DE7121113U - Gravier-Kopierfräsmaschine - Google Patents

Description

Heinrich Kirschbaum 506 Bensb'prg^RefrVthJ, dejn 7.Sept. 1971

Stachelsgut 12

Gravier-Kopierfräsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Gravier-Kopierfräsmaschine mit einer gegenüber einem Arbeitstisch durch ein Verstellmittel vertikal verlagerbaren Halterung oder dergl. für einen Pantographen mit Fräseinrichtung oder eine Schablone» wobei die Halterung oder dergl. durch ein vertikales FUhrungsglied getragen ist, das gegen Verdrehen zum Arbeitstisch gesichert ist.

Es sind Maschinen vorgenannter Art bekanntgeworden, bei denen die die FräseinFientung tragende Halterung durch zwei parallel zueinander ortsfest am Maschineru^ehäuse angeordnete» als Säulen ausgeführte Führungsglieder vertikal geführt und gegen Verdrehen zum Arbeitstisch gesichert ist. Die Halterung ist dabei mit der Fräseinrichtung durch eine parallel zu den Säulen angeordnete, als vertikales Verstellmittel dienende Gewindespindel verlagerbar, die mit einem Ende axial in einem die Enden der Säulen verbindenden Querjoch axial und radial gelagert und oberhalb derselben mit einem Handrad versehen ist. Nachteilig bei diesen bekannten Maschinen ist, daß bedingt durch die ortsfeste -Anordnung der Führungsglieder und des vertikalen Verstellmittels keine ausreichende Spielfreiheit in Vertikal-Richtung sichergestellt ist, da das Gewicht des Sekundärteiles des Verstellmittels und der Sekundärteil der Führungsglieder nicht ständig auf der im Querjoch angeordneten Stellmutter des vertikalen Verstellmittels lastet.

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Darüber hinaus liegt der wesentliche Nachteil vor, daß eine ermüdungsfreie Handhabung des vertikalen Verstellmittels nicht gewährleistet ist, da zur Begrenzung einer unerwünschten Bauhöne die an den ortsfesten Säulen geführte Halterung im Bereich ihrer Führung nur eine geringe Bauhöhe aufweist, so daß infolge der durch Kantungskräfte entstehenden Reibung trotz relativ großen übersetzungsverhältnis des vertikalen Verstellmittels eine große Antriebskraft für dasselbe aufgebracht werden muß. Außerdem ist die Handhabung des vertikalen Verstellmittel nicht zweckmäßig, da das als Verstellglied dienende Handrad oberhalb der Halterung und damit außerhalb des normalen horizontalen Griffbereiohs des Bedienungspersonals liegt.

Auch ist bereits eine Gravier-Xoplerfräsmaschine der vorausgesetzten Gattung bekanntgeworden, bei der der als Gewindespindel ausgeführte Sekundärteil des vertikalen Verstellmittel zugleich als vertikales FUhrungsglied für die Halterung dient. Die Halterung ist hierbei durch ein parallel zur Gewindespindel angeordnetes säulenförmiges Glied gegen Verdrehen gesichert, wobei die Gewindespindel mitsamt der Halterung und dem als Drehsicherung für diese dienen Glied zugleich gegenüber dem Arbeitstisch vertikal verlagerbar sind. Eine solche Lösung hat zwar einen geringen baulichen Aufwand und gewährleistet auch dia Anordnung des als Handrad ausgeführten Antriebsgliedes in einem optimalen Griffbereich des Bedienungspersonals. Dabei hat sich jedoch

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gezeigt, daß durch d&s auf die Halterung einwirkende Gewicht des Pantographen trotz Gewichtsausgleich desselben eine verkantungs- und damit reibungsarme vertikale PUhrung der Halterung nicht sichergestellt 1st. Dies ist dadurch bedingt, daß die Gewindespindel zugleich als vertikale Führung dient und infolge der aurch das Gewinde der Spindel unterbrochenen Führungsiläche ein Reibungswert auftritt, der selbst bei relativ großem Übersetzungsverhältais des vertikalen Verstellmittels eine leichte Handhabung nicht sicherstellt. Zur leichten Handhabung war daher eine relativ große, in der Herstellung nicht kostengerechte Spindel erforderlich, so daß die Spindel und das die Halterung gegen Verdrehen sichernde Glied aus Kostengründen nicht an der gleichen oder einer größeren Kopierfräsmaschine als vertikales FUhrungs- und Verstellglied für den Schablonentisch verwendbar war.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gravier-Kopierfräsmaschlne der eingangs vorausgesetzten Gattung unter Vermeidung der zu den bekannten Hä'schlnenarten geschilderten Nachteile dahingehend zu verbessern, daß bei geringem baulichen Aufwand für das vertikale FUhrungeglied eine reibungsarme und damit ein« leichte ermüdungsfreie Handhabung des vertikalen Verstellmittels bei möglichst großer Spielfreiheit desselben sichergestellt ist. Darüber hinaus soll das vertikale Verstellmittel und das vertikale FUhrungsglied so gestaltet sein, daß dieselben als Baueinheit leicht austauschbar und wahlweise

