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Kopierfräsmaschine Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Kopierfräsmaschine mit einem ortsbeweglichen Träger für Werkzeug und Kopierstift
so auszubilden, daß auf ihr auch bei Bedienung durch ungelernte Hilfskräfte ein
genaues und einwandfreie Oberflächen ergebendes Kopierfräsen möglich ist. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß @dadurch gelöst, daß mit dem Träger für Werkzeug und
Kopierstift oder mit einem bei den Arbeitsbewegungen des Trägers mitbewegten Teil
Mittel gekuppelt sind, die in Abhängigkeit von den Arbeitsbewegungen einen quer
zur Ebene der letzteren gerichteten Vorschub des Trägers bewirken. Eine besonders
vorteilhafte Arbeitsweise läßt sich bei einer so gestalteten Maschine dadurch erreichen,
daB, ebenfalls gemäß der Erfindung, der .Weg des Trägers für Werkzeug und Kopierstift
in Richtung auf das Arbeitsstück zu von einem einstellbaren Anschlag und in entgegengesetzter
Richtung von einem einstellbaren und aus dem Weg des Trägers herausschwenkbaren
Anschlag (begrenzt ist. Die letztgenanote A ondnvng ist auch bei isolchen. Kopierfrästnaschinen
mit Vorteil an@ wendbar, bei denen die obererwähnte Vorsohub--bewegung ohne die
genannten Mittel, also von Hand oder in anderer Weise, erzeugt wird.
In
der Zeichnung ist einAusführtingsbeispiel der Erfindungsgegenstände schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Teil einer erfindungsgemäßen Kopierfräsmaschine,
geschnitten längs Linie 1-I der Abb. 3.
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Abb.2 einen Schnitt durch die 11aschinc längs Linie II-II der Abb.
3, Abb.3 eine Draufsicht auf die Kopierfräsniaschine, Abb.4 bis 7 Einzelteile der
Maschine in vergrößerter Darstellung, wobei Abb. 6 einen Schnitt längs Linie VI-VI
der Abb. 5 zeigt.
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Gemäß Abb. i und 3 ist an einem nur teilweise dargestellten Maschinenständer
io ein senkrechtes Führungsteil 12 vorgesehen, auf welchem ein Schlitten 14 verschiebbar
gelagert ist. An dem Schlitten sind zwei Lenker 16 und 18 schwenkbar befestigt,
die gelenkig mit einem Balken 20 verbunden sind, der als waagerechte Führung für
einen Schlitten 22 dient. An dem Schlitten 22 sind Lageraugen für eine Werkzeugspindel
24 und einen Kopierstift 26 vorgesehen. Wie Abb. 3 zeigt, sind zum Schutze der in
der Abbildung nicht sichtbaren Antriebsriemen für die Frässpinde124 in an sich bekannter
Weise ein um die Achse 28 schwenkbares Schutzgehäuse 30 sowie ein weiteres,
um die Längsachse des am Ständer io gelagerten Motors 32 schwenkbares Schutzgehäuse
34 angeordnet.
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In einer Öffnung des Maschinenständers io ist ein Gehäuse 36 eingesetzt
und mittels eines Flansehes 38 am Ständer befestigt. In diesem Flansch ist eine
Hülse 40 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert (Abb.4 bis 6). Diese Hülse
kann in ihrer jeweiligen Stellung durch eineDruckschraube 42 festgeklemmt werden.
Außerdem ist der Gesamtverdrehungsbereich der Hülse durch einen Anschlagstift 44
begrenzt, der im Gehäuse 38 befestigt ist und in eine Ausnehmung 48 der Hülse 4o
!hineinragt. In der Drehhülse 40 ist eine weitere Hülse 5o, wiederum drehbar und
gegen Axialverschiebung gesichert, angeordnet; in einer Bährun g dieser Hülse ist
ein Arm 52 befestigt, in welchem ein Bolzen 54 dreh- und axialverschiebbar gelagert
ist, der an seinem einen Ende einen Sperrzahn 56 trägt, während sein anderes Ende
als Handbetätigungs.knopf 57 ausgebildet ist. Die jeweilige Stellung es unter der
Wirkung einer Druckfeder 58 stehenden Bolzens 54 ist durch verschieden tiefe Rasten
6o, 02,64 bestimmt, in welche ein am Knopf 57 befestigter Stift 66 einrasten kann.
