DE614495C - Schleif- und Fraesmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleif- und Fräsmaschine, bei der das Werkzeug auf dem Werkstück verschoben wird und die mit einer oder mehreren in senkrecht zueinander stehenden Ebenen- schwenkbaren Werkzeugspindeln versehen ist. Insbesondere dient die Schleifund Fräsmaschine zur Bearbeitung von Führungsbahnen oder sonstigen ebenen Lagerfiächen bei Werkzeugmaschinen aller Art. Es sind schon Schleif- und Fräsmaschinen dieser Art bekannt, doch arbeiten sie nach dem sogenannten Kopierverfahren, welches darin besteht, daß das Werkzeug seine eigene Führungsfläche auf dem Werkstück kopiert. Dieses Verfahren und die nach ihm betriebenen Maschinen haben jedoch den Nachteil, daß die Genauigkeit der Arbeit, die ja von der Genauigkeit der Werkzeugführungen abhängt, zu wünschen übrigläßt. Außerdem sind die nach dem bekannten Verfahren arbeitenden Maschinen übermäßig groß und schwer.

Schließlich muß das Arbeitsstück gegenüber dem Werkzeug genau ausgerichtet werden.

Erfindungsgemäß wird diesen Übelständen dadurch abgeholfen, daß die Maschine mit einer die Werkzeugspindel oder -spindeln bei Ablenkungen aus einer vorher bestimmten Winkelstellung zur Lotrechten selbsttätig wieder in diese Winkelstellung zurückführenden Steuerungseinrichtung versehen ist.

Infolge der Ausbildung der Maschine gemäß der Erfindung kann dieselbe, tragbar hergestellt, auf das Werkstück selbst aufgesetzt und auf diesem hin und her geschoben werden. Einer besonderen Werkzeugführung bedarf es dabei nicht. Die Maschine wird infolgedessen sehr leicht und einfach und arbeitet infolge der selbsttätigen Steuerungseinrichtung mit hoher Genauigkeit. Ein besonderes Ausrichten des Werkstückes gegenüber dem Werkzeug ist nicht erforderlich, da ja die allgemeine Richtebene bereits durch das Werkstück gegeben ist. Es genügt daher, das Werkstück ungefähr in eine waagerechte Lage zu bringen, worauf die Maschine auf das Werkstück aufgesetzt und das Werkzeug durch bekannte Stellmittel in die Bearbeitungsebene gebracht wird. Alsdann wird die Maschine auf dem Werkstück hin und her geschoben.

Soll die Maschine zum Fräsen benutzt werden, so muß sie eine Vorrichtung besitzen, die gestattet, den Fräser mit einer geringeren Drehzahl umlaufen zu lassen. Zweckmäßig werden End- oder Stirnfräser benutzt.

Die Art der Steuerungseinrichtung kann sowohl dem Prinzip als auch der Ausbildung nach verschieden sein. Sie muß nur sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung genügend große Empfindlichkeit und Ansprechfähigkeit aufweisen.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar ist

Abb. ι ein Grundriß einer Vorrichtung gemaß der Erfindung,

Abb. 2 eine Vorderansicht derselben,

Abb. 3 ein senkrechter Teilschnitt durch

den oberen Teil des bei der Vorrichtung beispielsweise verwendeten Pendels in vergrößertem Maßstabe,

Abb. 4 eine teilweise Ansicht der Pendelsteuerung der Vorrichtung in vergrößertem Maßstabe,

Abb. 5 ein senkrechter Schnitt nach Linie 5-5 in Abb. 4, bei dem verschiedene Teile nicht im Schnitt gezeichnet sind, Abb. 6 eine teilweise schaubildliche Ansicht der Schneiden, welche die Kontakthebel der Steuerung tragen,

Abb. 7 ein schematisches Schaltbild der elektrischen Verbindungen der Vorrichtung, Abb. 8 'eine Ansicht einer abgeänderten Ausf ührungsf ornx ähnlich, der Ansicht nach Abb. 2, Abb. 9 eine schematische Ansicht eines Doppelschleifkopfes mit einer mit Kanalwaagen und elektrischen Kontaktvorrichtungen arbeitenden Einstelleinrichtung und

Abb. 10 ein Grundriß der Einrichtung, nach Abb. 9.

