkrecht zur Ebene des Fräsers steht, da
die mit genau in der Mitte zwischen den seitlichen Graten liegen muß. Eine derartige
Einführung für vorgeprägte Werkstücke unter Verwendung eines Magazins, in welchem
die Werkstücke durch einen unter Federwirkung, Gewicht o. dgl. bewegten Schieber
vorgeschoben und aus welchem sie einzeln entnommen werden, wird bei der Erfindung
in vollkommener Weise erreicht.
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Gemäß der Erfindung gelangen die Werkstücke beim Austritt aus dem
Magazin in einen Führungskanal mit einer Abdeckung, die eine richtende Wirkung auf
die Werkstücke ausübt, z. B. einer Feder, welche auf den vorgeprägten Teil des Werkstückes
drückt und ihn in die Lage bewegt, «-elche er beim Fräsen einnehmen soll. Gleichzeitig
wird das Werkstück durch einen Stoßstift aus dein Kanal verschoben und in die es
an den Fräser vorbeiführenden Spannbacken eingeführt, welche bei dieser Zuführungsweise
keine weitere Vorrichtung zum Richten mehr aufzuweisen brauchen.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Ausbildung der Mittel zum
Schließen und Öffnen der Spannbacken und zum Auswerfen der bearbeitenden Werkstücke
aus diesen.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete Maschine zeichnet sich gegenüber
den bekannten Fräsmaschinen durch ihre Einfachheit, Genauigkeit der Arbeit, -erhöhte
Leistung ünd längere Lebensdauer der Werkzeuge aus.
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In der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung
eine Maschine zum Fräsen der Fohren von Nähmaschinennadeln dargestellt.
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Abb. i ist eine Draufsicht der Maschine, z. T. im Schnitt, Abb. a
eine Seitenansicht derselben, Abb. 3 eine Darstellung des üblichen Tiefenvorschubes
des Fräsers, . Abb.4 eine Darstellung des Tiefenvorschubes des Fräsers der vorliegenden
Maschine, Abb. 5 einen Schnitt nach Linie A-F der Abb. i in größerem Maßstab, Abb.
6 einen Schnitt nach Linie C-D der Abb. i, Abb. 7 eine Endansicht des Einzelteiles
gemäß Abb.6 und Abb. 8 einen Schnitt nach Linie F_-F der Abb. r.
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Zur Zuführung der Nadel dient eine als Magazin ausgebildete Vorrichtung
bekannter Art, bestehend aus einer Aufstreichplatte i, einer unterschnittenen Führungsleiste
2 und einem Schieber 3, der unter Gewichts- oder Federwirkung steht und zur Vorwärtsbewegung
der Nadeln dient. Das Magazin ist am vorderen Ende durch eine Querleiste .4 abgeschlossen,
die einem Stift 5 als ,Führung dient. Dieser Stift ist einstellbar auf einem Schlitten
6 angeordnet und wird von diesem in der Richtung der Achse der Nadeln hin und her
bewegt. Der Stift 5 dient dazu, die Nadeln einzeln aus dein Magazin in die Spannwerkzeuge
einzuführen. Die Abschlußleisze 4. bildet finit einem Gegenstück 7 eine Führung
für die jeweils vorgeschobene Nadel. Die Nadelführung 4, 7 besitzt eine Aussparung
8, in welche eine Blattfeder g eingreift, die von oben auf die vorgehende Nadel
einen Druck derart ausübt, daß diese sieh mit dem an ihrem vorderen Ende vorhandenen
Prägegrat waagerecht legt, also in der richtigen Arbeitslage in die Spannwerkzeuge
gelangt.
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Zum Halten der Nadeln während der Bearbeitung dienen zwei Spannbacken
10, io' bekannter Art, die auf einem Schlitten i i angeordnet sind und von denen
die eine i o' beweglich ist. Die von den Spannbacken gehaltene Nadel wird von dem
Schlitten i i entsprechend der Länge der zu fräsenden Fohre unter dem Fräser 12
entlang gleitet.
