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Fräsmaschine, insbesondere Kurzgewindefräsmaschine D:,- Erfindung
bezieht sich auf eine Fräsniaschine, insbesondere für Kurzgewinde, beispielsweise
Innen- und Außengewinde an Uhrgehäuseteilen.
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Bekannte, diesen Zwecken dienende Fräsmaschincn weisen einerseits
einen Spindelstock mit der Fräserspindel und andererseits einen Spindelstock mit
der Werkstückspindel auf. Der erstere ist fest und der zweite längs und quer verschiebbar
auf dem Maschinenfuß angeordnet. Die Fräserspindel wird dabei über einen stufenlosen
Keilriementrieb durch einen im Maschinenfuß befindlichen und die Werkstückspindel
durch einen am Spind,elstock selbst angebauten EIektromotor mit# tels Schneckenzahnradübersetzung
angetrieben. Die Arbeitsweise mit diesen bekannten Fräsmaschinen sei im folgenden
kurz geschildert. Nach dem Einsetzen des entsprechenden Fräsers an der Fräserspindel
und dem Einspannen des Werkstücks in der Spannzange der Werkstückspindel wird der
Werkstückspindelstock von Hand mittels besonderem Hebeltnechanismus an den Fräserspin:delstock
herangefahren, womit dann die eigentliche Fräsarbeit beginnt. Die hochtourige Fräserspindel
wird im allgemein-en zwischen den einzelnen Arbeitsphasen nicht außer Betrieb gesetzt,
während die nied-ertourige Werkstückspindel jeweils bei Beginn und Beendigung des
Arbeitsgan,ges ein- bzw. abgeschaltet werden muß. Das Längs- und Querverschieben
des
Werkstückspindelstocks zum Heran-bzw. Wegfahren dieses Spindelstocks an die Fräserspindel
und In- bzw. Außereingriffbringens von Werkstück und Fräser sowie das An- und
Ab-
schalten des Antriebsmotors der Werkstückspindel erfolgt jeweils von Hand
über entsprechende Hebelmechanismen durch den die Maschine Bedienenden. Auch muß
die Werkstückspindel nach jedem Arbeitsgang wieder von Hand in die Ausgangslage
zurückgedreht werden.
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Diese ganz auf individuelle Bedienung eingestellte Fräsarbeit fordert
einen verhältnismäßig großen Zeit- und Konzentrationsaufwand des die Maschinen Bedienenden,
da dieser nur die eine Maschine bedienen kann und dabei den Ablauf des Fräsvorganges
an Noniusteilungen oder ähnlichen Anzeigevorrichtungen genau beobachten, muß,
um
jeweils die erforderlichen Handgriffe zum richtigen Zeitpunkt auszuführ
en. Auch der Grad der auftretenden Ungenauigkeiten ist von der Geschicklichkeit
und Übung des Bedienenden in weitgehendem Maße abhängig. Des weiteren muß durch
die Anordnung des Antriebsmotors am Werkstückspindelstock selbst dieser unverhältnismäßig
schwer gebaut sein, um ein vibrationsfreies und damit genaues Arbeiten zu gewährleisten,
was auch wiederum einen unnötig großen Kraftaufwand bei der Bedienung der Maschine,
insbesondere beim Längs- und Querverschieben des Werkstückspindelstocks erfordert.
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Aus diesem Grunde hat man auch schon hydraulisch angetriebene und
gesteuerte 'Fräsinaschinen gebaut. Diese bekannt-en Bauarten haben sich
je-
doch für die Zwecke des präzisen Gewindeschneidens, wie es insbesondere
an Uhrgehäusen erforderlich ist, nicht bewährt. Auch sind die ganz-en Vorrichtungen
zur Steuerung der Druckflüssigkeit verhältnismäßig kompliziert, da diese Maschinen
meist vollautomatisch arbeiten.