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bei der gleichen oder größeren Maschine als Träger für den Pantographen oder den Schablonentisch austauschbar und damit für eine Vielzahl von Maschinentypen verwendbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Sekundärteil des vertikalen Führv -sgliedes durch zwei mitsamt der Halterung zugleich verlagerbare glatte säulenförmige, vorzugsweise zylindrische Glieder, die durch ein Quer- ^och überbrückt sind, gebildet ist und daß der Angriff des Sekundärteiles des vertikalen Verstellmittels am Sekundärteil des vertikalen FUhrungsgliedes oder der Halterung in der oder außerhalb einer vertikal durch die Achsen der säulenförmigen Glieder verlaufenden Ebene zwischen diesen beiden liegt. Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß auf dem Primärteil des vertikalen Verstellmittels neben dem Gewicht des Pantographen mit Fräseinrichtung zusätzlich ständig das Gewicht der beiden säulenförmigen Glieder und das Gewicht des Sekundärteiles des vertikalen Verstellmittels lastet, wodurch ein Höchstmaß an Spielfreiheit zwischen diesem und dessen Primärteil sichergestellt ist. Darüber hinaus kann nunmehr das vertikale Verstellmittel wesentlich kleiner bemssen werden als bisher, so daß bei einem Gewindespindelantrieb als vertikales Verstellmittel die Gewindespindel aus handelsüblichem Stangenspindelmaterial kcöbengerecht herstellbar ist. Durch die Verwendung der beiden mitsamt der Halterung verlagerbaren, durch das Querjoch überbrückten säulenför-

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migen Glieder ist ferner sichergestellt, daß die durch Kanten auftretende Reibung nahezu auf ein Minimum reduziert wird, so daß eine ermüdungsfreie Handhabung der Maschine sichergestellt ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das vertikale Verstellmittel in an sich bekannter Weise eine durch eine Stellmutter axial verlagerbare Gewindespftidel aufweist und daß die Gewindespindel zwischen den beiden säulenförmigen Gliedern am Querjoch und/oder der Halterung angreift. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der Antrieb des Sekundärteiles des vertikaler Verstellmittels in einfacher Weise in den vertikalen Griffbereich des Bedienungspersonals gelegt werden kann, so daß eine ermüdungsfreie Handhabung der Maschine in weiterem Maße sichergestellt ist. Ferner ist es zur Reduzierung der Kantung und damit der Reibung an dem vertikalen FUhrungsglied zweck dienlich, daß eines der beiden säulenförmigen Glieder einen größeren Außendurchmesser gegenüber dem anderen säulenförmigen Glied aufweist. Eine besonders leicht gängige vertikale Verstellung kann dabei trotz außermittiger Last des Pantographen oder eines Schablonentisches dadurch erreicht werden, daß die beiden säulenförmigen Glieder vom Arbeitstisch aus gesehen hintere inanderllegend angeordnet sind, wobei das einen größeren Außendurchmesser aufweisende säulenförmige Glied zwischen dem im Außendurchmesser kleineren säulenförmigen Glied und dem

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Zur weiteren Versteifung des vertikalen FUnrungsgliedes und zur Reduzierung dessen Kippspiel auf ein Minimum ist es zweckdienlich, daß die beiden säulenförmigen Glieder unterhalb und oberhalb der Verstellmutter für die Gewindespindel durch ein Querjoch überbrückt sind. Zweckdienlich ist es ferner, daß die Gewindespindel im oberen und/oder unteren Querjoch axial und/oder radial gehalten ist.