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Die Fräserspindel 13 ist exzentrisch in einer um ihre Mittelachse
schwenkbaren Büchse 14 angeordnet. Zur Lagerung der Spindel 13 dient eine Hülse
15, die in eine Längsbohrung der Büchse 14 eingesetzt ist. Die Büchse 14 ist in
einem am Maschinenrahmen befestigten Lagerkörper 36 um ihre Längsachse schwenkbar
gelagert. Die Hülse 15 wird in der Büchse 14 durch eine Klemmschraube 37 gegen Verdrehung,
jedoch lösbar, gehalten, die sich durch die Büchse 14 und einen Schlitz 38 des Lagers
36 erstreckt. An der Antriebsseite der Fräserspindel ist auf der Hülse 15 ein senkrecht
zu ihrer Längsachse stehender Lappen 16 (Abb. 1, 6, 7) befestigt, der in einer Gewindebohrung
eine Schraube 17 trägt und mit einem kreisbogenförmigen Schlitz 18 versehen ist,
durch welchen eine zweite Schraube ig hindurchgeht, die in eine Gewindebohrung der
Büchse 14 eingeschraubt ist. Die Schraube i7 liegt mit ihrem Ende an der Büchse
14 an, während der Kopf der Schraube ig sich gegen
die Außenseite
des Lappens 16 legt. Durch Lockern der einen und Anziehen der anderen Schraube kann
man die Lagerhülse 15 axial verschieben und damit den Fräser 12 genau einstellen.
Außerdem ist es möglich, nach Lockern der Schrauben 37, 17, 19 und Verdrehen der
Lagerhülse 15 zusammen mit dem daran befestigten Lappen 16, derart, daß, dieser
mit seinem Schlitz i8 aus dem Bereiche der Schraube i9 kommt, die Lagerhülse 15
mit Spindel 13 und Fräser 12 aus der Büchse 14 herauszuziehen. Um den Durchgang
des Fräsers durch die die Lagerhülse 15 aufnehmende Bohrung zu ermöglichen, ist
der Durchmesser der letzteren mindestens so groß oder zweckmäßig noch größer als
der Fräserdurchmesser gehalten. Die beschriebene Ausbaumöglichkeit des Fräßspindellagers
ist erforderlich, um den Fräser auf besonders dazu bestimmten Vorrichtungen in eingespanntem
Zustand genau schlagfrei abrunden zu können.
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Durch die exzentrische Lagerung der Fräserspindel in der Büchse 14
und Schwenken derselben um ihre Mittelachse erhält der Fräser eine für ihn besonders'
schonende Anstellbewegung auf die zu fräsende Tiefe. Bisher erfolgte dieser Tiefenvorschub
des Fräsers mittels Schlittens oder Hebel im wesentlichen senkrecht zum Werkstück,
in der in Abb. 3 dargestellten Weise, Zoobei die abgenommenen kreisbogenförmigen
Späne von einem bis zum anderen Ende im wesentlichen die gleiche Dicke haben. Im
Gegensatz hierzu erfolgt der Vorschub gemäß der Erfindung auf einer Kreisbahn, deren
Sehne zum Arbeitsstück einen spitzen Winkel bildet. Hierdurch entsteht die in Abb.
4 dargestellte sichelförmige Spannbildung, welche sich von der Eintrittsstelle des
Fräsers erst allmählich verbreitert, wodurch das gefährliche Festhaken der Fräserzähne
an der Eintrittsstelle verhindert wird. Diese Art der Fräserbewegung ist besonders
geeignet zum Fräsen verhältnismäßig tiefer Schlitze, wie sie an Strickmaschinennadeln
benötigt werden. Die auf- und abwärts gehende Schwenkbewegung wird der Büchse 14
durch irgendwelche geeignete Mittel bekannter Art erteilt, z. B. durch einen die
Büchse umfassenden Hebel 33, welcher durch eine auf der Antrittswelle sitzende Kurbelscheibe
34 ausgeschwungen wird. Dieser Hebel kann jedoch auch durch eine Steigfläche am
Werkstückschlitten i i ausgeschwungen werden.
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Die bewegliche Spannbacke io' sitzt an einem Schwinghebel 2o. Das
Andrücken dieser Backe io' gegen die feststehende Backe io bzw. gegen die zwischen
ihnen einzuklemmenden Nadeln erfolgt durch eine Druckfeder 21, deren Spannung durch
eine Schraube 22 regelbar ist. Dieses Andrücken bzw. Schließen der Backen mittels
Feder hat den Vorteil, daß bei Abweichungen in der Stärke der Werkstücke ein sicheres
Einklemmen trotzdem gewährleistet und bei nicht ordnungsmäßigem Einführen der Werkstücke
eine Beschädigung der Spannbacken vermieden wird. Das öffnen und Schließen der Spannbacken
erfolgt durch die Einwirkung einer Kurvenbahn 23, welche an einem teils mit, teils
relativ zu dem Schlitten i i beweglichen Schieber 24 sitzt. Letzterer ist mit einem
StellStllCk 25 versehen, welches mit einem festen Anschlag zusammenarbeitet, um
die Relativbewegung hervorzuführen und die Spannbacken zu öffnen.
