DE644568C - Kopierfraesmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopierfräsmaschine derjenigen bekannten Gattung mit einem kraftschlüssig angetriebenen Vorschubmechanismus, dessen Antriebselement über einen Hub mit großer konstanter Amplitude hin und her bewegt oder geschwungen wird und sowohl den Werkstückträger relativ zum Werkzeug als auch eine Schablone relativ zu einem Taster antreibt. Derartige Maschinen sind besonders zum Fräsen von komplexen und unregelmäßigen Formen geeignet, wie z. B. Nockenprofilen, Ventilschlitzen u. dgl.

Die Erfindung bezweckt, das Fräsen von verwickelten und unregelmäßigen Formen mit derartigen Maschinen zu vereinfachen. Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß in dem Vorschubmechanismus eine Reibungskupplung angeordnet ist, während die Schablone in Zusammenarbeit mit dem Taster den Vorschubweg des Werkstücks bestimmt (Vorschubweg also stets kleiner oder höchstens gleich dem Weg des Antriebselements), so daß über den Rest des Weges des Antriebselements die Reibungskupplung schleift.

Sollen mit der Maschine hohl zylindrische Werkstücke hergestellt werden, so ist zweckmäßig die aus einem Zylinder bestehende Schablone konzentrisch zum Werkstück ebenfalls am Werkstückträger befestigt.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsfibrm des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι eine Stirnansicht einer Maschine zum Fräsen von Öffnungen in der Wandung eines Zylinders für eine Schieberventilverbrennungskraftmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. i,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausführungsform der Maschine,

Fig. 5 eine Ansicht des Schneidkopfes und des Nockens zur Regelung des Fräserwinkels in bezug auf das: Werkstück.

Gleiche Teile haben gleiche Bezugszeichen.

Gemäß Fig. 1, 2 und 3.besteht die Maschine aus einem längs verschiebbaren Werkstücktragrahmen 10 und aus einem drehbaren Werkstückhaltekopf 11, auf welchem das zu bearbeitende Werkstück, z. B. ein Zylinder 12, mittels Stifte 13 gelagert ist. Der Kopf 11 umfaßt mit seinem Rand 40 ein Kugellager 22 auf einer ortsfesten Büchse 31. Das andere Ende des Zylinders 12 wird von einer zweiteiligen Stirnplatte 14 mit Kugellager 15 getragen. Die Platte 14 wird durch eine

Schraube 43 in einer Ouerstange 44 gegen den Zylinder gedruckt, weiche an Armen 45 des Rahmens to befestigt ist.

Das dargestellte Werkstück 12 ist ein Zylinder für luftgekühlte Schieberventilflugzeugsternmotoren. In seine Abschnitte 16 und 17 sollen Kühlrippen und in den zwischen den Kühlrippen liegenden Abschnitt 18 sollen Öffnungen eingeschnitten werden, die ίο mit entsprechenden Öffnungen des zwischen dem Zylinder und dem Kolben arbeitenden Schieberventils zusammenwirken. Zweckmäßig werden die Zylinderöffnungen zuerst von der Innenseite des Zylinders und dann von der Außenseite geschnitten.

Fig. i, 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform der Maschine zum Schneiden der öffnungen von der Innenseite des Zylinders. Ein Schneidkopf 19 auf einem Ann 20 trägt den Fraser 21 (Fig. 3), der durch eine Welle in dem Arm 20 in bekannter Weise angetrieben wird. An dem drehbaren Kopf 11 ist mittels Schrauben 63 und Setzstifte 64 ein Schablonenring 23 mit Öffnungen 24 befestigt, a5 deren Form der Form der Öffnungen entspricht, die in den Zylinder 12 eingeschnitten werden sollen. Die Schrauben 63 legen sich gegen den äußeren Laufkranz des Lagers 22, dessen gegenüberliegende Seite durch eine an dem Rand 40 befestigte Ringplatte 68 abgeschlossen ist. Mit dem Schablonen ring 23 wirkt ein Taster 25 zusammen, der in einer Büchse 26 auf dem Ende eines Armes 27 sitzt. Der während des Arbeitens der Maf.chine ortsfeste Arm 27 kann durch seinen Schlitten 28 auf Führungen 65 (Fig. 4) verstellt und durch einen Bolzen 29 festgestellt werden.

Eine Büchse 30 (Fig. 2, links) am Rahmen 10 dient zur Aufnahme der Büchse 31, die das Kugellager 22 trägt. Tn der Büchse 31 ist eine Büchse 32 mittels Rollenlager ^^ gelagert. Die Büchse ^2 hat einen äußeren Flansch, an welchem ein sektorförmiger Arm 34 mittels Bolzens 35 befestigt ist. Das innere Ende der Büchse ^2 trägt als Anlage einen Schraubenring 36.