Für den Fall, daΓ die Halterung als Träger für den Pantographet» der Fräseinrichtung dient, ergibt sich eine kostengerechte Bauwelse bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre dadurch, daß die Halterung als oberes Querjoch für die beiden säulenförmigen Glieder ausgeführt ist. In dem Falle, daß die Halterung als Träger für einen Schablonentisch, oder als solcher ausgeführt ist, kann in gleicher Weise eine Reduzierung der Herstellungskosten dadurch erreicht werden, daß der Träger bzw. der Schablonentisch als oberes Querjoch für die beiden säulenförmigen Glieder dient.

Zur Festsetzung der Fräseinrichtung für ein vibrationsfreies Fräsen wird weiterhin vorgeschlagen, daß das die säulenförmigen Glieder führende Gehäuse zugleich als Klemmittel für eines oder beide der säulenförmigen Glieder und/oder die Gewindespindel dient.

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Zur Absicherung des vertikalen Verstellmittels und der säulenförmigen Glieder gegenüber Staub- und Schmutzanfall ist es fer ner zweckmäßig, daß die säulenförmigen Glieder und die Gewinde-•ptadel durch einen gemeinsamen Faltenbalg oder dergl. abgedichtet sind.

Schließlich ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die säulenförmigen Glieder, das diese führende Gehäuse und die Gewindespindel sowie deren Verstellglieder wahlweise als Träger für die Halterung eines Pantographen oder eines Schablonentisches dienen. Mittels einer solchen Lösung wird sichergestellt, daß mit einer Vielzahl von Gleichteilen der Aufbau einer Gravler-KopierfrUsmaschine sichergestellt ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung können der Beschreibung der Zeichnung, welche zwei Aus führungsbeispiele der Erfindung darstellt, entnommen werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Gra-Vier-Kopierfräsmaschine in Seitenansicht mit einem 'Schnitt durch das vertikale Verstellmittel und das der Führung und Verdrehsicherung der Halterung für die Fräseinrichtung dienende vertikale Führungsglied,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen mittels der erfindungsgemäßen Mittel vertikal gs-

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führten Scha	^onentisch	für	eine	Gravier-Kopierfräsma-

schine.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Gravier-Kopierfräemaschine ist mit 1 ein U-förmig gestaltetes Maschinengestell bezeichnet, das einen Schenkel 2 und 3 besitzt, die durch einen Steg 4 miteinander verbunden sind. In den Schenkeln 2 und 3 sind in einer waagerechten Ebene liegend parallel zueinander verlaufend zwei zylindrische FrUhungsstangen 5 eingebettet» auf denen eine Querführung 6 für einen der Aufspannung eines Werkstückes dienenden Arbeitstisch 7 geführt ist» Die Querführung 6 ist horizontal auf den zylindrischen Führungsstangen 5 mittels einer durch ein Handrade drehbaren, im Schenkel 3 radial und axial gelagerten Gewindespindel 9 verstellbar, während der Arbeitstisch 7 durch eine nicht sichtbare Gewindespindel mittels eines Handrades 10 quer zu den FUhrungsstangen 5 verstellbar ist. Die Führungsstangen 5 und die Gewindespindel 9 sind beiderseits der Querführung 6 durch einen Faltenbalg 11 bzw. 12 gegen Schmutz geschützt.

Der Schenkel 3 dient ferner der Führung und Halterung eines durch eine Gewindespindel 13 in Verbindung mit einer Stellmutter 14 horizontal verstellbaren Schablonentisches 15. Hiergegen ist der Schenkel 2 als Aufnahme für eine vorzugsweise als aus tauschbare Baueinheit ausgeführte Fräseinheit 16 vorgesehen. Die Fräseinheit 16 besteht aus einer Frässpindel 17, die an der

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Schwinge 18 eines Pantographen 19 geführt ist» der eine an einer Endschwinge 20 befestigte KopierfUhrung 21 hat. Der Pantograph 19 hat ferner eine Schwinge 22» die in einer gabelförmigen Halterung 23 mittels eines Bolzens 24 quer zur MascMnenlängsmittelachee schwenkbar gelagert ist. Die Halterung 23 1st mittels eines Bolzens 25 um eine horizontale Achse schwenkbar im gabelförmigen Teil 26 einer als QuerJoch 27 ausgeführten Halterung gelagert. Außerdem hat die Halterung 23 eine seitliche Konsole 28, an der ein dem Antrieb der Frässpindel 17 dienender Elektromotor 29 angeflanscht ist. Als KraftUbertragsmittel zwischen dem Elektromotor 29 und der Frässpindel 17 dient ein oder mehrere Schnürriemen 30. '£>-m Ausgleich des Gewichtes der Frässpindel 17 und des Pantographen 19 ist die Halterung 23 weiterhin mit einem Ausleger 31 und einem verstellbar auf diesem angeordneten Ausgleichgewicht 32 versehen.

