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Vorschubeinrichtung zwischen Fräser und Werkstück bzw: Taster und
Schablone- . . bei Kopierfräsmaschinen zum Bearbeiten von großen, vorwiegend ebenen
Werkstücken auf ihren Umfang Die Herstellung vorwiegend ebener Werkstücke oder von
Werkstückteilen auf Kopierfräsmaschinen geschieht meist in der Weise, daß die Umrisse
eines Musterkörpers abgetastet und zur Steuerung eines Fräsers übertragen werden.
Auf diese Weise entstehen. formgetreue Vervielfältigungen des. Musterstückes, ohne
daß Meßoperationen notwendig werden oder umständliches Vorzeichnen der vielfach
unregelmäßig verlaufenden Konturen erforderlich ist. Diese Art der Vervielfältigung
bietet ferner deii Vorteil, daß Fehlanfertigungen, auch bei ungeübten Arbeitern,
weitgehend vermieden werden. Die Abtastung und- Übertragung der 'Umrisse wird vielfach
in der Weise vorgenommen; daß- das Muster und .das zu bearbeitende Teil in einer
Ebene angeordnet werden und zur übertragong eiti Gestänge nach Art eines Paralletogrammes,
eines Storchgchnabels u. dgl: vorgesehen ist. Auch sind Einrichtungen bekanntgeworden,
bei denen das Tastglied und des Fräser an einem Kreuzschlitten angeord= net sind.
Bei der Herstellung großer Werkstücke .ergeben sich vielfach Schwierigkeiten, die
durch die großen räumlichen Ausdelwungen der Einrichtungen " und die Forderung nach
sicherer Führung des Werkzeuges bedingt sind: Bei der Anfertigung kleinerer Werkstücke
hat es sich bewährt, die Musterschablone auf dem Werkstück zu befestigen und die
fest miteinander verbundenen Teile zur Bearbeitung von Hand an der Frässpindel entlang
zu führen. Hierbei - ist die Anordnung so getroffen, daß beim Heranschieben der
verbundenen
Teile die Schneiden des Fräsers auf das zu bearbeitende
Teil. einwirken können, während die Schablone außerhalb des Schnittbereiches bleibt
und lediglich formgebend an dem nicht schneidenden Schaft der Frässpindel entlang
gleitet.- Bei größeren Teilen ergeben sich auch hierbei An@vendungsschwierigkeiten.
Auch das Herumführen eines Handfräswerkzeuges ist nur in beschränktem Maße anwendbar
und mühsam, ganz abgesehen davon, daß zur ständigen lotrechten Führung des Fräsw
erkzeuges besondere Vorrichtungen erforderlich werden.
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Es sind ferner Schablonenfräsmaschinen bekanntgeworden, bei denen
der Tisch mit den aufgespannten Werkstücken maschinell gedreht und der Fräser mittels
Gewichtszugs an die Schablone bzw. die zu bearbeitenden Teile gedrückt wird. Diese
Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie der .gleichbleibenden Schnittgeschwindigkeit
des Fräsers.nicht gut ängepaßt werden können, was vor allem bei unregelmäßig kurvenartig
geformten Werkstücken bei der gleichbleibenden Drehbewegung des Tisches zu Schwierigkeiten
fülhrt.
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Auch Fräseinrichtungen, bei denen der Tisch mit Werkstück und Schablone
an den ortsfest angeordneten Fräser herangeführt und gefühlsmäßig auf Kreuzschlitten
durch handbetätigte Spindeln u. dgl. entsprechend dem Umrißverlauf der -Schablone
gesteuert wird, können technologisch nicht befriedigen, da es sehr schwierig ist,
Abweichungen des Fräsers zu vermeiden.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein neuer Weg auf dem Gebiet
des selbsttätigen Kopierfräsens vor allem größerer ebener Werkstücke gewiesen. Sie
betrifft eine selbsttätige. Kopierfräsmaschine zur schnellen und genauen Herstellung
vorwiegend von ebenen Werkstücken, bei der das Werkstück zusammen mit der Musterschablone
auf einer Unterlage läefestigt und das Fräswerkzeug um die übereinander angeordneten
Teile herumgeführt Lind gesteuert wird.
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In den beiliegendenZeichnungen stellen-dar Abb. i ein Schaubild, Abb.2
ein Schaltschema eines Ausführungsbeispieles der selbsttätigen Kopierfräseinrichtung.