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Demgegenüber kennzeichnet sich die Fräsmaschine gemäß der Erfindung
nun dadurch, daß die Werkstückspindel von dem Fräserspindelantrieb aus hydraulisch
gedreht und bei der Arb-eitsdrehung der Würkstückspindel eine Feder gespannt wird,
die nach dem durch eine Auslösevorrichtung selbsttätig bewirkten Ausfahren oder
Ausschwenken des Werkstückspindelstocks nach einem vorbestimmten Drehwinkel der
Werkstückspindel zwecks Außereingriffbringens von Werkstück und Fräser die Werkstückspindel
in ihre Ausgangslage zurückbewegt.
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Ferner kann die Maschine als Zwillingsmaschine mit je einer
Werkstückspindel vor jedem der zwei Fräser arbeiten und durch die Rückdrehung der
Werkstückspindel auch der. hydraulische Kolben wieder in seine Ausgangslage gebracht
werden.
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Das weitere Auseinanderfahren von Fräser und Wcrkstück zwecks Abnehmens
des fertigen Werkstücks kann willkürlich entgegen der Wirkung einer Feder durch
Betätigung eines der Hüft-c des Bedienenden anliegenden Hebels geschehen.
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Das Ineingriffbringen des Fräsers mit dem neueingespannten Werkstück
und die Einschaltung der Drehbewegung der Werkstückspindel kann gleichfalls willkürlich
geschehen. Beirn Zurückführen der selbsttätigen Auslösevorrichtung für das Ausfahren
oder Ausschwenken des Werkstückspindelstocks in ihre Alisgangsstellung kann gleichzeitig
das neueingespannte Werkstück mit dein Fräser in Eingriff gebracht werden.
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Die Auslösung des Außereingriffbringens von Fräser und Werkstück kann
durch Auftreffen der zur Werkstückspindeldrehung benutzten hydraulisch verstellbaren
Zahnstange auf eine unter Wirkung einer vorgespannten Feder stehende Sperrklinkenvorrichtung
erfolgen, und die Zahnstange kann über diese Sperrklinke ebenfalls eine Unter Federwirkung
stehende drühbare Vorrichtung auslösen, deren Drehung durch nockenförmige Ausbildung
der Stirnfläche einer Büchse eine zum Ausfahren oder Ausschwenken des Spindelstocks
dienende vorgespannte Feder zur Wirkung bringen kann.
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Die Stillsetzung des hydraulischen Antriebs kann durch Umsteuerung
der Druckflüssigkeit erfolgen. Die Umsteuerung des Ölstromes zwecks Stillsetzung
der Umdrehung kann durch Auslösen einer Sperrklinkenvorrichtung mittels eines kraftschlüssig
von der Werkstückspindel mitgenommenen Nockens erfolgen, wodurch ein Ölatislaßventil
be-
tätigt wird.
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In der Zeichnung ist ein Atisführungsheispiel der Erfindung beispielsweise
schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt, Und zwar zeigt Fig. i die Ansicht
der Fräsmaschine gemäß der Erfindung, Fig. 2 den Schnitt nach Linie 11-11
der Fig. i, Fig. 3 den Schnitt nach Linie 111-111 der Fig. 2 und Fig.
4 den Schnitt nach Linie IV-IV der Fi-. 2. Die in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ansichten bzw. Schnitte stellen jeweils nur die eine Hälfte der symmetrisch gebauten
(Zwillingsmaschine) dar.