Wie insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen ist, dient als Führungeträger für den Pantographen 19 einschließlich seiner Halterung ein erfindungsgemäß ausgeführtes vertikales FUhrungsglied 33. Das Führungsglied 33 hat als Sekundärteil vom Arbeitstisch 7 aus gesehen hintereinanderllegend in einer geraden oder versetzt zu dieser angeordnet ein glattes säulenförmiges Glied 34 und ein weiteres vorzugsweise gegenüber diesem im Außendurchmeaaer kleineres glattes säulenförmiges Glied 35. Weiterhin besteht der Sekuadärteil des vertikalen Führungsgliedes 33 aus des biegefest

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die meiden säulenförmigen Glieder 34 und 35 oberhalb des Arbeitstisches 7 Überbrückenden üuer.ioch 27 und einem die unteren Baden der säulenförmigen Glieder 34 und 35 biegeettif Überbrückenden Quer joch 36. Einer leicht zur Maschinenlängsmitteluchse versetzten Anordnung der säulenförmigen Glieder 34 und 35 ist aus Gründen des außermittig wirkenden Elektromotorengewichtes für den Fräsantrieb der Verzug zu geben. Als Primärteil des vertikalen FUhrungsgliedes 33 ist eto mit dem MaachinengeetelH verspanntes Gehäuse 37 vorgesehen, In dessen vertikalen Bohrungen 38 bzw. 39 die durch einen gemeinsamen Faltenbalg 53 gegen Schmutz geschützten säulen* itesigsn Glieder 34 fesw. 35 geführt sind. Das Gehäuse 37 1st mit nicht dargestellten ICL«mitteln versehen, die ein Festklemmen eines oder beider der säulenförmigen Glieder 34 bzw. 35 In allen Vertikalstellungen gestatte». Als vertikales Verstellmittel für das vertikale FÜhrungsglied 1st ein Gewindesplndelantrieb 40 vorgesehen. Der Gewlndesplndelantrieb 40 hat als Sekundärteil eine fest mit dem oberen Querjoch 27 verbundene Gewindespttel 41 und als Primärteil eine al<? Kegelrad ausgeführte Stellmutter 42. Als Radial- und Axiallagerung für die Stellmutter 42 ist als unteres Lager ein beispielsweise als Kegelrollenlager busgebildetes Wälzlager 43 vorgesehen, wobei als Gegenlager vorzugsweise ein Bund eines mit dem Gehäuse 37 verspannten Flansches 44 dient. Der Antrieb der als Kegelrad ausgeführten Stellmutter h2 erfolgt, wie in Flg. 2 dargestellt, über ein dreh- und achsfest mit einer Welle 45 verbundenes Kegel»

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rad 46. Die Welle 45 ist radial und axial im Gehäuse 37 gelagert | und in vorteilhafter Weise im horizontalen Griffbereich des Bedienungspersonals mit einem Handrad 47 versehen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausftihrungsbeispiel ist abweichend tu dem in Flg. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein der Aufnahme einer Schablone dienender Schablonentisch 46 mittels eines in gleicher Weise wie das vertikale FUhrungsglied für die Halterung 23 dienenden vertikalen FUhrungsgliedes 33 an der Haschine ge führt. Dabei 1st zur vertikalen Verstellung des Schablonentisches 48 gleichfalls ein Gewindespindelantrieb 40 nach Fig. 1 vorgesehen. Abweichend zu Flg. 1 ist dabei das vertikale FUhrungsglied 33 mit einem oberen Querjoch 49 biegesteif verbunden, das als QuerfUhrung ausgeführt ist, in der zwei FUhrungsstangen 50 sowie eine Gewindespindel 51 zur Querverstellung des Schablonentischee 48 lagern. Der Schablonentisch 48 hat einen Querführungs- t«il 52, der auf den FUhrungsstangen 50 geführt ist. Ferner ist abweichend zu Fig. 1 die Gewindespindel 41 des Gewindespindelantriebes 40 lediglich Im oberen Querjoch 49 aus KostengrUnd«n und der verminderten Kantungskräfte wegen am vertikalen FUhrungsglied 33 befestigt.