10 ist ein Support mit einem unteren Vorsprung 11, an dem Lehrklötze 12 befestigt as sind. Aus dem Support ragen Führungen 14 hervor, auf denen ein Querschlitten 15 angeordnet ist. In senkrechter Richtung zu dem Support und auf dem Querschlitten 15 ist eine Führung 17 angeordnet, in der ein Schlitten 18 läuft.

Der Schlitten 18 ist mit einer Drehscheibe 19 versehen, auf der ein Motorschleifkopf 20 angeordnet ist. Aus dem Schleifkopf ragen zwei Spindelenden 21 hervor. Die Drehscheibe 19 ist mit Schneckenzähnen 22 versehen, welche mit einer Schnecke 23 in Eingriff stehen, die auf einer senkrechten Welle 24 angeordnet ist. Die senkrechte Welle 24 trägt an ihrem oberen Ende ein Schneckenrad 25, welches mit einer Schnecke 26 auf der Welle eines kleinen Elektromotors 27 in Eingriff steht. Dieser Motor wird von der Führung 17 mit Hilfe eines Ohres oder einer Stütze getragen.

Der Motorschleifkopf 20 besitzt einen Elektromotor 29, der bei 30 gelenkig an einer Platte 31 angebracht ist, die mit der Drehscheibe 19 in fester Verbindung steht. An dem Motor 29 ist ein Arm 32 angebracht, der an seinem freien Ende ein Segment eines Schneckenrades 33 bildet, welches mit einer Schnecke 34 auf einer Welle 35 in Eingriff steht. Diese Welle trägt ein zweites Schnekkenrad 36, welches in eine Schnecke 37 auf der Welle eines kleinen Elektromotors 38 eingreift. Dieser Elektromotor ist auf der Platte 31 angebracht.

An der Seite des Elektromotors 29 befindet

sich ein Arm 39, an dessen freiem Ende bei 41 ein Hilfsarm 40 schwenkbar angebracht ist. Auf dem Hilfsarm 40 ist bei 43 ein Behälter 42 schwenkbar gelagert, so daß der Behälter in einer senkrechten Ebene um 43 schwingen kann. Weitere Gelenke, welche in einer senkrechten Ebene in rechten Winkeln zu der Ebene des ■ Gelenkes 41 angeordnet sind, gestatten ebenfalls eine Schwenkung des Behälters. Der Behälter 42 enthält die Pendelsteuerung der Vorrichtung.

Der Behälter 42 (Abb. 3) ist an seinem oberen Ende mit einer Öffnung 44 mit kugeligen Wänden versehen, in der ein Kugelkörper 45 gelagert ist, welcher Stahlkugeln 46 trägt. Der Kugelkörper 45 hat eine mittlere Öffnung, in der das obere Ende 47 eines Pendels 48 befestigt ist. Das untere Ende des Pendels ragt in eine Dämpfungsflüssigkeit 49 (Abb. 5) hinein, welche sich im Behälter 42 befindet. An den Seiten des Pendels 48 sind, um 90 ° gegeneinander versetzt, an den Stellen 50, 50', So 5 o_fl, 5O₆ (Abb. 4) vier Gruppen von Kontakten angeordnet, und zwar derart, daß die Ebenen, welche durch gegenüberliegende Kontaktstellen hindurchgehen, parallel oder rechtwinklig zu der Platte 3.1 verlaufen. Vier Platten 51 ragen in der Nachbarschaft der Kontaktstellen von dem unteren Teil des Behälters 42 empor. Jede dieser Platten ist mit einer oberen Schneide 52 (Abb. 6) und einer unteren Schneide 53 versehen. Gegen die _go Schneiden 53 werden mit Hilfe von Federn 55 Kontaktarme 54 gedrückt. Eines der Enden der Kontaktarme arbeitet mit den Kontakten an den angegebenen Stellen zusammen, während die anderen Enden mit Hilfskontaktarmen 56 in Verbindung stehen, welche Kontaktköpfe 57 tragen und gegen die Schneiden 52 arbeiten. Eine Feder 77 ist bestrebt, den Hilfskontaktarm 56 gegen die Schneide 52 zu drücken. Eine Mehrzahl von Leitungen 78 (Abb. 3) geht durch den oberen Teil des Pendels 48 hindurch. Diese Leitungen geben Verbindungen mit den erwähnten Kontaktstellen. An den Seiten des Behälters 42 sind Kontakte 58 gleitbar angeordnet, und zwar gegenüber den Kontaktköpfen 57. Die Kontakte 58 werden für gewöhnlich durch Federn 59 aus dem Behälter herausgedrückt und entgegen der Wirkung dieser Federn durch Kurvenstücke 60 (Abb. 4) in Stellung ■gehal- uo ten, welche sich an einem Einstellring 61 befinden, welcher drehbar in einem festen Ring 62 (Abb. 5) gelagert ist, der mit Hilfe von Armen 63 von dem Behälter 42 getragen wird. Bei Drehung des Einstellringes 61 werden die Kontakte 58 durch die Kurvenstücke 60 den Kontaktköpfen 57 entweder genähert oder von diesen entfernt, so daß eine Vergrößerung oder Verminderung der Empfindlichkeit der Pendelsteuerung eintritt.

