DE904973C

DE904973C - Zusatzvorrichtung zum Herstellen von geometrischen Formen an Werkstuecken auf Werkzeugmaschinen

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Publication number: DE904973C
Application number: DED10560A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-31
Filing date: 1951-11-01
Publication date: 1954-02-25

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. FEBRUAR 1954

D io$6o Ib/4pb

Es ist bei Werkzeugmaschinen bereits bekannt, den Werkzeugträger oder den Werktisch mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einer Kurbelscheibe oder eines Zahnradkurbeltriebes, zu bewegen, um dadurch am Werkstück die gewünschte Form zu erzeugen. Es handelt sich dabei 'durchweg um Einzweckmasohinen, also Maschinen, deren Bauart nur dem vorgesehenen Bearbeitungsgang angepaßt ist. Die Anwendung solcher (Maschinen ist daher sehr beschränkt und von wirtschaftlichen Gesichtspunkten aus gesehen sehr kostspielig. Ferner ist es bei pantographgeführten, mit Modell- und Arbeitstisch versehenen Kopierfräsmaschinen bekannt, eine aus einer Kurbelscheibe bestehende Zusatzvorrichtung zum Herstellen von Ellipsenformen zu verwenden, welche auf einem der Werktische aufsitzt und die Bewegungen des Werkstückträgers steuert. Die Anwendung solcher Zusatzvorrichtungen hat jedoch den Nachteil, daß stets einer der Werktische durch die Zusatzvorrichtung besetzt ist, so daß er zur Anbringung von weiteren !Werkstücken nicht benutzt werden kann.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, die Nachteile der bekannten Maschinen zu vermeiden und eine mit einer Kurbelscheibe versehene Zusatzvorrichtung zu schaffen, welche es erlaubt, die Werkzeugmaschinen, bei denen der durch Führungsmittel parallel zu sich gehaltene Werkstückträger in den drei Koordinatenrichtungen mittels eines Pantographensystems frei beweglich ist, zu normalen Kopierarbeiten nach Schablone oder Modell als auch zum Herstellen von geometrischen Formen, beispielsweise Kreis-, Ellipsen- oder Planformen, zu verwenden. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurbelscheibe an dem frei

beweglichen Werkzeugträger angeordnet ist und bei Bewegungen desselben gegenüber der einstellbar ortsfest gehaltenen Achse ihres Kurbelzapfens bewegt wird. Die weiteren Merkmale der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung und Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. ι eine Kopierfräsmaschine mit angesetzter erfmdungsgetnäßer Zusatzvorrichtung in Ansicht, ίο Fig. 2 bis 5 die erfindungsgemäße Zusatzvorrichtung in vergrößertem -Maßstab und teilweisem Schnitt,

Fig. 6 und 7 zwei verschiedene Betriebsstellungen der Zusatzvorrichtung und Fig. 8 bis 10 drei mit der Zusatzvorrichtung bearbeitete Arbeitsstücke.

DiIe in Fig. 1 dargesteffite Maschine besteht aus einem Maschinenständer 10, an dem ein Werkzeugträger 12 durch nicht dargestellte Führungsao mittel, z. B. Führungsschlitten und Gelenkarme, parallel zu sich verstellbar gehalten ist. Die Bewegungen des Werkzeugträgers 12. werden durch ein Pantographensystem 14 gesteuert,".welches in seiner Ebene verstellbar und außerdem um eine Lagerachse am Maschinenständer 10 allseitig schwenkbar ist. Das Pantographensystem -14 ist bei 16 mit dem Werkzeugträger 12 gelenkig verbunden, so daß bei einer Verstellung des Pantographensystems 14 mittels eittes -Handgriffes 18 in einer der drei Koordinatenrichtungen der Werkzeugträger 12 in der gleichen Richtung mitbewegt wird. Unterhalb des- Werkzeugträgers V2 sind am Maschinenständer ίο zwei kreuzbewegliche und höhenverstellbare Tische 20, 22 angeordnet, von denen einer zum Befestigen des Modells und der andere zum Aufsetzen des Arbeitsstückes bei normalen Kopierfräsarbeiten dient. Der Werkzeugträger 12 ist mit zwei Fassungen 24, 26 versehen, die zur Aufnahme von Werkzeug bzw. Kopierstift dienen.

