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Einrichtung zum Außereingriffbringen eines Stahles mit mindestens
zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Schneidkanten während seines Rücklaufes
beim Hobeln tiefer Ausnehmungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung,
mit welcher ein Werkzeugstahl, der mindestens zwei in einem Winkel zueinander angeordnete
Schneidkanten aufweist, beim Hobeln tiefer Ausnehmungen während seines Rücklaufes
außer Eingriff mit den zu bearbeitenden Werkstückflächen gebracht wird.
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Bei Hobelmaschinen mit einem Werkzeug, das nur eine einzige Schneidkante
hat, sind bereits einfache Vorrichtungen, meistens in Gestalt eines Scharniergelenkes,
bekannt, die ein Abheben der Schneidkante vom Werkstück nach der Beendigung des
spanabnehmenden Arbeitsganges gestatten. Auch bei Werkzeugen mit mehreren Schneiden
ist es bereits bekannt, unter Verwendung einer sogenannten Schleifklappe die Schneiden
durch eine einzige Schwenk- oder Klappbewegung des Stahles außer spanabhebenden
-Angriff, jedoch nicht außer Berührung mit dem Werkstück zu bringen. Es ist auch
schon eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken nach Flächen von wechselndem
Krümmungsradius unter Drehung des Werkzeughalters um seine eigene Achse zwecks Aufrechterhaltung
der Stellung seiner Grundschneidkante in Normalrichtung zur Krümmung der Werkstückfläche
bekannt, wobei dem Werkzeug diese Stellung mittels eines aus mehreren Schwinghebeln
bestehenden Systems sowohl beim Vorwärtsgang wie auch beim Rückgang gegeben wird.
Eine besondere Bewegung des Werkzeuges zum Außereingriffbringen seiner Schneidkanten
mit den Bearbeitungsflächen des Werkstückes ist hier indessen nicht vorgesehen.
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Diese bekannten Mittel versagen aber dort, wo mit einem mehrschneidigen
Werkzeugstahl in einem Werkstück - tiefere Ausnehmungen
herzustellen
sind; denn hier kann mit ihnen ein mehrschneidiges Werkstück beim Rücklauf nicht
so geführt werden, daß sämtliche Schneiden außer Berührung mit dem Werkstück bleiben.
Dies gilt nicht nur für die Herstellung geradliniger tiefer Ausnehmungen, sondern
um so mehr in dem Falle, wo diese Ausnehmungen einen gekrümmten Verlauf nehmen.
In diesen Fällen würde auch ein an sich bereits bekanntes Abheben des Werkzeuges
in axialer Richtung nicht zum Ziele führen, da dann lediglich die Grundschneidkante
außer Berührung mit dem Werkstück gebracht würde, nicht aber die im Winkel zu ihr
stehende, unter Umständen auch zwei im Winkel zu ihr stehende vorgesehene Formschneiden.
Dies wird vielmehr in einwandfreier und einfacher Weise dann erreicht, wenn man
gemäß der Erfindung dem Werkzeugstahl neben der axialen Abhebung eine Schwenkbewegung
erteilt.
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Die hierzu dienende Einrichtung kann weiterhin erfindungsgemäß derart
ausgebildet sein, daß auf dem Werkzeughalter ein mit Anschlägen zusammenarbeitender
Schwenkhebel im Sinne des Abhebens einwirkt, während der Werkzeughalter in Schrägflächen
geführt ist, die ihm beim Abheben eine Schwenkbewegung erteilen. Hierdurch wird
in einfacher, aber zuverlässiger Weise eine Steuerung derjenigen Bewegungen, welche
die Schneidkanten des Werkzeuges außer Berührung mit den Werkstücken bringen, in
Abhängigkeit von der meistens hin und her gehenden Arbeitsbewegung selbst geschaffen.
Dabei kann zum Abheben des Werkzeughalters eine aus zwei ineinandergreifenden, mit
Stirnverzahnung versehenen Ringen bestehende Spreizvorrichtung vorgesehen werden,
bei welcher der eine Ring beweglich ausgebildet ist und durch die hin und her gehende
Bewegung des Werkzeuges im Verein mit Anschlägen verdreht wird. Die Anordnung zum
Schwenken des Werkzeughalters kann nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß ein
fest mit dem Werkzeughalter verbundenes Zahnrad in eine am Werkzeugträger vorgesehene
Verzahnung eingreift und beide Teile mit Schrägverzahnung versehen sind. Hierbei
kann man die am Werkzeugträger vorgesehene Schrägverzahnung an diesem in an sich
bekannter Weise beweglich anordnen.