Der Schleifkopf ist mit einem Schleifrad (Abb. 8) versehen, welches auf einer

Stumpfwelle befestigt ist? Die Stumpfwelle ist mit Hilfe von Nut und Feder gleitbar innerhalb der Spindel 21 gelagert, so daß sie sich mit der Spindel dreht und gegenüber derselben axial verschieben kann. Eine Mutter O.7 begrenzt die axiale Bewegung der Stumpfwelle und gestattet eine Einstellung derselben. Zwischen der Spindel 21 und der Stumpfwelle ist eine Druckfeder angeordnet, welche xo diese Teile für gewöhnlich auseinanderdrückt. Ferner sind auf der Spindel und der Stumpfwelle Kontakte 69 und 70 (Abb. 7) angeordnet. Wenn auf das Schleifwerkzeug 64 ein zu großer Schleifdruck kommt, so wird es aufwärts gedrückt, wobei eine Schließung der Kontakte 69 und 70 und damit eine Schließung des elestrischen Stromkreises eines Motors 71 eintritt. Der Motor 71 ist am oberen Ende der Führung 17 (Abb. 1, 2) angeordnet und mit einer Schnecke 72 versehen, welche mit einem Schneckenrad 73 kämmt. Das Schneckenrad 73 ist auf einer Schraubenspindel 74 befestigt, durch die der Schlitten 18 aufwärts bewegt werden kann, so daß eine Verringerung des übermäßigen Schneiddrukkes, der durch die Unregelmäßigkeit hervorgerufen wurde, eintritt. Zur Abwärtsbewegung des Schlittens 18 von Hand aus sind geeignete Mittel vorgesehen.

Die Bewegung des Schlittens 15 erfolgt von Hand aus durch ein Handrad 75 (Abb. 1) in Verbindung mit einer Schraubenspindel 76 und der dazugehörigen Mutter.