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Zum Auswerfen der fertig gefrästen Nadeln aus den Spannbacken io,
io' dient ein im Schlitten i i verschiebbar angeordneter Ausstoßstift 26, der an
seinem vorderen Ende mit einem Vorsprung 27 versehen ist, mittels welchem er zwischen
die Spannbacken eingreifen kann. Zwischen einem Bund 26' des Stiftes 26 und einem
festen Anschlag 28 ist eine Schraubenfeder 29 vorgesehen. Ein Stellring 3ö begrenzt
die Bewegung des Ausstoßstiftes zu den Backen hin. Wenn der Schlitten mit den Backen
seine Vorschubbewegung ausführt, drücken die geschlossenen Backen gegen das Ende27
des Stiftes 26 und schieben diesen vor sich her, die Feder 29 unter Spannung
setzend. Sobald die Backen dann nach beendetem Fräsen geöffnet werden, schnellt
der Stift 26 zwischen ihnen vor und stößt die Nadel, wenn sie noch an einer
der Backen festhaftet, aus, so daß sie durch einen Schlitz im Schlitten i i nach
unten fällt. Beim Rückgang des Schlittens i1 zur Aufnahme einer neuen Nadel, wird
der Ausstoßstift 26 dadurch wieder aus den Backen herausgezogen, daß der Stellring
3o die Bewegung des Ausstoßstiftes nach links begrenzt.
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Der Schlitten i i erhält seine Vorschubbewegung durch eine Kurvenscheibe
e31 (Abb.2). Diese ist so ausgebildet, daß sie dem Schlitten i1 außer seiner der
Länge der zu fräsenden Fohre entsprechendenVorschubbewegung noch eine zusätzliche
Bewegung in der gleichen Richtung erteilt, durch welche der Hebel 20 in Eingriff
mit der Kurvenbahn 23 gesetzt wird, so daß diese dem Hebel 2o die erforderliche
Öffnungsbewegung erteilt.
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Die Spannbacken io, io' erfassen die Nadeln nur mit ihrem dünnen Schaftteil.
Die zu fräsende Fuhre geht aber vielfach in den Nadelkolben hinein. Um dabei ein
Nachgeben der Nadeln nach unten und nachheriges Einschnappen des Fräsers zu verhüten,
sind vor den Spannbacken io, io' am Schlitten i i Auflagen 32, 32' für den Nadelkolben
vorgesehen, und an der schwenkbaren Büchse i4
ist eine Blattfeder
33 befestigt, die mit der Büchse 14 auf und ab geht. Im ersten Teil des Vorschubes
des Schlittens i i gleitet die Feder 33 zuerst auf den Spannbacken io, io' und geht
dann auf den Nadelkolben über, diesen fest auf seine Unterlagen 32, 32' drückend,
so daß die Nadel unter der Einwirkung des Fräsers nicht nachgeben kann.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Der Fräser i -q befindet
sich in angehobener Lage. Aus dem Magazin wird die vorderste Nadel mittels des Stiftes
5 durch die Führung 4, 7 hindurch vorgeschoben und durch die Feder 9 in die richtige
Lage gebracht. Inzwischen nähert sich der Schlitten i i mit geöffneten Spannbacken
io, i o' dem Austrittsende der Führung, 7. Sobald die vom Stifts vorgeschobene Nadel
sich mit ihrem Schaftteil zwischen den Backen befindet, geht die bewegliche Backe
io' in Schließstellung, indem das Ende des Hebels 2o auf den niedrigen Teil der
Kurvenbahn 23 gelangt. Nunmehr wird der Fräser 12 in der beschriebenen Weise durch
Schwenken der Büchse 14 gesenkt und beginnt seine Fräsarbeit, bis er die gewünschte
Tiefeneinstellung erreicht hat. Hierauf setzt der Schlitten seine Vorschubbewegung
in Richtung des Pfeiles x ein und fort, bis die Fohre in der gewünschten Länge gefräst
ist und der Fräser wieder hochgeschwungen wird. Durch die Kurvenscheibe 31 erhält
der Schlitten i i eine weitere Bewegung in Richtung _r, während welcher der bis
letzt vom Schlitten i i mitgenommene Schieber 24 und die Kurvenbahn 23 stehenbleiben,
so daß das freie Ende des Hebels 2o auf den höheren Teil der Kurvenbahn 23 gelangt
und in Offenstellung geschwungen wird. Die bei der Vorschubbewegung gespannte Feder
29 schnellt dabei den Stift 26 zwischen die Backen i o, i o' vor, so daß der Stift
das Werkstück mit Sicherheit ausstößt. Hierauf beginnt der Schlitten seinen Rückgang
mit geöffneten Backen, um eine neue Nadel aufzunehmen. Nachdem er einen gewissen
Teil seines Rückweges zurückgelegt hat, tritt der Ausstoßer 26 mit seinem Vorsprung
27 zwischen den Backen io, io' heraus, weil er durch den Stellring 3o am Anschlag
28 festgehalten wird.