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Kopierfräsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopierfräsmaschine,
bei welcher eine oder mehrere Frässpindeln zugleich mit einem Taster mittels eines
Pantographen in mindestens einer Ebene bewegbar sind.
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Mit den bekannten Kopierfräsmaschinen dieser Art ist eine besonders
große, die volle Leistungsfähigkeit der Maschine ausnutzende Spanabnahme nicht möglich,
weil die dabei auftretenden hohen Fräsdrücke durch die gewöhnlichen Kopiereinrichtungen
auch bei deren zwangsläufiger Steuerung nicht aufgenommen werden können. Eine diesen
hohen Beanspruchungen entsprechend starke Bemessung der Teile ist anderseits nicht
durchführbar, weil deren Gewicht mit Rücksicht auf ihre leichte Bewegungsmöglichkeit
bei leichteren Arbeiten zum Zweck einer feinfühligen Bearbeitung klein gehalten
werden muß.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kopierfräsmaschine zu schaffen,
mit welcher außer kleinen und mittleren Spanleistungen beim Kopieren auch große,
der vollen Leistungsfähigkeit der Maschine entsprechende Spanleistungen, z. B. beim
Vorfräsen größerer Arbeitsstücke, Gesenke usw., erzielt werden können. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Kopierfräsmaschine außer einer oder
mehreren Frässpindeln für leichte Arbeiten mindestens eine besondere Frässpindel
für schwere Arbeiten vorgesehen wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Kopierfräsmaschine
in Seitenansicht, Abb. 2 eine Draufsicht von Abb. i, Abb. 3 die Seitenansicht einer
Getriebeeinrichtung zur gekuppelten und selbsttätigen Vorschubbewegung und Höhenverstellung
der Arbeits- und Modelltische an der Maschine.
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Abb.4 Einzelteile dieserGetriebeeinrichtung. Auf dem Maschinenständer
i ist ein an sich bekanntes Storchschnabelgestänge 2 in Punkt 3 gelagert. Der Schreibpunkt
4 des Storchschnabelgestänges ist mit einem Balken 5 gekuppelt, der in allen Richtungen
des Raumes mittels Parallelführungen beweglich ist und eine Werkzeugspindel 6 sowie
bei bestimmten Arbeiten auch einen Kopierstift 7 trägt, wie in Abb. i und 2 dargestellt
ist. Der Kopierstift 7 wird in einen Halter 8 eingesetzt, der unter Zwischenschaltung
eines Winkelstückes 9 seitlich und nach vor- und rückwärts verschiebbar am Balken
5 gelagert ist. Damit kann die Lage des Kopierstiftes gegenüber dem Werkzeug geändert
werden. Die Werkzeugspindel 6 ist in einem ebenfalls am Balken 5 befestigten Halter
io eingesetzt; sie kann durch eine Schraube i i in der Höhenlage verstellt werden.
Der Antrieb der Werkzeugspindel 6 erfolgt über Riemen und übersetzungsriemenscheiben
von einem Motor 12 aus. Diese Riemenscheiben lagern auf einer Achse 13, die in einem
gleichachsig zum Motor 12 gelagerten Schutzgehäuse 14 sitzt und zur Anpassung an
verschiedene Riemenlängen in diesem verschiebbar ist. Ein weiteres Schutzgehäuse
15, das den zur Werkzeugspinde16 führenden Riemen umgibt, ist an der Achse 13 und
am Spindelhalter io so gelagert, daß es sich bei dessen senkrechten Bewegungen schräg
stellen kann.
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Außer dieser üblichen Kopierfräseinrichtung ist gemäß der Erfindung
eine weitere Frässpindel 2o für besonders große Spanleistungen vorgesehen. Diese
zweckmäßig einen Mehrschneidenfräser 21 tragende Frässpindel ist in einem Gehäuse
22 gelagert, das um eine Achse 23 schwenkbar und mittels eines krümmerartig ausgebildeten
Gehäuses 24 an einem Arm 25 des Maschinenständers i leicht abnehmbar befestigt ist.
Durch Verstellen des Gehäuses 24 um dessen eine Achse 24.a (Abb.2) kann die Neigung
der Spindel geändert werden. Der Antrieb der Frässpindel erfolgt starr z. B. über
im Ständerteil 25 und im Krümmer 24 gelagerte Zahnradgetriebe vom Motor 12 aus.