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Die Erfindung eignet sich zur Anwendung sowohl bei solchen Maschinen
zur Herstellung tiefer Ausnehmungen, deren hin und her gehende Werkzeuge eine geradlinige
Bewegung, als auch bei solchen, deren Werkzeuge eine Kurvenbahn beschreiben. Als
Beispiele hierfür seien Hobelmaschinen der üblichen Bauart und solche mit in einem
Schwinghebel gelagerten Werkzeugen genannt. Im nachstehenden ist die Erfindung dementsprechend
an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die auf der Zeichnung dargestellt
sind, und zwar zeigen Abb. i in Seitenansicht und Abb.2 in Draufsicht das erste
Ausfiihrungsbeispiel, während in Abb.3 ein Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, von dem Abb. 4. und 5 eine Einzelheit in zwei verschiedenen Stellungen
veranschaulichen. Das Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 stellt eine Hobelmaschine
gebräuchlicher Art dar, bei welcher der mit i bezeichnete Hobelstahl eine in einer
Ebene sich abspielende geradlinige hin und her gehende Bewegung ausführt. Der Stahl
i ist an einem Werkzeughalter :2 befestigt, der längs verschieblich und schwenkbar
in einem Gehäusekopf 3 gelagert ist. Dieser bildet einen Teil eines als Schlitten
4 ausgebildeten Werkzeugträgers, welchem in an sich bekannter Weise eine hin und
her gehende geradlinige Bewegung gegenüber dem Maschinengestell erteilt wird. Hierbei
macht die quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Vorschubschneidkante 5 des Werkzeugstahles
i eine Bewegung, die in Abb. i in strichpunktierten Linien dargestellt ist und die
Gestalt eines langgestreckten Parallelogramms hat. Die mit a bezeichnete Seite dieses
Parallelogramms bezeichnet den Weg der Schneidkante 5 während des spanabhebenden
Arbeitsganges. Nach dessen Beendigung wird der Stahl i mit dem Werkzeughalter 2
in der Richtung seiner Längsachse vom Werkstück fortbewegt, so daß die Vorschubschneidkante
5 von letzterem abgehoben wird (vgl. die Seite b des Parallelogramms). Zur Erzeugung
dieser Bewegung des Stahles i dient ein im Kopf 3 des Werkzeugträgers 4 angeordnetes,
weiter unten beschriebenes Getriebe, zu dem ein aus dem Gehäusekopf 3 heraustretender
Hebel 6 gehört (Abb. 2). An diesem Hebel greift eine Steuerstange 7 an, die am Maschinenrahmen
in einem Lager 8 längs verschieblich geführt ist. In bestimmtem Abstande sind auf
der Steuerstange 7 verschiebliehe Bunde g, io angrordnet, die mit dem Lager 8 als
Anschläge zusammenarbeiten. Weiterhin hat das im Werkzeugträger 3, 4 angeordnete
Getriebe ein auf dem Werkzeughalter 2 sitzendes Zahnrad i i, das in eine feststehende
Zahnstange 12 eingreift. Die Verzahnung ist als Schrägverzahnung ausgebildet. Das
Getriebe bewirkt, daß dem Werkzeughalter 2 bei seiner axialen Verschiebung vom Werkstück
fort gleichzeitig eine Schwenkbewegung um seine Längsachse erteilt wird, und zwar
derart, daß seine senkrechte Kante, d. h. seine Formschneidkante 13 (Abb. i),
ebenfalls
außer -Anlage mit dem Werkstück gebracht wird.
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Das in dem Werkzeugträger 3, 4 angeordnete Getriebe hat bei geradliniger
und gekrümmter Bahn der hin und her gehenden Bewegung des Werkzeuges die gleiche
grundsätzliche Anordnung und Ausbildung und ist in Abb. 3 im Schnitt an einem Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei dem das Werkzeug in bekannter Weise
in einem hin und her gehenden Schwinghebel gelagert ist.
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In Abb.3 ist der Werkzeugstahl i mit seinem Halter 2 in einer Hülse
2o angeordnet, die axial drehbar im Kopf 25 eines als Gehäuse ausgebildeten, um
den Bolzen 32 schwingenden Schwinghebels 14 gelagert ist. Die Hülse 2o trägt ein
Zahnrad 28, das dem Zahnrad i i der Abb. i entspricht. Die in dieses eingreifende
Zahnstange 29, die der Zahnstange i2 der Abb. i entspricht, ist in einer Führung
15 des Schwinghebels 14 längs verschieblich gelagert. An einem am anderen Ende des
Schwinghebels 14 angeordneten Zapfen 16 greift das Antriebspleuel 17 an und versetzt
den Hebel 14 in quer zur Zeichenebene verlaufende Schwingungen, deren Bahn durch
eine Führung 30 für den Zapfen 16 beeinflußt wird. Auf dem Zapfen 16 ist
ein ebenfalls in die Zahnstange 29 eingreifendes Zahnrad 18 undrehbar gelagert.
Für den Steuerhebel i9, der fest mit dem Zahnrad 18 verbunden ist, ist eine quer
zur Zeichenebene verlaufende Kurvenführung 31 vorgesehen. Die Führungen
30 und 31 sind derart zueinander angeordnet, daß bei der Schwingbewegung
des Hebels 14 dem Zahnrad 18 eine Drehung erteilt wird. Diese Drehung wird durch
die Zahnstange 29 auf das Zahnrad 28 und von diesem auf die das Werkzeug i tragende
Hülse 2o übertragen.