Am Werkzeugträger 12 kann zum Herstellen von geometrischen Formen ohne Zuhilfenahme eines Modells und Kopierstiftes eine Zusatzvorrichtung angebracht werden, deren Aufbau aus den Fig. 2 4-5 bis 5 näher ersichtlich ist. Diese Zusatzvorrichtung besteht - aus ■ einer Kurbelscbaibe 28;" deren. ".Lagerzapfen 30 in einem Lagerteil 32 sitzt. Das Lagerteil 32. ist auf zwei Zapfen 34, 36 in einem U~förmigen Tragstück 3,8' schwenkbar gelagert, welches mit Hilfe von zwei Schrauben 40 am Werkzeugträger ■12 befestigt werden kann. An Hand einer Marke 42 des Tragstückes 38 und einer Skala 44 der Lagerzapfen 36J 34 (FiIg. 6 und 7) kann die Winkeleinstellung des Lagerteiles 3-2 bzw. der Kurbelscheibe 28 gegenüber dem Werkzeugträger· 12 durchgeführt und mittels einer Klemmbacke 416, die durch den Hebel 48 betätigt wird, festgestellt werden.

Die mit dem Lagerzapfen 30 gegenüber dem Werkzeugträger 12 schwenkbare Kurbelsdheibe 28 trägt in ihrer Ebene einen verschiebbaren Schlitten 50, auf dem eine Büchse 52 angeflanscht ist. Die Büchse 52 stellt den Kurbelzapfen der Kurbelscheibe 28 dar. -. Unter Zwischenschaltung eines Nadellagers 54 und einer Lagerbüchse 56 wird die Ktirbelzapfenbüchse 52 von" einem· Kardangelenk 58, 60 derart ergriffen, daß sie sieh bei eimer Drehbewegung der Kurbelscheibe 28 frei drehen kann, ihre Achse jedoch ortsfest gehalten wird. Das Kardangelenk 58, 60 wird von einem ortsfesten Ausiiegeriarm6^!2 das Maschinenständere 10 getragen. Zur Einstellung des Kardangelenkes 58,.60 dient ein gegenüber dem Auslegerarm 62 verschiebbarer und feststellbarer Schlitten 64 sowie ein gegenüber diesem Schlitten 64 quer verschiebbares und feststellbares Rohr 66, welches die Gabel 60 des Kardangelenkes trägt. Klemmglieder 68, 70 sichern die relative Lage des Kardangelenkes 58^ 60 in beliebiger Winkeleinstellung der Kurbel scheibe 28 bzw. ihres Kunbelzapfens 52.

Am Schlitten 50 ist ein seitlicher Vorsprung 72 vorgesehen, der eine Klemmschraube 74 und einen Klemmschuh 76 trägt. Der Klemmschuh 76 gleitet in einer Nut 78 der Kürbelsdheibe. 28 und sichert beim Festziehen der Klemmschraube 74 die eingestellte Stellung des Schlittens 50.

Am Schlitten 50 first unterhalb der Kurbeteapfenbüchse 52 eine Büchse 80 angeschraubt, durch welche in Verschieberichtung des Schlittens 510 eine Gewindehülse 82 und eine Gewindespindel- 84 führt. Die Gewindespindel· 84 ist an ihren beiden Brüden in einer mit der Kurbelscheibe 28 versehraubten Ringfassung 8'6 drehbar, axial· jedoch unbeweglich verankert. Die Gewindespindel 84 kann mittels eines Stellknopfes 87 betätigt werden. Im Innern der Büchse 80 sdtzt ein Klemmstück 88, welches heft Betätigung. eines Kreuzgriffes 90 und des damit verbundenen Gewindebolzens 92 gegen den Umfang der Gewindebüchse 82 gedrückt wird und dieselbe gegen Drehbewegung sperrt. Bei gelöstem Klemmstück 88 kann also der Schlitten 50 von Hand grob und nach dem Festklemmen der Gewindebuchse 82 noch durch Betätigung des Stellknopfes 87 fein verstellt werden. Die Einstellung. des Schlittens 50 kann an Hand einer Marke 94 und einer Skala 96 erfolgen. Diese Skala gibt unmittelbar die Größe der Entfernung zwischen der Achse des Lagerzapfens 30 und" der Achse des Kurbelzapfens 52 der 'Kurbelscheibe 28 an.

Unterhalb der Kurbelstiheibe 28 ist eine Teilscheibe 98 befestigt, in die ein Sperrstift 100 eingreifen kann. Dadurch kann die Kurbelscheibe 28 in beliebiger Lage gesperrt werden. Die relative Einstellung der Kurbelscheibe 28 zu ihrem Lagerteil 32 kann mittels eines am Lagerteil 312 befestigten Zeigers 102 und einer Gfadteilung 104 an der Ringfassung 86 der Kurbelscheibe 28 erfolgen. An der unteren Seite der Kurbelscheibe 28 ist ferner eine Ringnut 106 vorgesehen, in welcher zwei Anschläge 108 festgeklemmt werden können. Ein Anschlagstift -1 ro kann in den Weg dieser Anschläge 108 gelegt werden, so daß die Drehbewegung der Kurbelscheibe 28 auf einen beliebig roßen Drehwinkel beschränkt werden kann. Die Zustellung der Stifte 100 und "iro wird durch einen Stellhebel ι Γ2 gesteuert, der über eine