Die kraftschlüssige Kupplung ist dabei wegen der Abnahmemöglichkeit des Gehäuses
24 vom Ständerarm 25 zwischen diesen beiden Teilen leicht lösbar. Die Einstellung
von verschiedenen Drehzahlen -de! Frässpindel 2o erfolgt durch Verdrehen eine: Knopfes
26, der ein nicht näher gezeigte übersetzungsgetriebe steuert; dabei ist die eingestellte
Geschwindigkeit unmittelbar aus der hinter einem Fenster 27 erscheinenden Zahl zu
ersehen.
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Am Ständerarm 25 ist weiterhin ein Kreuzschlittenpaar 28, 29 angeordnet
und mit dem Lager der Werkzeugspindel 6 durch einen Ansatz 30 so kuppelbar,
daß der Balken 5 und damit auch die Frässpindel 6 und der Kopierstift 7 durch Handräder
31 und 32 in waagerechter Richtung gesteuert werden können, aber in senkrechter
Richtung frei beweglich sind, so daß der erforderliche Schnittdruck durch Verminderung
eines nicht dargestellten, den Schlitten 5 entlastenden Gegengewichtes erzeugt werden
kann. Die Vorschubbewegungen des Schlittenpaares 28, 29 können außer durch die Handräder
34 32 auch selbsttätig durch .den Motor 12 erfolgen. Die Ein- und Ausschaltung der
jeweils gewünschten Bewegung erfolgt dabei für beide Schlitten durch eine Einhebelschaltung
33. Die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeiten geschieht durch Verdrehen des
Knopfes 26. Ein selbsttätiges Arbeiten der Schlitten 28, 29 kann durch Benutzung
von Umschalthebeln erreicht werden, die während der Schlittenbewegungen durch verstellbare
Anschläge betätigt werden.
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Am Maschinenständer i ist weiterhin ein Aufspanntisch 34 für das Arbeitsstück
mittels eines Kreuzschlittens gelagert, der durch Handkurbeln 35, 36 in der waagerechten
Ebene verstellt werden kann. Außer von Hand kann die Verstellung des Tisches 34
auch selbsttätig durch einen zweiten Motor erfolgen; dabei werden die verschiedenen
Vorschubrichtungen durch eine Einhebelschaltung 37 gesteuert, während die Einstellung
der verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten des Tisches wiederum durch einen in
der Zeichnung nicht sichtbaren Handknopf erfolgt. Für ein selbsttätiges Arbeiten
des Tisches sind auch hier verstellbare Anschläge 38 vorgesehen, welche Umschalthebel
39 betätigen. Zur Höhenverstellung des Arbeitsstücktisches dient ein Handrad
40.
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Um ein Kopierfräsen nach Modell im Maßstab i : i auch mit ortsfestem
Fräser und Kopierstift ausführen zu können, ist mit dem Arbeitsstücktisch 34 ein
zum Aufspannen des Modells dienender Schlepptisch 41 verbunden. Die Verbindung der
beiden Tische durch mit Langlöchern für Befestigungsschrauben 42 ausgerüstete Winkelleisten
43 gestattet dabei eine gegenseitige Verstellung sowohl in der senkrechten als auch
in der waagerechten Ebene. Diese Verstellmöglichkeiten sind wichtig, um Arbeitsstück
und Modell nach
dem Aufspannen in die richtige Lage zueinander bringen
zu können. Der Schlepptisch 41 gleitet auf einem weiteren Tisch 44, der durch Kurbeln
45, 46 in waagerechter und durch ein Handrad.47 in senkrechter Richtung verstellt
werden kann. Das Arbeiten mit dem Schlepptisch wird erleichtert, wenn seine Verbindung
mit dem Arbeitsstücktisch in senkrechter Richtung frei beweglich ist. Nach Abnahme
des Schlepptisches kann der Tisch 44 auch selbst zur Aufspannung des Modells benutzt
werden.