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Auf dem Maschinenfuß i mit der i#,tiffangwanne2 ist in der Mitte der
Fr'iseersl)ind-elst0c1,3 angeflanscht. Die an ihren beiden 1,-nden zur Aufnahme
eines Fräsers 4 bestimmte hochtourig laufende Spindel 5 wird Üher ein stufenlos
arbeitünd-es Keilriernengetr1.eh# durch den im Maschinenfuß i eingebauten l,'1.ck-ti-oiiiotor
Zu beiden Seiten des SI)illd-clstOclzs 3 ist jc ein Werkstückspindelstock-
6 auf ."iiicr ain Maschinenfuß i angebrachten Kreuzschieherplatte
7 längs und quer verschiebbar angeordnet. 1)as #N'erkstück, beispielsweise
ein Uhrgehäuse. wird in an sich be-
kannter Weise in die von der Spindel
8 getragene, mit dieser durch Keile län-s -,--erschiebbar verbundcne, konisch
gestaltete Spannzange 9 mittels der durch den Hebel io über ein Zahnsegment,
die Zahnstange ii und die Gabelführung 12 ZU hetätigendeen, mitrotierenden
Klemmhülse 13 eingüspannt. Die Längsverschiebung der Kreuzschieberplatte
7 und damit des Spin delstocks 6 und des ebenfalls auf dieser,
7, angeordneten Schubstocks 14 wird durch den für Hfiftbetätigung ausgeführten
Hebel 15, der an dem unten an der Kretizschi-el)-.r-
Phltte
7 hefindlicheil Anschlag 16 ansteht und dessen Drehachse 17 all dein
Arm 18 angeordnet ist, die Wirkung einer Zugfeder ig (Fig. 2), w#-,Iche das Eildstück
SchraUbe 20 all der 1111-retizschieberplatte 7 (Fig. 4) gegen den Allschlagbolzen
21 Fig. 3) drückt, bewirkt. Somit l;ißt sich durch entsprechende Einstellung
der Schraube 2o der --\])stand zwischen Werkstückspindel 8 und Fräserspindel
5 in Achsrichtung ver-#iii(lei-ii tiiid den jeweiligen Erfordernissen allpasseii.
1 )er Werkstückspindelstock 6 ist übenso wie der Schubstock- i-1 mittels
SchwalbenschNvanzführLIn e g 2.2 aUf der Krcuzschleherplatte
7 quer verschiebbar. der Schubstock 14 jedoch mittels Spannschraube
2.3 nach entsprechender Einstellung auf der Schwalberischwanzführung 22 der
Kretizschicherplatte 7 festgeklemmt wird, ist dies Spindelstock
0 ilicht'-'der Fall. Letzterer, 6,
wird vielin-ehr unter Wirkung einer
Zugfeder 24 (Fig. #3) mit dem Anschlag 25 stets gegen das verstellbare Endstück
20 der Mikrometerschraube 27
des Schubstocks 14 gedrückt.
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Der Antrieb der beiden iiiedertouri-, laufenden Werkstückspindeln
8 erfolgt hydraulisch. Die hierzu erforderliche Ülpumpe sitzt auf
der Welle des im \laschinenftiM i uiit-er"'el)rachten Elektrornotors,
b
der g' leichzeitilg, wie schon erwähnt, auch die Fräserspindel ." über ein
Keilriemengetricbe antreibt. Von dies-er 011)umpe führt zu jedem der beiden EinlaßVentile
28 an den zwei Spindelstöcken 6 -eine Ölleitung 29. An jedem Einlaßventil
28 kann mittels l#,tikrometerscliraul),e in bekannter Weise der Zustrom des
Öls und damit, wie sich später er 'gibt. die Umdrehungsgeschwindigkeit der Werkstückspludel
8 eingestellt werden. Während aber vielfach bei bekannten livdratilischen
Antrieben der Ölzustrom am Einlaäventil völlig ab-,gestellt wird beim Abschalten
des angetriebenen -\faschlii,etitcils, wird hier der Ölzustrom lediglich um-esteuert.
Ist (las Olauslaßventil 30, wie in I"i*#. 2 strichpunktiert angedeutet, geschlossen,
so hcwegt das in den Zylinderraum V eintretende 01 den Kolben 32 mit
der Zahnstange 33, die mit der nilt einem Zahrikranz 34 versehenen Spindel
8
im Ein griff stellt und dadurch die letztere, 8, gegen die Wirkung
einer Spiralfeder 35 verdreht. Die Z,
Feder 35 ist mit
ihrem "iiien Ende am Gehäuse des Spiridelstocks 0 und mit dem anderen Ende
an der Spiii(Ivl #g befestigt. Sobald die Spindel 8 den, Drehwitikel üritsprechend
der Einstellung an den später noch zu beschreibenden -.\,litteln ausgeführt hat,
kommt die Stirnfläche 36 der Zahnstange 33 mit dem einstellbaren Ausliiser
37 in Berührung, wie in Fig. 3 strichptinktiert dargestellt, wobei
dieser um die Drehachs-,- 38 geschwenkt wird und dabei die bisher mit der
Griffscheihe39 in Eingriff ge-
brachte Speri-1,zliiike4o atis-f#'ilirt.