Wenn sich der Schleifkopf aus seiner ursprünglichen Ebene oder Winkelstellung herausbewegt, so schwingt das Pendel aus und veranlaßt, daß eine der Kontaktstellen mit einem bestimmten Kontakthebel 54 in Verbindung tritt. Schon die kleinste Bewegung des Pendels verursacht dabei eine große Bewegung des Kontaktkopfes 57. Die Dämpfungsflüssigkeit 49 schützt das Pendel vor Erzitterungen, gestattet jedoch eine Bewegung des Pendels, wenn die Vorrichtung eine Neigung erfährt. In Abb. 1 ist die Kontaktstelle 50 links dargestellt, die Kontaktstelle 50' rechts gegenüberliegend, die Kontaktstelle 5O₀ in einer zu der Ebene der beiden ersten Kontaktstellen lotrechten Ebene auf der Hinterseite und die Kontaktstelle 5o₆ gegenüber der Kontaktstelle 5O_a auf der Vorderseite. Angenommen, der Schleifkopf neigt sich, so daß das Pendel eine Verbindung der Kontaktstelle 50 (Abb. 5) mit ihrem Kontaktarm 54 bewirkt, so wird der Stromkreis durch den Elektromotor 27 geschlossen. Die Drehung des Motors wird auf die Drehscheibe 19 übertragen, so daß eine Schwenkung des Schleifkopfes zurück in seine richtige Stellung eintritt. Wenn das Pendel so ausschwingt, daß die Schließung eines Stromkreises an der Kontaktstelle 50' eintritt, so fließt ein Strom durch den Elektromotor 27, welcher eine Drehung dieses Motors in der entgegengesetzten Richtung veranlaßt. Auch hier wird der Schleifkopf wieder in seine richtige Stellung zurückgebracht. Wie Abb. 7 zeigt, bilden die Kontaktstellen 50 und 50' einen Umkehrschalter zur Umsteuerung des Motors 27.

Für den Fall, daß sich die Vorrichtung derartig aus ihrer Ebene herausbewegt, daß das Pendel eine Verbindung der Kontaktstelle 5O_a mit ihrem Kontaktarm 54 veranlaßt, wird ein elektrischer Stromkreis, in dem der Motor 38 (Abb. 1) liegt, geschlossen. Durch die Bewegung dieses Motors wird alsdann der Schleifkopf 29 in seine richtige Stellung zurückgeschwenkt. Sollte die Vorrichtung in der entgegengesetzten Richtung ausschwenken, so daß eine Verbindung zwischen der Kontaktstelle ζο_ύ und ihrem Kontaktarm 54 eintritt, so wird der Motor 38 in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Auch der Schleifkopf bewegt sich dann in entgegengesetzter Richtung.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Abb. 8 besteht der Arm 39' aus zwei bei 41' aneinandergelenkten Teilen, welche durch eine Flügelschraube in jeder gewünschten Winkelstellung gehalten werden. Mit dieser Anord- go nung kann der Schleifkopf in jede geneigte Stellung eingestellt werden, während das Pendel seine senkrechte Stellung zwischen den Kontaktarmen 54 behält. Sollte sich bei der Arbeit der Schleifkopf aus seiner richtigen Linie herausbewegen, so schwingt das Pendel aus, wodurch in der vorher beschriebenen Weise eine Schließung der Stromkreise und eine Zurückbewegung des Schleifliopfes in die richtige Linie herbeigeführt wird. Um Überkorrekturen zu vermeiden, sind die kleinen, die Drehscheiben antreibenden Motore mit einer magnetischen Bremse ausgerüstet. Gegebenenfalls kann auch eine andere dem gleichen Zweck dienende Einrichtung eingeschaltet werden.

Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende:

Angenommen, es sollen zwei aneinandei'-liegende Führungsflächen einer Hobelmaschinenbettung durch Schleifen fertigbearbeitet werden. Die Führungsflächen seien beispielsweise flach und von einer gegebenen Breite. Zunächst werden an der Unterseite der tragbaren Maschine, etwa in der in der Zeichnung dargestellten Zusammenstellung, Lehrklötze 12 angebracht. Diese Stücke haben zweckmäßig die gleiche oder ungefähr die gleiche Breite*wie die Führungsflächen des Werkstückes. Nunmehr wird die Maschine auf dem Werkstück oder auf Abschnitten desselben in Stellung gebracht, welche zweck-