Se wird erwähnt, daß bei ein- und derselben Maschine das verti kale FUhrungsglied 33 für die Halterung 23 der Fräseinheit 16 in vorteilhafter Weise gleich oder in gleicherweise für den

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Schablonentisch 48 ausgeführt sein kann. Auch können bei einer Baureihe von Gravier-Kopierfräsmaschinen vertikale FUhrungsglieder 33 zur Führung der Halterung 23 der Fräseinheit von einer kleinen Maschine bei der nächstgrööeren oder noch größeren Maschine als vertikales FUhrungsglied für einen Schablonentisch dienen, so daß sich eine besonders kostengünstige Bauweise für die Baureihe ergibt.

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Heinrich Kirschbaum 50ό Bensberg-Refrathf d-on 7. Sept. 1971 Stachelsgut 12 (abn Sprüche

1. Gravier-Kopierfräsmaschine mit einer gegenüber einem Arbeitstisch durch ein Verstellmittel vertikal verlagerbaren Halterung oder dergl. für einen Pantographen mit Fräseinrichtung oder eine Schablone, wobei die Halterung durch ein vertikales FUhrungsglied getragen ist, das gegen Verdrehen zum Arbeitstisch gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil des vertikalen Führungsgliedes (33) durch zwei mitsamt der Halterung (23) zugleich verlagerbare glatte sätilenförmige, vorzugsweise zylindrische Glieder (34, 35), die durch ein QuerJoch (27, 49) biegesteif Überbrückt sind, gebildet ist und daß der Angriff des Sekundärfceiles (41) des vertikalen Verstellmittels (40) am Sekundärteil des vertikalen FUhrungsgliedes (33) oder der Halterung in der oder außerhalb einer vertikal durch die Achsen der säulenförmigen Glieder (34, 35) verlaufenden Ebene zwischen diesen beiden liegt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das vertikale Verstellmittel (40) in an sich bekannter Weise eine durch eine Stellmutter (42) axial verlagerbare Gewindespindel (41) aufweist und daß die Gewindespindel (41) zwischen den beiden säulenförmigen Gliedern (34, 35) am Querjoch und/oder der Halterung (27, 49) angreift.

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3. iiaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden säulenförmigen Gliader (34, 35) einen größeren Außendurchmesser gegenüber dem anderen säulenförmigen Glied aufweist.

4. Haschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden säulenförmigen Glieder (34_? 35) v-s-m Arbeitstische (7) aus gesehen hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei das einen größeren Außendurchmesser aufweisende säulenförmige Glied (34) zwischen dem im Durchmesser kleineren Glied (35) und dem Arbeitstisch (7) liegt.

5« Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden säulenförmigen Glieder (34, 35) unterhalb und oberhalb der Stellmutter (42) für die Gewindespindel (41) durch ein Querjoch (_7) überbrückt sind.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (41) im oberen und/oder unteren QuerJoch (27 bzw. 36) axial und/oder radial gehalten ist.

7» Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die säulenförmigen Glieder (34, 35) führende Gehäuse (37) zugleich als Lagerung für die Gewindespindel (41) und deren Antriebsglieder (42, 45) ausgebildet ist.

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8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Halterung als TrBggr rur den Pantographen der ^raseizirichtüug dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (27) ale oberes QuerJoch für die beiden säulenförmigen Glieder (34, 35) ausgeführt ist.

9· Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Halterung als Träger für einen Schablonentisch oder als solcher ausgeführt 1st, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger bzw. der Schablonontlsch als oberes QuerJoch (49) für die beiden säulenförmigen Glieder (34, 35) ausgebildet ist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das die säulenförmigen Glieder (34, 35) führende Gehäuse (37) zugleich als KLemmittel für eines oder beide der säulenförmigen Glieder (34, 35) und/oder die Gewindespindel (41) ausgebildet ist.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die säulenförmigen Glieder (34, 35) und die Gewindespindel (41) durch einen gemeinsamen Faltenbalg (53) oder dergl. abgedichtet sind.

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12. Maschine nac\ einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge-

führende Gehäuse (37) und die Gewindespindel (41) sowie deren Antriebsglieder (42, 45, 47) wahlweise als Träger für die Halterung (23) eines Pantographen (19) oder eines Schablonent.sehen (48) ausgebildet sind.

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