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[in Atigenblick der Freigabe durch die Sperrklinke 4o dreht sich die
Griffscheibe 39 unter Wirkung der Drtickfcder 4t, die in der ringförmig angeordneten
Aussparung 4--> untergebracht ist und einerseits all einem Anschlag -13 am
Schubstock r,4 und andererseits an einem Anschlag 44 der Griffscheibe
39 ansteht. Mit dieser Griffscheibe 39
dreht sich die Hülse 45 infolge
der Verkeilung mit der Griffscheibt auf der die Lagerung bildenden, nicht drehbar
angeordneten Hohlwelle 46, in welcher, 46, die Mikrometerschraube 27 mit
ihrem Endstück26 drehbar gelagert ist. Gegen die nockenförmig ausgebildete Stirnfläche
47 der Hülse 45 wird die mit zwei seitlich angebrachten Nasen 48 vers-ehene, nicht
drehbar angeordnete Hohlwelle 46 unter Vermittlung der Feder 24 über den Spindelstock
6, den Anschlag 25 und das Endstück 26 der Mikrometerschraube
gedrückt. Diese Nasen 48 stehen bei der in Fig. 2 gezeichneten Stellung auf den
nockenförmigen Wölbungen der Stirnflächc 47 der Hülse 45 an. Sie gleiten bei der
Freigabe der Griffscheibe 39 durch die Sperrklinke 40 und der damit verbundenen
Drehung derselben, 39, mitsamt der Hülse 45 in die iMulden zwischen den nockenförmigen
Wölbungen, wobei das auf dem Anschlag 25 des Spindelstocks 6 aufstehende
Endstück 26 der Mikrometerschraube 27, die mit der die Nasen 48 tragenden
Hohlwelle 46 in Vcrbin# dung steht, dieser Bewegung folgt, so daß der Spindelstock
6 durch die Wirkung der Feder 24 auf der Schwalbenschwanzführung 22 um das
entsprechende Stück seitlich ausfährt, wobei das in der Spannzange 9 der
Spindel 8 eingeklemmte Werkstück außer Eingriff des Fräsers 4 gebracht wird.
Gleichzeitig wird durch den auf der Spindel 8
sitzenden Ring 49 mittels Nocken
5o die an der Sperrklinke 51 angeordnete Rastnase 52 gegen die Wirkung einer
Spiralfeder 53 angehoben, wobei sie, 52, außer Eingriff der ringförrnigen
Einkerbung 54 am Bolzen 55 gebracht wird, welch letzter-er, 55,
nun
infolge der in Wirkung kommenden Druckf-,-der 56 in der Druckrichtung verschoben
wird und dabei mit seinem als Schließk olben 57 ausgebildeten Ende die Öffnung
58 am Auslaßv-entil 30 freigibt, so daß das 01 nunmehr wieder
vom Einlaßventil 28
direkt durch den Kanal 59 und die Öffnung
58
durch das Auslaßventil 3o ablaufen kann. Ferner wird im Augenblick des
seitlichen Ausfahrens des Spindelstocks 6 sowie des Öffnens des Olauslaßventils
3o die Spindel 8 durch die Spiralfeder 35
wied,er in ihre Ausgangsstellung
zurückgedreht, wobei der Kolben 32 über den Zahnkranz 34 und die Zahnstange
33 ebenfalls in seine in der Fig. 2 tuld 3 dargestellten Stellung
zurückgeführt wird und dabei das Öl aus dem Zylinderaum 31 durch das Auslaßventil
3o befördert. Der Kanal 59 und das Auslaßv-entil 30 müssen folglich
so bemessen sein, daß hierdurch gleichzeitig das über das EinlaßVentil
28 dauernd zuströmende 01 sowie das zusätzlich aus dem Zylinderraum
31 bei dessen Entleerung anfallende Öl abgeleitet werden kann.