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Um den Aufspanutisch i ist ein TranAportmittel,_ z. B. eine endlose
Kette 2 oder ein Gurt, so angeordnet, daß der. Halter i o um den Tisch herumgeführt
werden kann. Zweckmäßig läuft die Kette auf Rollen, die in der Zeichnung nicht dargestellt
sind. Der Tisch i ist auf einem Gerüst 3 befestigt, das vorteilhaft von einem Ständer
4 getragen wird, in denn die Antriebsteile der Vorrichtung untergebracht sind. An
den Längsseiten des Tisches i befinden sich Führungsschienen 5, auf denen leicht
beweglich der den Tisch i überspannende Wagen 6 läuft. Auf dem Wagen 6 ist gleichfalls
leicht beweglich und zweckmäßig auf Rollen laufend der Schlitten 7 mit dem Werkzeugträger
8 und dem Fräser 9 angeordnet. An der Gelenkkette 2 ist ein Halter io vorgesehen,
der -eine Rolle i i trägt, über welche ein am Fräswerkzeug 8 befestigtes Zugseil
12 zu einer Seiltrommel nach unten geführt ist.
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Die zu bearbeitenden Bleche 13 werden mit der Kopierfrässchablone
14 zu einem Paket in der Weise fest miteinander verbunden, daß die Schablone durch
elektrisch nichtleitende Abstandsglieder 15 in einem gewissen Abstand von den zu
bearbeitenden Blechen gehalten wird. Das so gebildete Paket wird auf dem Tisch i
in der Weise festgelegt, daß -die Schneiden des Fräsers 9 an den zu bearbeitenden
Flächen angreifen können, während der zylindrische Schaft des Fräsers an der Kante
der Urschablone entlang gleitet.
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In .dem Schaltschema Abb. 2 ist dargestellt, daß der Fräser 9 über
den Werkzeugträger 8 mit dem einen Pol eines Schwachstromkreises verbunden ist,
während der andere Pol an die Urschablone 14 gelegt ist. Wenn der F räser 9 sich
in Arbeitsstellung befindet, also mit seinem Schaft an der Schablone anliegt, ist
der Stromkreis geschlossen: Entfernt sich der F räser von der Schablone, so hat
dies Unterbrechung des Stromkreises zur Folge. Der Schwachstromkreis wird durch
eine Niederspannungsstromquelle, z. B. einen Transformator 16, gespeist.
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Ferner veranschaulicht das Schaltschema Abb. 2 die Anordnung der zum
Betrieb der gesamten Fräsvorrichtung dienenden Motore und Schaltmittel, und zwar
den Elektromotor 17 für den Fräserantrieb, den Motor i8 zum Antrieb der Seiltrommel
ig, den über das stufenloseGetriebe 2o und die elektromagnetische Kupplung-2i gleichfalls
auf die Seiltrommel i9 wirkendem Getriebemotor 22, den Motor 23 zum Antrieb des
Transportmittels :2 und den Motor 24 für die in der Zeichnung nicht dargestellte
_ Kühlmittelpumpe. Der Motor.i8 der Seiltrommel ig hält das Zugseil 12 stets - in
gleichmäßiger Spannung. Um die Vorschubgeschwindigkeit und dAmit .die Größe des
Seilzuges, von der, je nach dem Angriffswinkel des Zugseiles 12 am Fräswerkzeug
8, der Anpreßdruck des Fräsers abhängig ist, regeln zu können, wird der Seilwinde
das Drehmoment durch den Getriebemotor 22 über die elektromagnetische Kupplung 21
zugeführt. Dieses Drehmoment ist regelbar, indem die Stromspannung der elektromagnetischen
Kupplung 2i durch den Regelwiderstand 25 entsprechend -eingestellt
wird.
Die eingeregelte Spannung ist am Spannungsmesser 26 ablesbar.