Drehbüchse ι .14 und zwei -Mitnehmerstifte ii6, ii8 mit den Teilen ioo und no im Eingriff steht. Bei der Stellung gemäß Fig. 4 steht der Stellhebel 112 in seiner Mittellage; der Sperrstift 100 ist außer Eingriff mit der Teilscheibe 98 der Kurbelscheibe 28, und der Anschlagstift 110 ist außerhalb der Bahn der Anschläge 108. Die Kurbelscheilbe 28 kann sich also frei verdrehen. Wird nun der Stellhebel 112 nach oben in Richtung des Pfeiles A (Fig. 4) bewegt, dann kommt der Ansdhlagstift 110 in die Bahn der Anschlage 108 und die Bewegung der Kurbelscheibe 128 wird nur in einem durch die Stellung der Anschläge 108 bestimmten Drehwinkel gestattet. Wenn dagegen der Stellhebel 112 in Richtung des Pfeiles B nach unten bewegt wird, dann kommt der Sperrstift 100 zum Eingriff in die Teilrasten 98, wodurch die Bewegung der Kurbelscheibe 28 überhaupt gesperrt wird.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: Wenn mit der 'beschriebenen Kopiermaschine an einem Arbeitsstück eine kreisförmige Bahn bearbeitet werden soll, und zwar derart, daß der Werkzeugträger 12 hierbei in einer senkrechten Ebene bewegt werden muß, dann ist gemäß Fig. 1 das Tragstück 38 mit der Zusatzvorrichtung am Werkzeugträger 12 zu befestigen und die Kurbelscheibe 28 so zu stellen, daß ihre Ebene parallel zu der senkrechten Ebene des Werkzeugträgers 12 liegt. Der Schlitten 50 mit der Kurbelzapfenbüchse 52 ist dann an Hand der Skala 94, 96 so einzustellen, daß der Abstand der Achsen 30 und 52 dem gewünschten Radius der kreisförmigen BaIm am Arbeitsstück entspricht. Durch Festziehen der Klemmschraube 74 wird diese Radiuseinstellung gesichert. Daraufhin wird das Kardangelenk 58, 60 auf die Kurbelzapfenbüchse 52, 56 gesetzt und durch Festziehen der Klemmmittel 68 und 70 gesichert. Durch entsprechende Einstellung des Stellhebels 112 kann entweder eine vollständig freie oder asber durch Anschläge 108 und 110 begrenzte Drehbewegung der Kurbelscheibe 28 gewählt werden.

Wird nunmehr am Arbeitstisch 20 der Maschine ein Arbeitsstück 120 befestigt und in der Fassung 24 des Werkzeugträgers 12 ein Werkzeug i<2i2 eingesetzt (welches über eine Riemenscheibe 124 von einer nicht dargestellten Antriebsquelle am Maschinenständer 10 angetrieben ist), dann ist die Einstellung beendet, und die Bearbeitung des Arbeitsstückes 120 kann vor sieh gehen. Dies geschieht in der Weise, daß mit Hilfe des Führungsgriffes 18 das Pantographensystem 14 bewegt und der Werkzeugträger 12 mitgenommen wird. Durch die Bewegung des Werkzeugträgers 12· wird wiederum die Kurbelscheibe 28 mitbewegt und gezwungen, sich um die durch den Auslegerarm 62 bis 66 ortsfest gehaltene Achse ihres Kurbelzapfen 52 zu drehen. Da der Werkzeugträger 12 diese kreisende Bewegung der Kurbalseheibe 28 mit ausführen muß, wird also das Werkzeug 122 am Arbeitsstück 120 eine kreisförmige Bahn vom eingestellten Radius, z.'Bi. eine waagerechte Mulde 126 von kreisförmigem Querschnitt, bearbeiten.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, entfällt bei Anwendung der erfindungsgemäßen Zu-Satzvorrichtung die übliche Benutzung von iModell- und Kopierstift bei der Herstellung von geometrischen Formen. Der .Modelltisch 22 der Kopierfräsmaschine kann daher mit einem weiteren Arbeitsstück 120 besetzt werden und an Stelleeines Kopierstiftes kann in die Fassung 26 des . Werkzeugträgers 12 ein zweites Werkzeug 1122 gesetzt werden, welches antriebsmäßig mit dem Werkzeug 122 in der Fassung 24 zu 'kuppeln ist. Es können also an einer Maschine mehrere Arbeitsstücke mit Kreisformen ohne Zuhilfenahme von Modellen bearbeitet werden.