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Die Hülse 2o ist drehbar in einer zweiten Hülse 2 i angeordnet, welche
ihrerseits axial verschiebbar im Kopf 25 des Schwinghebels 14 gelagert ist (s. besonders
Abb.3). Der Druck, welchen der Stahl r infolge der Spanabnahme während des Arbeitsganges
erhält, wird über einen auf der Hülse 2i festsitzenden Ring 22 und einen mit ihm
undrehbar verbundenen Nockenring 23 (s. auch Abb. 4) auf einen um die Hülse 21-
drehbaren zweiten Nockenring 24 übertragen, der sich seinerseits gegen den Kopf
25 des Schwinghebelgehäuses abstützt und mit dem Ring 23 eine Spreizvorrichtung
bildet. Die Hülse2i steht unter der Wirkung einer Schraubenfeder 26, die sich ebenfalls
gegen den Kopf 25 des Schwinghebels 14 abstützt und in dem Sinne vorgespannt ist,
daß sie die Hülse 21 und mit ihr den Werkzeughalter 2o anzuheben bestrebt ist. Der
drehbar auf der Hülse2i gelagerte Nokkenring 24 trägt einen quer zur Zeichenebene
hammerartig ausgebildeten Hebel 27, dessen Bahn durch zwei (nicht dargestellte)
feste Anschläge begrenzt wird, die er in den beiden Umkehrstellungen des Schwinghebels
14 berührt. Die Zahnstange 29 und das Zahnrad 28 tragen Schrägverzahnung (Abb. 3).
Die soeben beschriebene Einrichtung ist so ausgebildet, daß während des Arbeitsganges
des Schwinghebels 14 der Nockenring 24 die in Abb. 4 dargestellte Lage einnimmt,
bei der seine Nocken auf den Nocken des festen Ringes 23 ruhen. Um diese Spreizstellung
festzuhalten, sind die Stirnflächen beider Nocken gewölbt ausgebildet und greifen
in der aus Abb. 4 ersichtlichen Weise ineinander. Diese Stellung der Spreizvorrichtung
23, 24 bewirkt, daß sich- die Hülse mit dem Stahlhalter 2o und dem Stahl i in ihrer
unteren, d. h. in ihrer Arbeitsstellung befindet. Nach Beendigung jedes Arbeitsganges
des Schwinghebels 14 kommt der hammerartige Hebel 27 mit dem einen der beiden
festen Anschläge in Anlage. Dies hat zur Folge, daß der bewegliche Nockenring 24
verschoben wird, so daß seine Nocken in die Rasten des festen Nockenringes 23 eingreifen.
Die Spreizvorrichtung geht dann in ihre Näherungsstellung über, wodurch sich die
Gesamthöhe der beiden Nockenringe 23 und 24 entsprechend verkürzt. Hierbei bewirkt
die Vorspannung der Feder 26, daß die Hülseai und mit ihr der Stahl i um einen entsprechenden
Betrag angehoben wird. Damit wird die Vorschubschneidkante 5 außer Anlage mit dem
Werkstück gebracht. Bei dieser Hubbewegung der Hülse 21 kommt aber auch die Schrägverzahnung
des Zahnrades 28 und der Zahnstange 29 in der Weise zur Wirkung, daß der Stahlhalter
2o um einen dem Hub der Hülse2i entsprechenden Betrag geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung
wird dadurch ermöglicht, daß die Zahnstange 29 das Widerlager für das Zahnrad 28
bildet. Die auf diese Weise erzwungene Schwenkbewegung des Stahles i hat die Wirkung,
daß sich seine Formschneidkante 13 am Ende eines jeden Arbeitsganges von der Arbeitsfläche
des Werkstückes abkehrt.
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Bei nicht kreisförmiger Schwenkbewegung (Abb. 3) des Hebels 14 um
den Bolzen 32 ist letzterer in einer bestimmten Bahn zu führen quer zur Zeichenebene.
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Für die Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung bedeutet es
grundsätzlich keinen Unterschied, ob das Werkzeug bei seinen hin und her gehenden
Bewegungen eine gekrümmte (Abb.3) oder eine gerade Bahn (Abb. 2) beschreibt. Das
Werkzeug führt in beiden Fällen bei der Abkehr seiner Schneidkanten vom Werkstück
die gleiche Hub- und Schwenkbewegung aus (vgl. die Pfeile x und y
in
Abb. i und 3). Eine Abweichung besteht nur insofern, als bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. i und 2 das Widerlager für das Zahnrad i i keine längs verschiebliche,
sondern eine im Gehäusekopf 3 fest gelagerte Zahnstange 12 ist; außerdem arbeitet
hier der an der beweglichen Nockenscheibe 24 sitzende Hebel 6, der dem Hebe127
nach den Abb. 3 und 4. entspricht, mit der oben beschriebenen Stange 7 (Abb. i und
2) und ihren Bunden 9 und io zusammen, in deren Bahn der Anschlag 8 angeordnet ist.