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Nachdem nun das Werkstück gefräst, mit dem Fräser 4 selbsttätig außer
Eingriff gebracht und die Spindel 8 abgestellt und selbsttätig in die Aus-,Clangsstellung
zurückgedreht worden ist, muß der die , 11 Maschine Bedienende mittels Hebel
15 durch Hüftbetätigung die Kreuzschieberplatte 7 m#it dem Spindelstock
6 und dem Schubstock 14 von der Frässpindel 5 wegfahren, um das fertige
Werkstück
aus der Spannzange 9 in der schon beschriebenen
Weise herauszunehmen und das nächste, noch nicht gefräste Werkstück einzuspannen.
Darauf muß er nach dem Loslassen des Hüfthebels 15 und dem durch die Feder ig bewirkten
Heranführen des Spindelstocks 6 an den FrässpindelstOck 3
durch Drehung
der Griffscheibe 39 entgegen der Wirkung der Feder 41 und der damit verbundenen
Bewegung der beiden Nasen 48 auf der berg- und talförmigen Stirnfläche 47 der Hülse
45 den Spindelstock 6 wieder in die Anfangsstellung zurückfahrcn, so daß
das neu eingespannte Werkstück mit dem Fräser 4 in Eingriff kommt und gleichzeitig
durch Druck auf den Kopf 6o und die damit bewirkte Schließung des Auslaßventils
30
und die damit verbundenen bereits geschilderten Vorgänge die Spindel
8 in Drehung versetzen, so daß der nächste Fräsvorgang abläuft, nach dessen
Beendigung wieder ein selbsttätiges Außereingriffbringen des Werkstücks sowie selbsttätiges
Zurückbringen der Spindel 8 in die Ausgangsstellung erfolgt. Damit nun die
Spindel 8 etwa i1/10 Umdrehung ausführen kann, sitzt der Ring 49 mit dem
Nocken 50 zwischen zwei Anschlägen drehbar auf der Spindel 8. Diese
beiden Anschläge werden durch die Endflächen eines Schlitzes 61 gebildet, in dem
ein fest an der Spindel angebrachter Stift 62
geführt ist. Beginnt sich nun
die Spindel 8 zu drehen, so stößt der Nocken 5o zwar schon vor Ablauf einer
Umdrehung an, der Nase 63 der Sperrklinke 51 an, bleibt dann aber dort anstehen.
Während dieser Zeit bewegt sich nun, der auf der Spindel 8 sitzende Stift
62 im Schlitz 61 wei-ter, und erst wenn dieser, 62, an der Endfläche
des Schlitzes 61 anschlägt, wird der Ring 49 und damit der Nocken 50 weiter
mitgenommen, welch-er jetzt seinerseits die Sperrklinke 5 1 an der Nase
63 anhebt und damit das Auslaßventil 30 in der bereits geschilderten
Weise zur Öffnung bringt.
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Durch die Anordnung zweier Würkstückspindelstöcke 6 symmetrisch
zum Fräßspindelstock 3 SO-wie das selbsttätige Außereingriffbringen des Werkstücks
mit dem Fräser nach A'blauf des Fräsvorgang-es und die selbsttätige Rückdrehung
der Spindel 8 in die Ausgangsstellung sowie die Betätigung des Ausfahrens
des Werkstückspindelstocks 6 mittels der Hüfte ohne Gebrauch der Hände ist
es möglich, daß die zu einer Zwillingsmaschinc vereinigten beiden Maschinen gleichzeitig
durch einen einzelnen, bedient werden können, wobei dieser es zweckmäßigerweise
so einrichtet, daß ,er immer bei Ablauf des Fräsvorganges an der -einen Maschinenseite
die zweite Maschinenseite neu für den nächsten Fräsvorgang vorbereitet, was eine
,große Zeitersparnis und eine entsprechende Herabsetzung der Fertigungskosten der
Werkstücke insbesondere bei Serienfabrikation mit sich bringt.