Die Einstellung der Zusatzvorrichtung gemäß Fig. 6 dient zur Bearbeitung eines in Fig. 9 in Ansicht und Draufsicht dargestellten Arbeitsstückes 128 mit elliptischer Bearbeitungsbahn 130. Bei Einstellung der Zusatzvorrichtung nach Fig. 7 werden dagegen die Werkzeuge kreisförmig in: der waagerechten Ebene bewegt, so daß an einem Arbeitsstück 132 eine senkrechte Mulde 134 von kreisförmigem Querschnitt entsteht.

Ferner sei noch auf eine weitere Möglichkeit der Bearbeitung von geometrischen Formen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zusatzvorrichtung himgewrasem, nänilüch von Schräjgfiächen an Arbeitsstücken, beispielsweise einer Schrägnäche 136 am Arbeitsstück 138 gemäß Fig. 8. Zu diesem Zweck wird die 'Maschine und die Zusatzvorrichtung wie in Flilg. 1 eingestellt, nur miit dem Unterschied, daß die Drehbewegung der Kurbelscheibe 28 durch entsprechende Einstellung des Stellhebels 112 und des Sperrbol'zens no blockiert wird, dafür aber die Bewegung des Schlittens 50 gegenüber der Kurbelscheibe 28 bei 74 freigegeben wird. Bei einer Verstellung des Werkzeugträgers. 12 wird sich also die Kurbelscheibe '28 gegenüber dem durch das Kardangelenk 58, 60 festgehaltenen Kurbelzapfen 52 und Schlitten 50 geradlinig bewegen, und zwar unter einem Neigungswinkel, der mittels des Zeigers 102 an der Neigungsskala 104 der Kurbelscheibe 28 einstellbar ist. Durch Anschläge 140· dar Kurbelscheitbe 28 wird die geradlinige Bewegung begrenzt.

Schließlich sei noch erwähnt, daß auch kombinierte geometrische Formen an Arbeitsstücken mit Hilfe der Zusatzvorrichtung ausführbar sind. Die einzelnen Formarbeiten können selbstverständlich nur machekiaindier in 'der im einzelnen bereits erläuterten Weise ausgeführt werden, wobei die beschriebenen Anschllageinrichtunigen die genaue Einhältung der einzelnen Arbeitsbereiche bzw. Formen sichern.

Claims

Patentansprüche:

i. Zusatzvorrichtung zum Herstellen von geometrischen' Formen an Werkstücken auf Werkzeugmaschinen, bei denen der durch Führungsmittel parallel zu sich gehaltene 'Werkzeugträger in den drei Koordinatemrichtungen mittels eines Pantographensystems frei

beweglich ist, weiche Zusatzvorrichtung aus einer im Hub veränderlichen Kurbelscheibe besteht, deren Drehachse gegenüber der Drehachse des Werkzeuges neigbar ist) .dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelscheibe (28) an dem frei¹ bewegllicihein Werkzeugträger (12) angeordnet ist und bei Bewegungen desselben gegenüber der einstellbar ortsfest gehaltenen Achse ihres Kurbelzapfems (52) bewegt wird.
2. Zusatzvorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (30) der Kurbelscheibe (28) bei einer Bewegung des Werkzeugträgers (112) rnitbewegt wird und die Kttrfbelscheiibe {28) zu einer kreisenden Bewegung -um die ortsfest gehaltene Achse ihres Kurbelzapfens (52) zwingt.
3.. Zusatz vorrichtung nach,. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die KuTfoelischeibe (28) einen in ihrer Ebene verstell- und feststellbaren Schlitten (50) trägt, an dem der Kurbelzapfen (52) sitzt.
4. Zusatzvorrichtung nach Anspruchs und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Kurbelscheibe (28) gegenüber dem. Werkzeugträger (12), z.B. durch Festklemmung, ausschaltbar ist, so daß bei einer Bewegung des Werkzeugträgers (12) derselbe zusammen mit der Ku'rbellscheiibe (28) !gegenüber dem mit dem Kurbelzapfen (5-2) feststehenden Schlitten- (50) eine geradlinige Bewegung ausführt.
5: Zusatzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Kurbelzapfen (52) bei Anwendung eines Kardangelenkes (58, 60) von einem Auslegerarm (62 bis 66) des Maschinenständer® (ro) festgehalten ist.
6. Zusatzvorrichtung mach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Kardangelenk (58, 60) d«?s Kurbelzapfen« (52) und dem Auslegerarm (62 bis 66) des 'Maschinenständers (10) ein- und feststellbar ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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