Der Arm 52 ist zusammen mit der Hülse 5o drehbar, wobei der Drehbereich durch einen
im Teil 38 befestigten Anschlagstift 68 begrenzt ist; der in eine Au:snehmung 70
der Hülse 5o ragt. Auf dem Arm 52 ist mittels eines Bolzens 72 ein Aufsatz 74 drehbar
gelagert, der eine waagerechte Bohrung zur Aufnahsne einer in dieser Bohrung verschiebbaren
Stange 76 aufweist. Der Verschiebebereich dieser Stange in der Bohrung kann durch
feststellbare Anschläge 78 und 8o eingestellt werden. Das eine. Ende der Stange
76 ist in einer, Hülse 82 so gelagert, daß eine begrenzte Verschiebung der Stange
auch in dieser Hülse möglich ist. Dies ist ,dadurch erreicht, @daß in einer Bohrung
der Stange 76 zwei Druckfedern 84 und 86 gelagert sind, die sich an einem Querstift
88 abstützen, der die Stange in zwei Längsschlitzen 9o und 92 durchdringt und in
der ülse 82 ;befestigt ist. Die Hülse 82 kann mittels eines Auges c)4 an entsprechend
ausgebildeten Lagerstellen 96 oder 98 des Schutzgehäuses 34 oder an einer Lagerstelle
ioo des Schutzgehäuses 30 gelenkig befestigt werden (Ab'b. 3).
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Der "Zahn 56 des im Arm 52 gelagerten Bolzens 54 'kann in einer später
im einzelnen beschriebenen Weise. mit der Verzahnung eines Sperrades 102 zum Eingriff
gebracht werden, das auf einer Spindel 104 befestigt ist. Diese Spindel ist gemäß
Abb. 4 drehbar, jedoch axial unverschiebbar in einer Zwischenhülse io6 gelagert,
die ihrerseits in der Hülse 36 befestigt ist. Die Spindel 10.1 trägt an ihrem einen
Ende ein Handrad 1o8 und an ihrem anderen Ende ein Gewinde i io. Mit diesem Gewinde
greift die Spindel in das Innengewinde einer Wandermutter i 12 ein, die in der Hülse
36 gleitend geführt ist. Auf einem Ansatz 114 dieser Wandermutter, der das Gehäuse
36 in einem Längssehlitz durchdringt und dadurch zugleich eine Drehung der Mutter
verhindert, liegt ein durch einen Längsschlitz des Ständers io ragender Ansatz 116
des Schlittens 14 infolge des Gewichtes des letzteren sowie der anderen vom Schlitten
getragenen Teile auf, so daß durch die jeweilige Stellung oder Mutter 112 im Gehäuse
36 die Höhenlage des Schlittens 14 und der von ihm getragenenTeile längs der Führungsbaihn
12 bestimmt ist. Zwischen dem Handrad io8 und dem Sperrad 102 ist unter Einschaltung
einer Federscheibe 118 ein Skalenträger 120 drehbar auf der Spindel io4 gelagert.
Außerdem weist die Spindel 104 einen Bund 122 auf, in dessen Querbohrung eine Druckfeder
124 angeordnet ist, die zwei Bremsklötze 126 und 128-radial nach außen gegen die
Innenwand der nicht drehbaren Lagerhülse Tob drückt.
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Der Senkrechtschlitten 14 trägt, wie Abb. 2 zeigt, an seinem einen
Ende einen Ansatz 130, in dessen Weg bei der Verschiebung des Schlittens zwei einstellbare
Anschlagschraulieti 132 und 134 ragen. Diese Anschläge sind in einem am Ständer
io befestigten Halter 136 verstellbar und mit Hilfe von Knebeln festklemmbar. Außerdem
kann die Anschlagschraube 134 durch entsprechende Ausbildung des oberen Teils des
Halters 136 auch aus dem Weg des Ansatzes 130 herausgeschwenkt werden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Wie
die Abb. i und 3 zeigen, ist auf einem Tisch 138 der Kopierfräsmaschine ein. Arbeitsstüek
140 und auf einem weiteren Tisch 142 ein Modell 144 aufgespannt. Es soll nun das
Arbeitsstück entsprechend der Form des Modells bearbeitet werden, und zwar bis zu
einer Tiefe, die der Tiefe a des Modells entspricht. Vor Beginn des Kopierfräsens
wird durch Drehen der Spindel 104, iio mittels des Handrades io8 die Wandermutter
112
in der Hülse 36 verschoben, und damit werden über die kraftschlüssig gekuppelten
feile i i4, i i6 Werkzeug und Kopierstift in die für den Beginn de t _\rbeit richtige
liöliciilagc gegeniilwr dem :lrlieitsstiick und dein Modell gebracht. Bei dieser
Zustellung muß der Stift 66 in die Rast 6o eingesetzt werden, damit infolge der
gerinnen Tiefe dieser Rast der Zahn 56 nicht in die Verzahnung des Sperrades 102
eingreifen kann und so (las letztere zusammen mit der Spindel io-1 frei drehbar
ist.