mäßig vorher geschruppt, gefeilt oder gehobelt wurden, damit eine möglichst glatte Stelle entsteht, von der aus die Arbeiten beginnen können. Das Rad wird jetzt in der Längs-S und in der Querrichtung durch,Schwenkung auf dem Schleifkopf und Querverschiebung des Schlittens 15 auf das Werkstück aufgesetzt. Schließlich wird die tragbare Maschine durch eine Einrichtung längs der Bettung mit passender Geschwindigkeit vorwärts bewegt, während die Schleifspindel umläuft. Die Anordnung der Lehr- oder Gleitklötze wird zweckmäßig so gewählt, daß die tragbare Maschine bei Ankunft des Rades am Ende des Werkstückes noch eine dreiflächige Lagerung auf dem Werkstück behält, wie sie durch drei ganze Blöcke oder Teile derselben erreicht wird. Das Umkehren und Schleifen in Richtung des anderen Endes des Werk-Stückes hat in der gleichen Weise vor sich zu gehen. Bei Beginn der Schleifarbeit braucht der Schleifkopf auf dem Werkstück keine waagerechte Stellung einzunehmen., Notwendig ist nur, daß die ursprüngliche Ebene oder der Winkel, in der oder unter dem die Schleifarbeit begonnen wurde, während des ganzen Arbeitsganges dauernd beibehalten wird, bis die geschliffene Oberfläche des Werkstückes in beiden Richtungen, in der Längsrichtung und in der Querrichtung, die richtige ist.

Zu diesem Zweck wird die selbsttätige Ausrichtsteuerung in beiden Richtungen so weit ausgeschwenkt, bis das Pendel freikommt und sich in der Mitte, d. h. in einer neutralen Stellung zwischen den vier Kontaktstücken, befindet. Wenn dann die tragbare Maschine bei der Längsverschiebung auf dem Werkstück auf irgendeine Unregelmäßigkeit in einer der genannten Richtungen trifft, so wird sich diese Unregelmäßigkeit augenblicklich auf die tragbare Maschine auswirken, indem diese zur selben Zeit in einer von beiden oder in beiden Richtungen geneigt wird. Diese Neigung wird auf die selbsttätige Richtsteuerung die gleiche Wirkung ausüben, indem das Pendel der Steuerung in der gleichen Richtung ausschwingt und durch Berührung der betreffenden Kontaktstücke einen elektrischen Stromkreis schließt, so daß der Schleifkopf mit Hilfe des Elektromotors dieses Stromkreises in seine frühere Ebene oder seinen früheren Winkel zurückgebracht wird. Sobald sich dieser Winkel eingestellt hat, hat das Pendel wieder seine frühere Stellung erreicht, so daß die elektrische Verbindung unterbrochen und so die Einstellbewegung des Schleiflcopfes beendet wird.

Wenn die tragbare Maschine mittels Kraftantriebs über das Werkstück verschoben wird, ' so ist es notwendig, daß der Arbeiter die richtige Höheneinstellung des Schleifkopfes auf seinem Schlitten vornimmt, so daß das Werkstück nicht unrichtig heruntergeschliffen wird und entweder eine Beschädigung des Werkstückes durch zu starke Erhitzung oder ein Brechen des Rades durch unangemessenen Schleifdruck eintritt. Andererseits muß der Arbeiter das Werkstück beobachten und das Rad der Höhe nach einstellen, wenn dies notwendig ist. Sollte es jedoch wünschenswert sein, die Arbeit der Maschine noch mehr selbsttätig zu gestalten, so kann dies durch Einstellung der Sicherheitsvorrichtung geschehen, welche bei Anheben des Schleifkopfes bei zu großem Schleifdruck den normalen, vorher 'eingestellten Schleif druck wiederherstellt.