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Durch die im vorhergehenden beschriebene vielseitige Ausrüstung und
insbesondere durch die erfindungsgemäße Anordnung der zusätzlichen Frässpindel 2o
können mit der neuen Maschine alle im Werkzeug- und Gesenkbau vorkommenden Köpierfräsarbeiten
in wirtschaftlicher Weise bei voller Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Maschine
durchgeführt werden. Handelt es sich um das Fräsen eines größeren Arbeitsstückes,
z. B. eines Gesenkes, nach Modell, so wird zur Erreichung der - größtmöglichen Spanleistung
das Vorfräsen mit dem Mehrschneidenfräser 21 ausgeführt. Zu diesem Zweck wird nach
Verschieben des -Balkens 5 in die äußerste rechte Stellung der Fräskopf 22 an dem
Ständerarm 25 befestigt und dadurch die Spindel 2o über das im Ständerarm untergebrachte
Getriebe kraftschlüssig mit dem Motor 12 gekuppelt. Die Riemenverbindung zwischen
Motor 12 und Spindel 6 wird dabei zweckmäßig unterbrochen. Dann wird der Kopierstift
7 in eine bestimmte Lage gegenüber dem Werkzeug gebracht und in dieser festgelegt.
Nach dem Aufspannen von Arbeitsstück und Modell auf die Tische 34 und 44 bzw. 41
für Arbeiten im Maßstab x : i werden das Arbeitsstück und das Modell in die richtige
gegenseitige Lage in waagerechter und senkrechter Richtung gebracht und bei i :
i-Arbeiten hierauf die Tische 34 und 41 mit Hilfe der Schrauben 42 starr miteinander
gekuppelt. Durch Verdrehen der Handkurbeln 35, 36 können nunmehr der Tisch 34 und
damit auch der von ihm geschleppte Tisch 41 mit dem aufgespannten Arbeitsstück bzw.
Modell gegenüber dem starren Fräser 21 sowie dem Kopierstift 7 entsprechend der
Form des Modells bewegt werden, wobei durch Wahl eines entsprechenden Kopierstiftes
ein beliebiges Aufmaß möglich ist. Anstatt von Hand kann die Vorschubbewegung der
Tische auch selbsttätig durch motorischen Antrieb erfolgen, wobei die Vorschubrichtungen
durch den Handhebel 37 bzw. Umschalthebel 39 gesteuert werden können. Sollte- die
besondere Form des Arbeitsstückes es erforderlich machen, so kann der Fräskopf 22
um die Achsen 23 und 24a verschwenkt werden. Erwähnt sei, daß die Frässpinde12o
selbstverständlich auch ortsbeweglich gelagert werden kann.
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Nach diesem ersten Vorfräsen wird der Fräskopf z2 abgenommen und die
am Ständerarm 25 vorhandene Öffnung durch einen Deckel abgeschlossen. Die Weiterbearbeitung
des Arbeitsstückes geschieht -jetzt durch einen in die ortsbewegliche Spinde16 eingesetzten
Einschneidefräser. Arbeitsstück und Modell brauchen dabei nicht umgespannt zu werden,
sondern es muß nur durch Verschieben des Kopierstiftes 7 der gleiche Abstand zwischen
diesem und der Spindel 6 eingestellt werden, wie er zwischen Fräser 21 und Kopierstift
7 bestanden hat. Die Steuerung - der Frässpindel 6 und des Kopierstiftes gegenüber
den feststehenden Tischen erfolgt nunmehr entweder zwangsläufig durch die Schlitten
28, 29 oder beim Fertigfräsen des Arbeitsstückes frei- von Hand über das Storchschnabelgestänge
2. Im letzteren Fall muß die Verbindung 30 zwischen dem. Balken 5 und dem Kreuzschlittenpaar
28, 29 gelöst werden.
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Der erfindungsgemäße Aufbau der Maschine gestattet sowohl ein Verkleinern
und Vergrößern als auch ein Arbeiten im Verhältnis i : i, und zwar sowohl mit dem
ortsfesten Fräser 21, als auch mit der entweder zwangsläufig oder frei von Hand
gesteuerten Frässpindel 6. Für Verkleinerungs- und Vergrößerungsarbeiten mit ortsfestem
Fräser und Kopierstift werden die Tische 34 und 44 mit verschiedener Geschwindigkeit
angetrieben und zu diesem Zweck vorteilhaft in der in Abb. 3 und 4 beispielsweise
dargestellten Art miteinander gekuppelt. Der Schlepptisch 41 ist in diesem Fall
abgenommen.
