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In drei Richtungen arbeitende Gravier- oder Kopierfräsmaschine Die
Erfindung bezieht sich auf eine in drei Richtungen arbeitende Gravier- oder Kopierfräsmaschine
zur Herstellung von Preß-, Stanz-und Prägewerkzeugen sowie von Formen, deren Flächen
keine geraden oder kreisförmigen zu sein brauchen.
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Bekannte Kopierfräsmaschinen weisen den Nachteil auf, daß Frässpindel
und Kopierstift in einem waagerechten oder senkrechten Pantographen aufgehängt bzw.
befestigt sind und somit der in jedem Falle empfindliche Pantograph der Träger der
Werkzeuge ist. Ferner arbeiten- diese Maschinen entweder nur in einem Verhältnis
i : i oder i : 5 'bis i : i o. Der Arbeitsbereich dieser Maschinen ist durch die
Anordnung des Pantegraphen sehr beschränkt und läßt das Kopieren größerer Werkstücke
nicht zu. Da ferner die aufzuwendende und benötigte -Kraft zur natürlichen Spanabnahnie
bei den bisher bekannten Maschinen vom Panfiographen aufgenommen und übertragen
wird, ist naturgemäß nur eine sehr geringe Spanabnahme möglich. Um kräftigere Späne
abnehmen zu können, werden bei den bekannten. Maschinen besondere Führungen aufgesetzt,
an welche der Kopierstift angelenkt ist. Diese Führungen verdecken zum Teil das
Modell und beschränken den Raum über dem Arbeitsbereich. Diese Vorrichtungen. dienen
deshalb auch nur zum Vorschruppen und Abtasten von Modellen. Es ist daher eine Kreuischlittenbewegung
in zwei Richtungen mit den bekannten Hilfsmitteln nicht möglich, da der Spindeldruck
der beiden kreuzschlittenartig angeordneten Schraubenspindeln oder der Druck zweier
hydraulischer. Kolben, welche wiederum kreuzschlitbenartig unabhängig voneinander
angreifen, Verklemmungen zwischen Kopierstift und Schablone verursachen würden.
Andere Maschinen haben zur Kraftübertragung noch ein besonderes Hebelvorbelege in
der Art einer Nürnberger Schere, wodurch die Bearbeitung von tiefen Formen oder
ringförmigen, Werkzeugen, welche
innen hochstehend zu bearbeiten
sind, unmöglich wird. Ferner arbeiten bei bekannten Kopierfräsmaschinen die Werkzeuge
nicht winkelrecht zum Arbeitstisch, sondern beschreiben in der dritten Raumrichtung
eine Kreisbahn. Dies hat den Nachteil, daß mit derartigen Maschinen tiefe Gesenke
mit senkrechten Flanken nur unvorteilhaft bearbeitet werden können. In den zwei
waagerechten Richtungen erhalten sodann die Werkzeuge, bedingt durch die Hauptachse
des P.antographen, eine Drehung, welche je nach dem Abstand der Werkzeuge von der
Hauptachse und den anderen Storchschnabelachsen und je nach der zu bestreichenden
Arbeitsfläche eine größere oder kleinere ist. Somit kann die Form eines Gesenkes
nur durch ein hesonderes körperliches Musterstück bestimmt werden, wobei zu beachten
ist, daß sich die Anfertigung dieser Muster zum Teil sehr umständlich gestaltet.
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Bei der durch die Art der bekannten Kopierfräsmaschinen mit mechanischen
übersetzungsgliedern bedingten Drehbewegung des Kopierstiftes und der Frässpindel
können diese Werkzeuge nur in senkrechter Stellung arbeiten, da eine Schrägstellung
des Werkzeuges durch die jeweilige durch die Bewegungen des Werkzeugträgers (Storchschnabel)
veränderte Winkelstellung zur Parallelebene eine Verzeichnung verursachen würde.
Dies hat den Nachteil, daß in den senkrechten Seitenwänden tiefer Gesenke Nuten
und andere Ausnehmungen überhaupt nicht und bei schräg gestellter Aufspannung nur
mit sehr geringer Tiefe eingearbeitet werden können.