Der Arm 34 trägt in einer Innennut einen bogenförmigen Metallstreifen ^y (Fig. 2 und 3), an dessen Innenfläche ein Streifen 38 aus Reibungsmaterial befestigt ist. Der Streifen 37 wird in dem Arm 34 durch Stifte geführt und kann durch Schrauben 39 verstellt werden, um den Reibungsstreifen 38 in Eingriff mit dem Rand 40 des Kopfes 11 zu bringen. Der Streifen 38 und der Rand 40 bilden also zwei Elemente einer einstellbaren Reibungskupplung.

An dem Arm 34 ist eine Yerbindungsstange 41 drehbar befestigt, die mittels einer Kurbel (Fig. 4) hin und her bewegt wird und den Arm 34 um die Drehachse des Zylinders 12 hin und her schwingt.

Vor Inbetriebnahme der Maschine wird zunächst der Zylinder 12 in seine Lage gebracht (Fig. 2). Vor dem Fräsen wird in die Wandung des Zylinders ein Loch 45 gebohrt, und zwar innerhalb der zu schneidenden öffnung, damit der Fräser 21 in seine Lage (Fig. 3) gebracht werden kann. Wenn die Maschine angelassen wird, bewegt ein Schraubenvorschub (nicht dargestellt) den Rahmen 10 des Werkstückträgers ununterbrochen nach rechts oder links (Fig. 2). Ferner wird der Arm 34 durch die Stange 41 hin und her geschwenkt. Die Schwingungsamplitude des drehbaren Kopfes 11 ist durch die Schablonenöffnung 24 begrenzt, in die der ortsfeste Taster 25 eingreift (Fig. 3). Anderseits ist die Bewegungsamplitude des Armes <o 34 konstant und hängt von dem Hub der Verbindungsstange 41 ab. Der Kopf 11 dreht sich daher so lange, bis der Taster 25 auf die Wandung der Bohnfhg 24 in dem Schablonenring 23 trifft. Der Kopf 11 wird dann stillgesetzt, während der Arm 34 seinen Hub fortsetzt, wobei die Kupplungsfläche 38 auf dem Rand 40 schleift. Bei Beginn des Rückhubes des Armes 34 dreht sich der Kopf 11 rückwärts, bis der Taster 25 sich durch Drehung des Schablonenrings 23 gegen die Wandung der öffnung 24 legt. Bei seiner Drehung nimmt der Kopf 11 den Zylinder 12 mit, wodurch der Fräser 21 die Bohrung 45 erweitert, und zwar in Abhängigkeit von der Schablonenöffnung 24, deren Form den öffnungen entspricht, die in den Zylinder eingeschnitten werden sollen. Die Schablonenöffnungen 24 brauchen nicht dieselbe Größe und Gestalt zu haben wie die zu schneidenden Öffnungen, da deren genaue Form außerdem von dem Verhältnis zwischen den Durchmessern des Fräsers und des Schablonenstifts 25 abhängt. Durch die Längsbewegung des Rahmens 10 des Werkstückträgers kann der Taster 25 die Schablonenöffnung 24 in Achsrichtung des Werkstückes vollständig durchmessen. Zur Vorbereitung des Ausfräsens wird innerhalb der späteren Ausfräsung im Werkstück eine Bohrung 45 zum Ansetzen des Fräsers 21 angebracht. Nach Einführung les Fräsers in diese Bohrung und des Tasters in die Schablonenöffnung 24 wird die Maschine eingeschaltet, worauf der Taster 25 unter entsprechender Steuerung des Fräsers die Schablonenöffnung 24 in einer Richtung durchmißt. Xach Ausfräsung des diesem Abschnitt der Schablonenöffnung 24 entsprechenden Werkstückteils wird die Längsbewegung des Werkstückträgers in bekannter iao Weise unterbrochen, und umgekehrt, so daß lann der Taster 25 den anderen Abschnitt

der Schablonenöffnung 24 ebenfalls in axialer Richtung durchmißt und der restliche Teil im Werkstück ausgefräst wird. Wird die Bohrung 45 zum Ansetzen des Fräsers 21 am einen Ende der im Werkstück zu fräsenden Öffnung angeordnet, so ist nur eine Querbewegung des Werkstückträgers erforderlich, da bei Beginn des Fräsens der Taster 25 dann am einen Ende der Schablonenöffnung 24 anliegt und diese nur bis zum anderen Ende zu durchmessen braucht.

Die Kupplung 38, 40 muß so eingestellt sein, daß sie dem Fräser 21 den erforderlichen Arbeitsdruck gibt, jedoch schleifen kann, wenn der Taster 25 die Wandung der Öffnung 24 berührt.

Zum Schneiden von außen wird der Werkstückträger 10 so angeordnet, daß der Schneidkopf 19 außerhalb des Zylinders liegt (Fig. 4). Die Stange41 ist mit einer Kurbel 50 verbunden, die durch ein Getriebe 51, 52 angetrieben wird. Das Getriebe 52 wird von der Maschinenwelle durch eine Teleskopwelle und Universalverbindungen angetrieben. Das Getriebe 51, 52 und die Kurbel 50 sind zweckmäßig in ein Gehäuse 53 eingeschlossen, das von einem Arm 54 des Maschinenrahmens 10 getragen wird. Dieser Antrieb des Armes 34 wird auch bei der Maschine gemäß Fig. 1 bis 3 benutzt.