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Gemäß Abb. 3 treibt- ein Motor 55 über Zahnräder 56 und einen Keil
57 eine Nutenwelle 58 an, die in einer in senkrechter Richtung verschiebbaren Konsole
54 gelagert ist; . ihre Verlängerung trägt die jeweils miteinander verbundenen Zahnräder
59, 59a und 6o, Goa eines Schaltgetriebes. Die Gegenräder 61 und 6s dieses Getriebes
sitzen auf einer Welle 63. Durch Verschieben der Schalträder 59, 59a und 62 in den
durch die Pfeile angegebenen -Richtungen können bei der beispielsweisen Getriebeausführung
sechs .verschiedene Geschwindigkeiten der Welle 63 eingestellt werden. Diese Welle
treibt über ein Kegelräderpaar 64 und ein durch eine Kupplung 65 zu schaltendes
Wendegetriebe 66 eine Schraubenspindel 67 an. Auf dieser Spindel sitzt eine
Wandermutter 68, die in einem -nach unten ragenden Teil eines-den Arbeitsstücktisch
34 tragenden Querschlittens 7o eingesetzt ist. Ein Verschieben der Kupplung 65 in
einer der beiden Pfeilrichtungen bewirkt eine Umkehrung der Drehrichtung der Spindel
67 und damit der Bewegung des Querschlittens
7o. In dem nach unten
ragenden Teil dieses Schlittens ist außerdem ein Zahnrad 71 gelagert, welches längs
verschiebbar auf der waagerechten Welle 72 eines Kegelradgetriebes 64 sitzt und
durch einen Keil 73 die Bewegung derselben übernimmt. Von diesem Zahnrad wird die
Bewegung auf ein Kegelrad 74 übertragen, das zwei auf der waagerechten Vorschubspindel75
(Abb. 4) lose gelagerte Kegelräder 76, 77 in entgegengesetzter Richtung antreibt.
Diese Räder können durch eine Kupplung 78 wahlweise mit der Spindel 75 gekuppelt
werden. Auf dieser Spindel sitzt eine mit dem Arbeitsstücktisch 34 verbundene Mutter
79, so daß bei einer Drehung der Spinde175 in der einen oder anderen Richtung der
Tisch 34 nach vor- oder rückwärts verschoben wird.
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Die Welle 63 treibt über ein weiteres, durch eine Kupplung 8o betätigtes
Wendegetriebe 81 eine in der Konsole 54 gelagerte Spindel 82 an, die in ihrem unteren
Teil ein Gewinde trägt, mit dem sie in eine im Maschinenständer eingelassene Mutter
83 eingreift. Infolgedessen wird bei einer Drehung dieser Spindel der Arbeitsstücktisch
34 auf- oder abwärts bewegt.
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Zur Ausführung von Verkleinerungs- oder Vergrößerungsarbeiten muß
der Modelltisch 44 mit dem Arbeitsstücktisch 34 kraftschlüssig gekuppelt sein. Zu
diesem Zweck treibt die Welle 63 über Zahnräder 86 eine in der Konsole 85 des Modelltisches
44 gelagerte Welle 88 an, und zwar geschieht dies durch einen in eine Nut dieser
Welle greifenden Keil 87, um eine gegenseitige Verschiebung der beiden Konsolen
in senkrechter Richtung zu ermöglichen. Die Nutenwelle 88 steht über ein stufenlos
regelbares Getriebe 89 mit der Hauptwelle 9o des Vorschubgetriebes in Verbindung,
so daß das Verhältnis der Tischbewegungen dem Größenverhältnis von Modell und Arbeitsstück
genau angepaßt werden kann. Die einzelnen Vorschubbewegungen des Modelltisches 44
in waagerechter und senkrechter Richtung erfolgen von der Welle 9o aus durch ein
Getriebe, welches dem Vorschubgetriebe für den Arbeitsstücktisch genau entspricht
und dessen Teile mit den gleichen Bezugszeichen, aber mit dem Zusatz b bezeichnet
sind.
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Die ebenfalls zur Steuerung der Tische dienenden Handräder und Anschläge
sind in Abb. 3 und 4 weggelassen.
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Bei i : i-Arbeiten wird in der bereits beschriebenen Weise mit dem
Schlepptisch 41 gearbeitet; statt dessen können auch die Vorschubgeschwindigkeiten
der beiden Tische 34 und 44 gleich groß eingestellt werden.