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Der Niederspannungsstromkreis kann .durch Druckknopfschalter 27 über
das Schütz 28 durch eine Parallelleitung .geschlossen werden. Durch Druck auf den
Sehalter 27 wird durch Schütz 28 ein Kontakt 2g geschlossen, so daß der als Trennschalter
wirkende Druckknopfschalter 27 überbrückt Ist. Ferner wird über das Schütz
30 die Schalterreihe_3i geschlossen, so daß der Fräserantrebsmotor
17,
der Getriebemotor 22 für den Antrieb des Vorschubes und der Kühlpumpenmotor
24 anlaufen. Auf diese Weise arbeitet sich der Fräser 9 in nie Werkstücke hinein,
bis er mit dem glatten Schaft an die Schablone anläuft. In diesem Augenblick schließt
der Fräser den Parallelstromkreis kurz, und das Schütz 28 fällt ab, während das
Schütz 30 weiter erregt bleibt, so daß die Stromzuführung zu den erwähnten
Antriebsmotoren nicht unterbrochen wird. Die sonstigen Antriebsmotore, der Seilwindenmotor
18 und .der Motor 23 zum Antrieb des Transportmittels, können über besondere Stromkreise,
zweckmäßig gleichfalls durch Druckknopfschalter, der Schaltergruppe 32 nach Bedarf
eingeschaltet werden. Die Wirkungsweise ist folgende-Nachdem . das zu bearbeitende
Blechpaket zusammen mit der Kopierfrässchablone vereinigt und auf .dem Tisch i befestigt
ist, werden durch Drücken des. ,Druckknopfschalters 27 der Fräsmotor 17, der Kühlmotor
24 und der Getriebemotor 22 für den Seilzug eingeschaltet. - Dadurch arbeitet sich
der Fräser 9 in die Werkstücke 13 hinein, bis er mit seinem Schaft die Schablone
14 berührt. In diesem Augenblick wird Schütz 28 abgeschaltet, und das Arbeiten der
Fräseinrichtung, der Vorschubeinrichtung und der Kühlmittelpumpe ist einzig davon
abhängig, daß der Kontakt über den Fräser g bestehen bleibt. Der Werkzeugträgez
8 mit dem Fräser 9 steht jedoch unter dem Einfluß des Seilzuges 12, dessen Richtung
so eingestellt sein soll, daß der Fräser gegen- die Kontur der Schablone 14 gedrückt
wird und sich an dieser entlangarbeiten kann. Darum ist es von Zeit zu Zeit erforderlich,
die Stellung des Seilrollenhalters i i entsprechend der fortschreitenden Bewegung
des Fräsers .zu wechseln. Dies geschieht durch Betätigung - des betreffenden Druckknopfes
der-Schaltergruppe 32. Dadurch wird der Motor 23 für den Antrieb des Transportmittels
:2 eingeschaltet, so daß sich der Halter i i mit dem -Transportmittel 2 so lange
um die Tischkontur bewegt, bis. der gewünschte Seilzugwinkel erreicht ist und der
Druckknopfschalter wieder ausgeschaltet werden kann. Dieser Vorgang wird so oft
wiederholt, bis die Schablone einmal vom Fräser umfahren ist; d. h. bis die Werkstücke
fertiggefräst sind. Da der Anpreßdruck des Fräsers an die Schablone außer vom Seilzugwinkel
auch von der Seilspannung abhängig ist und außerdem die Stoffbeschaffenheit und
die Wandttärke der Werkstücke berücksichtigt werden muß, ist es- erforderlich, die
Seilspannung diesen Faktoren von Fall zu Fall anzupassen. Zu diesem Zweck wird die
-Stromspannung der elektromagnetischen Kupplung 21 durch den Widerstand 25 entsprechend
eingestellt. Die eingestellte Span-nung ist am Spannungsmesser 26 ablesbar.
Bei Werkstücken mit großen, schwach gekrümmten Kurven ist -ein Wechsel der Seilzugrichtung
und der Seilspannung nur selten oder überhaupt nicht erforderlich.
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Falls die notwendig werdende- Änderung der Seilzugrichtung durch Unachtsamkeit
des mit der Überwachung Beauftragten übersehen wird, arbeitet die Kopierfräseinrichtung
so lange ordnungsgemäß weiter, bis der in Richtung des Seilzuges liegende Scheitelpunkt
der Schablone von dem Fräser erreicht wird. Nach Erreichung dieses Punktes wirst
der Fräser durch die nunmehr tangential wirkende Seilzugkraft von der Schablone
fortgezogen. Dadurch ist der durch den Fräser bis dahin gebildete Kontakt des Schwachstromkreises
unterbrochen, so daß das Schütz 30 ausschaltet und die Stromzufuhr zu den Motoren
17, 22 und 24 unterbindet. Die gesamte Einrichtung ist also ausgeschaltet, so daß
Schaden nicht entstehen kann. Nach Änderung der Seilzugrichtung kann die Einrichtung
durch Drückendes Druckknopfes 27 neu. eingeschaltet werden.
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Die dargestellte Einrichtung ist ein AusführungsbeispieI,.welches
lediglich das Prinzip veranschaulichen soll. Der Erfindungsgedanke kann auch durch
veränderte Ausführungsformen, , z. B. wenn statt, des das Werkzeug tragenden Wagens
ein. nur an einem Ende unterstützter und mit einem Schlitten für die Befestigung
des Werkzeuges versehener Ausleger Verwendung findet, verwirklicht werden.
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- Desgleichen kann, insbesondere bei schnell laufenden Fräsern, der
Fräserschaft von einer Rolle oder Hülse-umgeben sein, die an Stelle des Schaftes
an der Schablone entlang geführt wird. Auch kann an Stelle der elektromotorisch
angetriebenen Seiltrommel die Zugwirkung des Zugseiles durch andere Mittel, z..B.
durch Gewichtsbelastung, herbeigeführt werden.