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Nach Beendigung der Voreinstellung wird nun die Größc des selbsttätigen
Tiefenvorsc'hubes je nach der Art der (lurchzufii'hrenden KopierfräsarIwit einigestelh.
Zu diesem Zweck wird die fliilse 4o nach Lösen des Knebels 42 so lange gedreht,
bis der die gewünschte Vorschubgröße angebende Teilstrich einer auf dem L infang
der Hülse vorgesehenen Skala i46 gegenüber einer ortsfesten Marke 148 (lesTcils
38 zti liegen kommt. Die Hülse 4o wird in dieser Einstellung mittels des Knebels
42 festgeklenmit. ])ein finit der hülse 5o verbundenen Arne 52 steht nun ein Schwenkweg,
zur \`erfügting, dessen Griilie auf der einen Seite durc'li die jeweilige Stellung
der Anschlagfläche i5o der Hülse 40 und auf der anderen Seite durch das Auftreffen
der _\nsolilagfläc'he 152 der in der Hülse 5o vorgesehenen Ausnehinung 7o auf den
Stift 68 begrenzt ist. Die Stange 76 ist zur Durchführung der als Beispiel anigenommenen
Kopierarbeit an der Lagerstelle 96 der Schtitzliaube 34 angelenkt. Zum Ausgleich
des Unterschiedes zwischen dem Schwenkweg desArnies 52 und der Größe der während
derArbeitsbewegungen auftretenden Sc'hwenk-1xwegung des Teils 34 werden die Anschläge
78 und So so eingestellt, -daß die Verschiebung der Stange 76 in der waagerechten
Bohrung des Aufsatzes 74 dein Größenunterschied der Bewegungen entspricht. @%'eitere,
z. B. während des Bearbeitungsvorganges auftretende Größenunterschiede werden durch
die federnde Lagerung 84, 86 der Stange 76 in der lIülse 82 ausgeglichen.
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Nach diesen Einstellvorgängen wird nun mittels des Knopfes 57 der
Stift 66 aus der Rast 6o herausgezogen und der Bolzen 54 so gedreht, daß der Stift
66 in die Rast 62 oder 64 eintreten kann. Welche dieser beiden Rasten gewählt wird,
hängt davon ab, ob der Vorschub auf das 1Verkzeug zu oder, wie es in bestimmten
Bearixittingsfällen notwendig ist, vom Werkstück weg erfolgen soll. Beile Rasten
62 und 64 haben iin Gegensatz zur Rast 6o eine solche Tiefe, daß der Zahn 56 in
das Sperrad 102 eingreifen kann, und die beiden letzteren Teile sind, wie Abb. 6
erkennen läßt, so geformt, daß je nach der Winkelstellung des Zahnes eine Mitnahme
des Sperrades in der einen Richtung und ein Hinweggleiten des Zahnes 56 über die
Sperrverzahnung in der anderen Richtung oder umgekehrt erfolgt.
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Um den Gesamtlxtrag des Vorschubes während einer Kopierarbeit zahlenmäßig
feststellen zu können, wird bei Beginn der Arbeit das Drehglied 120 gegen die Reibungskraft
der Federscheibe 118 von Hand so lange verstellt, bis der Nullstrich seiner Skala
154 gegenüber einer auf der Hülse 40 vorgesehenen Marke 156 zu liegen kommt. Bei
der Drehbewegung der Spindel 104 wird dann der Skalenträger 120 infolge des bestehenden
Reibungsschlusses mitgenommen.