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Ein «-eiteuer Nachteil der bekannten Maschinen besteht darin, daß
die Frässpindel mindestens von drei Seiten von dem Storchschnabel überragt wird
und somit auch der Arbeitsbereich der Maschine nach oben versperrt ist. Ferner müssen
bei diesen Maschinen zur Änderung des übersetzungsverhältnisses mehrere Schieber
am Pantographen verstellt werden, wodurch die Genauigkeit der Arbeit beeinträchtigt
wird. Nachteilig bei den bekannten Maschinen ist weiterhin, daß sich der Arbeitsbereich
der Frässpindel zu dem des Kopierstiftes bei jeder Einstellung des Storchschnabels
verlagert, wodurch @es beispielsweise unmöglich ist, mehrere Kreise mit ungleichen
Durchmessern um einen gemeinsamen Mittelpunkt nach .einer Schablone durch Verstellung
des Storchschnabels zu ziehen, ohne dabei die ivfascliine vor Beginn des nächsten
Kreises wieder neu einstellen zu müssen. Endlich ist auch der Antrieb bei den bekannten
Maschinen unvorteilhaft, da die frei laufenden Keil- oder Rundriemen den Arbeitsbereich
einschränken und einem sehr großen Verschleiß ausgesetzt sind. Zweck der Erfindung
ist, diese genannten Mängel zu beseitigen. Das Wesen. der Erfindung wird darin erblickt,
daß der Kopierstifthalter und der Fräskopf je mittels eines Kreuzschlittens auf
gemeinsamer Gleitführung angeordnet sind und die Bewegung des Kopierstifthalters
durch auf gemeinsamer Welle lagernde Hebel mittels eines durch ein Kugelgelenk angeschlossenen,
in einem verstellbaren Lager gehaltenen doppelarmigen Hebels ,auf den den Fräskopf
tragenden -Kreuzschlitten übertragen wird und die Bewegung des Kopierstiftes in
der dritten Richtung durch einen zweiarmigen Hebel über ein Gelenk, eine Verbindungsstange,
einen Schwingrahmen und von hier mittels einer weiteren Verbindungsstange auf die
Hauptheb.elwelle und von dieser in entsprechender Weise zurück auf gleichartigem
Wege mittels einer Verbindungsstange, eines Schwingrahmens, :einer weiteren Verbindungsstange
und ,eines Gelenkes sowie eines zweiarmigen Hebels auf den Fräser übertragen wird.
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In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigen Abb. i eine Vorderansicht der Maschine Abb. 2 eine
Draufsicht hierzu, Abb.3 eine Seitenansicht der Maschine, Abb.4 verschiedene Darstellungen
-eines profilierten Kopierstiftes, Abb. 5 ein Schema der Arbeitsweise der Maschine
in der dritten Richtung.
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Der Kopierstifthalter i bewegt sich mit dem Kreuzschlitten i" auf
der Gleitführung 14. Über eine Anordnung doppelter und übereinanderlagernder Hebel
3, 3', welche auf einer gemeinsamen Welle 16 angeordnet sind und an dem auf dem
Taststift entgegengesetzten Ende mittels eines Kugelgelenkes io der Steuerhebel4
angreift, erfolgt der Antrieb des Fräskopfes 2, welcher sich in gleicher Weise mittels
eines Kreuzschlittens 2" auf der Gleitführung 14 bewegt. Der Steuerhebel 4 ist ein
doppelarmiger Hebel, der mit seinem oberen freien Ende mittels eines Gelenkes i
i an den Fräskopf 2 angreift. Der Hebel 4 selbst ist in einem verstellbaren Lager
5,9 gehalten. Durch die kreuzschlittenartige Anordnung von Kopierstifthalter
i und Frässpindelhalter 2 auf gemeinsamer Gleitführung 14 ist die Parallelführung
erreicht, so daß der ohne Eigenverdrehung geführte Taststift 15 unrund sein kann
und in wechselnder Höbe entlang einer ebenen Schablone einstellbar ist. Da sich
der Kopierstift nicht wie bei den bekannten Maschinen um die Hauptachsen und die
Gelenkachsen eines Storchschnabels dreht, ist es möglich, profilierte Kopierstifte
15 (Abb.,.) beispielsweise zur Ausarbeitung von G.esenken mit nach der Tiefe zu
unzlei.chmäßic- verlaufenden
Seitenwänden nach einer nur in zwei
Richtungen sich erstreckenden Blechschablone zu verwenden, welche auf Paxallelstücke
festgespannt wird, deren Höhe der Tiefe des zu fräsenden Gesenkesentspricht. Somit
tastet der Kopierstift mit seinem urrunden Profil .die Schablone an der Innen-oder
Außenkante ab, so daß die Ausfräsungen des Werkstückes auf dem Arbeitstisch 17
durch die Abweichungen des Taststiftes von der Bewegungsrichtung bestimmt werden.