Bei der abgeänderten, Ausführungsform nach den Abb. 9 und 10 sind zwei Spindelköpfe 87 und 88 angeordnet, deren Schleifräder 89 Führungen 90 bearbeiten. Auf den Spindelköpfen sind Kanalwaagen 91 mit elektrischer Übertragungseinrichtung angeordnet, welche die Einrichtung zur Einstellung der Spindelköpfe steuern. Jede der Kanalwaagen 91 besteht aus einer Längs waage 92 und einer Querwaage 93. Beide sind an Drehscheiben 94 befestigt, die eine Einstellung der Kanal waagen von der Senkrechten bis zur Waagerechten zulassen. Die Kanalwaagen go können von irgendeiner beliebigen Bauart sein, beispielsweise von der Bauart gemäß Patent 570 401. Die Kanalwaagen haben einen elektrischen Kontaktfinger 78, dem verschiedene Kontaktstellen zur Verbindung mit elektrischen Stromkreisen zugeordnet sind, durch die ein Aussehalten oder Einschalten von Widerständen in einem elektrischen Motorstromkreis erfolgt. Hierdurch wird eine stufenweise Beschleunigung oder Verlangsamung des Elektromotors entsprechend der Verbindung der Kontakte durch die Flüssigkeit in den Kanalwaagen 91 bewirkt. Wenn die Schleifköpfe in einer der Ebenen der Kanalwaagen geneigt werden, so tritt eine der Kanalwaagen in der vorher beschriebenen Weise in Tätigkeit, wodurch infolge der Einschaltung eines Elektromotors eine Wiedereinstellung des Schleiflcopfes in seine vorher bestimmte Ebene erfolgt. Diese Wiedereinstellung geht vollständig selbsttätig vor sich. Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen können Abänderungen erfahren, ohne daß man damit den Rahmen der Erfindung verläßt.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Schleif- und Fräsmaschine, bei der das Werkzeug auf dem Werkstück verschoben wird und die mit einer oder mehreren in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen schwenkbaren Werkzeugspin-

   dein versehen ist, gekennzeichnet durch eine die Werkzeugspindel oder -spindeln (21) bei Ablenkung aus einer vorher bestimmten Winkelstellung zur Lotrechten selbsttätig wieder in die ursprüngliche Winkelstellung zurückführende Steuerungseinrichtung.
2. 2. Schleif- und Fräsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine tragbar und auf dem. Werkstück mit Hilfe von auf diesem aufliegenden oder an diesem anliegenden Trag- und Führungskörpern als Ganzes hin und her zu bewegen ist.
3. 3. Schleif- und Fräsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf einer Grundplatte (10) verschiebbaren Schlitten (15) mit einer etwa senkrecht zur Grundplatte (10) verlaufenden Füh-

   ao rung (17) für einen zweiten Schlitten (18), eine auf dem zweiten Schlitten (18) angeordnete, um eine senkrecht zur Verschiebungsrichtung verlaufende Achse drehbare Scheibe (19), an der um eine senkrecht zur Scheibendrehachse verlaufende Achse schwenkbar der Werkzeugantriebsmotor (29) mit dem Werkzeug (64) angehängt ist, und durch Getriebe (22-23, 25-26, 33-34, 36-37), welche die Bewegung der von der selbsttätig arbeitenden Steuerungseinrichtung (48) beeinflußten Elektromotore (27, 38) auf die drehbare Scheibe (19) und den Werkzeugmotorkopf übertragen.
4. 4. Schleif- und Fräsmaschine nach An-Spruch i, bei der die Steuerungseinrichtung aus einem in den beiden Schwenkebenen der Werkzeugwelle (21) schwenkbar aufgehängten Pendel (48) besteht, das beim Ausschlagen Kontakte (50, 50', 5O_a, 5O₆) in den Stromkreisen der den Werkzeugmotor (29) mit der Werkzeugwelle (21) einstellenden Elektromotore (27, 38) betätigt.
5. 5. Schleif- und Fräsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (48) in einem mit dem Motorkopf (29) der Werkzeugwelle (21) verbundenen Gehäuse (42) hängt und das Gehäuse (42) teilweise mit einer Flüssigkeit (49) gefüllt ist, in die das Pendel (48) eintaucht.
6. 6. Schleif- und Fräsmaschine nach Anspruch 5, bei der die Verbindung zwischen dem das Pendel (48) enthaltenden Gehäuse (42) und dem Motorkopf (29) der Werkzeugwelle (21) aus zwei aneinandergelenkten, gegeneinander verstellbaren Armen (39,40) besteht.
7. 7. Schleif- und Fräsmaschine nach Anspruch i, bei der die Steuerungseinrichtung aus in den beiden Schwenkebenen der Werkzeugwelle (21) angeordneten Kanal waagen (91) mit elektrischen Übertragungseinrichtungen besteht, die in die Stromkreise der die Werkzeugwelle (21) einstellenden Elektromotore (27, 38) eingeschaltet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Berlin, gedruckt in der