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j Zur Durchführung ,des Kopierfräsens wird (furch Bewegung des parallel
zu sich geführten Schlittens 22 von Hand der Kopierstift 26 an der gew-iin.schten
Umrißform des Modells 144 z. B. im Uhrzeigersinn entlang bewegt (s. die in Abb.
3 eingetragenen Pfeile), wobei das Werkzeug die gleiche Bewegung gegenüber dem Arbeitsstück
ausführt. Dadurch entsteht gleichzeitig eine schwingende Bewegung der Schutzhaube
34, die sich über -die Stange 76 auf den Arm 52 überträgt ,und somit eine Hinundher-4ewegung
des Armes 52 und der Hülse 5o zwischen den beiden Begrenzungen i5o und 68 zur Folge
Trat. Bei diesen Schwingbewegungen des Armes 52 nimmt der in die Verzahnung des
Sperrades 102 einrastende Zahn 56 das Sperrad und mit ihm die Schraubenspindel 104
in der einen Richtung mit, während er bei der Rückbewegung unter Zusammendrückung
der Feder 58 über .die Sperrverzahnung hinweggleitet. Damit bei dieser Rückbewegung
die Spindel 104 sich nicht mitd-reht, wird sie durch die Klötze 126, 128
gebremst, deren Feder 124 in der Wirkung auf den Zahn 56 stärker ist als die Feder
58. Die somit bei jeder Umfahrung des Modells und damit auch des Arbeitsstücks erfolgende
Drehung der Schraubenspindel iio hat zur Folge, daß mit diesen Arbeitsbewegungen
jedesmal ein selbsttätiger Tiefenvorschu'b von Werkzeug .und Kopierstift um den
eingestellten Betrag verbunden ist. Die Richtung dieses quer zur 1?bene,derArbeitsbewegengen
erfolgenden Vorschubes hängt, wie bereits erläutert wurde, von der Winkelstellung
des Sperrzahnes 56 ab.
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Durch den mit jeder Arbeitsbewegung zwangsläufig verbundenen Vorschub
von Kopierstift und Werkzeug ist es möglich, ein Arbeitsstück durch einfaches Umfahren
der gewünschten Musterform mittels des Kopierstiftes auf jede im Arbeitsbereich
der -Maschine liegende Tiefe in einwandfreier Weise genau zu bearbeiten. Sollte
infolge der Kleinheit oder besonderen Lage d er vom Kopierstift zu umfahrenden Form
das an der Lagerstelle 96 angelenikte Gestänge 76 noch keine zur Erzielung des gewiinsc'liten
Vorschubes ausreichende VerschiebebeNvegung ausführen, so kann die Stange 76 zur
#N'egvergrößerung auch an der Stelle 98 oder ioo angelenkt werden.
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Um eine richtige Durchführung der Kopierfräsarbeit zu gewährleisten,
wird außerdem vor Beginn der Arbeit der Anschlag 132 so eingestellt und festgeklemmt,
daß beim Erreichen der gewünschten Frästiefe der Ansatz 130 auf der Anschlagschraube
132 aufliegt. Damit ist ein weiterer Tiefenvorschub von Werkzeug und Kopierstift
verhindert, auch wenn die Mutter 112 infolge weiteren Umfahrens der \fusteiform
noch mehrgesenkt werden sollte; dadurch wird nur der Forrnsohluß zwischen den Teilen
114 und 116 gelöst. Andererseits ist es oft nötig, eine Sicherung vorzusehen, um
ein unbeabsichtigtes
Herausheben des Werkzeuges aus der zu bearbeitenden
Form während des Fräsens, das eine Beschädigung der Kanten dieser Form zur Folge
haben könnte,: unmöglich zu machen. Diese Sicherung wird durch den Anschlag 134
erreicht, der auf die jeweils erforderliche Höhe gegenüber dem Ansatz 130 eingestellt
wird. Um jedoch den Schlitten 14, z. B. zur Vornahme eines Werkzeugwechsels, auch
in seine oberste Lage verschieben zu können, kann der Anschlag 134 auch völlig aus
dem Weg des Ansatzes 130 herausgeschwenkt werden. Albschließend sei erwähnt, daß
die Anschläge 132 und 134 auch .bei Arbeiten, die ohne Verwendung
der beschriebenen Vorsch ubeinriehtung durchgeführt werden, mit Vorteil angewendet
werden können.