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Um ein beliebiges anderes Kopierverhältnis einzustellen, wird der
Drehpunkt 5 ,des Hebels 4 mittels des Handrades 6, 6" in der Senkrechten verstellt,
wobei erreicht wird, daß das Einstellungsverhältnis immer sehr genau ist, denn nur
ein einziger Einstellungspunkt und - ein. einziger Hebel bestimmen dieses Verhältnis.
Durch diese Verstellbarkeit des Drehpunktes 5 in der Senkrechten ist die Mitte des
Arbeitsbereiches der Frässpindel bei allen Einstellungen die gleiche und der Abstand
in dieser Mittelstellung von Fräser und Kopierstift immer derselbe.
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Die Bewegung des Kopierstiftes in der dritten Richtung wird durch
einen zweiarmigen Hebel 7' (Abt. 5) übertragen, der sich um einen waagerecht
verstellbaren Drehpunkt 8' bewegt. Die durch das Kopiermodell auf dem Schablonentisch
17' (Abb.2) am Punkt 2i' des Hebels 7' erzeugte senkrechte Bewegung wird
über dessen Gelenk i 8' und daran angeordneter Verbindungsstange 22' auf einen schwingenden
Rahmen I9', 23', 24, 26', 28', 29' und von hier .durch .eine weitere Verbindungsstange
27' auf eine Haupthebelwellle 2o übertragen, welche ebenfalls Glied eines schwingenden
Rahmens 20, 3I, 32, 33, 34, 35, 30 ist. Von dieser Haupthebehvelle 2o wird
die Bewegung zurück auf .entsprechendem Wege über eine Verbindungsstange 2.7. zu
einem schwingenden Rahmen i9, 23, 24, 26, 28, 29 und von hier mittels einer Verbindungsstange
22 durch Gelenk 18 auf den im verstellbaren Lager 8 ;gehaltenen zweiarmigen
Hebel 7 - auf Punkt 21 übertragen und somit auf den Fräser und das Arbeitsstück
auf dem Arbeitstisch 17. Dadurch führt die Frässpindel über dem Arbeitstisch
17 in der Senkrechten die gleiche Bewegung aus wie der Taststift über dem Schablonentisch
I7'.
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Durch Verschiebung des Drehpunktes 8 bzw. 8' des zweiarmigen Hebels
7 bzw. 7' wird das flbertragungsverhältnis der Bewegung in der dritten Richtung
unabhängig von den Bewegungen in den zwei waagerechten Richtungen bestimmt. Es ist
somit möglich, nach flachen Musterstücken tiefere Formen herzustellen und umgekehrt.
Um bei sehr tiefen Gesenken und sonstigen Formstücken die Seitenwände bearbeiten
zu können, sind Fräskopfhalter 2 und Kopierstifthalter i in .einer senkrechten Ebene
nach zwei Seiten schwenkbar.
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Der Antrieb der Frässpindel erfolgt mittels Kugelgelenkwelle oder
über Winkelgeeriehe, welche in den Frässpindelträ,ger 2, 2, leingebaut sind.
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Infolge der Lagerung- von Kopierstift und Fräskopf in Schlitten führun,gen
ermägliicht die Maschine 13 eine sehr kräftige Fräsarheit. Um damit auch schwerste.
Gesenkfräsarbeiten u. dgl. auszuführen, können die Schlittenführungen. IQ, 2" für
den Fräskopf und den Taststifthalter festgestellt werden, wobei mit dem Arbeits-
und Sehableenentisch 17 und I7', welche miteinander durch eine beliebige Verschraubung
gekuppelt sind, Kopierarbeiten durch übereinstimmende Betätigung von Arbeits- und
Schablonentisch 17 und 17' ausgeführt werden können, wobei die dritte Richtung,
unbeschadet der Kupplung der beiden waagerechten Bewegungen, eingeschaltet bleibt
und vom Kopierstift auf die Frässpindel übertragen wird oder auch ausgeschaltet
ist.
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Indem nun der Arbeitstisch 17 mit dem Schablonentisch 17' gekuppelt
wird und beide als Kreuzschlitten wirken, können also auch schwerste Gesenke u.
dgl. -zwangsläufig i : z kopiert werden, wobei die Gestaltung der Grundfläche besonders
durch die Verstellungsmö,glichkeit in der senkrechten Richtung bestimmt und festlegbar
ist.
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Um endlich mit möglichst großen . Werkzeugen arbeiten zu können, wird
der Vorschub zwangsläufig hydraulisch oder durch Zahnräder und Zahnleisten in allen
Richtungen bewirkt, wobei die Zahnräder - sowohl von Hand als auch mechanisch betätigt
werden können. ,