Bei einer Schieberventilverbrennungskraftmaschine hängt der Querschnitt der Zylinderöffnungen (Fig. 4) von bestimmten Anfofderungen ab. Um beispielsweise ein schnelles Abschneiden beini Schließen des Ventils zu erreichen, ist die Wandung der Öffnung schräg zum Zylinderradius geneigt, auf dem ihre innere Kante liegt. Diese Schrägstellung kann mittels eines entsprechend geformten Fräsers erreicht werden. Um jedoch den Grad der Schräglage in Übereinstimmung mit der Längslage des Zylinders zu ändern, legt sich eine Rolle 56, die von einem an dem Schneidkopf 19 befestigten Arm 57 getragen wird, gegen eine Nockenfiäche 58 (Fig. 5). Um die Rolle 56 in Berührung mit dem Nokken 58 zu halten, wird der Schneidkopf 19 mittels einer Zugfeder 59 in einer Richtung gedrückt. Die Zugfeder 59, liegt zwischen

So einem Arm 60 auf dem Schneidkopf und einem Lenkeroi, der drehbar an dem Rahmen 27 gelagert ist, der den Taster 25 trägt. Die Stellung des Lenkers 61 kann durch eine Schraube 62 eingestellt werden, wodurch die erforderliche Spannung der Feder 59 eingestellt werden kann.

Die Lage der Rolle 56, des Nockens 58 und des Armes 60 ergibt sich aus Fig. 5. Die genaue Gestalt der Nockenfläche 58 hängt von der besonderen Querschnittsform der Wandung der zu schneidenden Öffnung ab. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 senkt sich die Rolle 56, wenn der Zylinder nach rechts (Fig. 5) bewegt wird, und der Schneidkopf läuft gegen den Uhrzeigersinn um (Fig. 4). Der Arm 20 des Schneidkopfes ruht an seinem hinteren Ende in einem Lager (nicht dargestellt), das seine Kippbewegungen ermöglicht.

Zum Schluß wird der äußere Teil der Zylinderöffnung erweitert. Der erweiterte Teil 66 (Fig. 4) des Zylinders 12 dient zur Aufnahme einer Ansaug- oder Auspuffleitung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht in einfacher Weise das Fräsen kornplexer oder unregelmäßiger Formen. Die Bewegungsamplitude des Werkstückhaltekopfes ist von der Bewegungsamplitude der hin und her gehenden Stange 41 unabhängig und wird allein von der Form der Schablonenöffnung bestimmt. Statt das Werkstück zu bewegen und das Werkzeug festzuhalten, kann natürlich auch das Werkzeug relativ zum stillstehenden Werkstück bewegt werden. Dann trägt der Schneidkopf den Schablonenring, und die Bewegungsamplitude wird in derselben Weise gesteuert wie die Bewegung des Zylinders bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Anwendung zur Herstellung von Öffnungen in Schieberventilzylindern beschränkt, sondern kann auch zur Herstellung von Öffnungen in den Büchsen für Schieberventilmaschinen s'owie zum Schneiden von Kammprofilen oder ganz allgemein von verwickelten und unregelmäßigen Formen: benutzt werden.

Wenn die zu schneidenden Öffnungen statt, wie beschrieben, auf einer Zylinderfläche in einer Ebene liegen, ist die Relativbewegung zwischen dem Fräser und dem Werkstück eine Hinundherbewegung und keine Schwingung. Die Schablone besteht in diesem Fall aus einer Platte statt aus einem Ring, und die Reibungskupplung hat eine ebene statt eine gekrümmte Reibungsfläche.

Statt der beschriebenen Ausführungsform der Kupplung kann auch eine den bekannten Reibungskupplungen ähnliche Kupplung benutzt werden, die aus Scheiben besteht, die miteinander längs einer ebenen Ringfläche in Eingriff kommen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Kopierfräsmaschine mit einem kraftschlüssig angetriebenen Vorschubmechanismus, dessen Antriebselement über einen Hub mit großer konstanter Amplitude hin und her bewegt oder geschwungen wird und sowohl den Werkstückträger relativ zum Werkzeug als auch

   eine Schablone relativ zu einem Taster antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorschubmechanismus (34, 11) eine Reibungskupplung (38, 40) angeordnet ist. während die Schablone (23) in Zusammenarbeit mit dem Taster (25) den Vorschubweg des Werkstücks (\2) bestimmt (Vorschubweg also stets kleiner oder höchstens gleich dem Weg des Antriebselements 34), so daß über den Rest des Weges des Antriebselements (34) die Reibungskupplung (38, 40) schleift.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1 zur Herstellung von hohlzylindrischen Werkstükken, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Zylinder bestehende Schablone (23) konzentrisch zum Werkstück ebenfalls am Werkstückträger (ι ι) befestigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen